Perburuan Kembaran Matahari!

Matahari. Bintang terdekat Bumi yang sekaligus menjadi sumber energi dan cahaya untuk planet biru ini telah menarik perhatian para astronom untuk diamati.

Tercatat sejak teleskop pertama kali digunakan untuk mengamati benda langit, setidaknya sudah 400 tahun Matahari ikut diamati dan dipelajari lewat teleskop. Empat ratus tahun, rentang waktu yang panjang untuk manusia, tapi tidak untuk Matahari yang saat ini sudah berusia 4,6 milyar tahun. Dari 400 tahun itu, sudah banyak yang dipelajari manusia tentang Matahari tapi juga sebenarnya pengetahuan itu sangat sedikit mengingat manusia belum bisa mempelajari keseluruhan karakteristik Matahari dan perjalanan hidup Matahari dari awal ia terbentuk sampai saat ini. Bahkan untuk tahu masa depan Matahari seperti apa, manusia pun tidak bisa melihatnya sendiri. Kala kehidupan manusia itu jauh lebih singkat dari Matahari. Empat ratus tahun pengamatan saja sudah melibatkan 4-5 generasi, apalagi menanti Matahari menjadi tua.

Paradoks Kembar?
Tapi, ini tidak berarti para astronom tidak bisa mempelajari evolusi Matahari. Caranya? Para astronom berburu bintang yang sama seperti Matahari aka mencari saudara kembar Matahari, yang lebih muda maupun yang lebih tua sehingga mereka bisa mempelajari seperti apa Matahari di masa lalu dan melihat masa depan Matahari kelak.

Perburuan ini memberi hasil yang menggembirakan. Para astronom menemukan saudara kembar Matahari yang usianya jauh lebih tua! Bintang itu bernama HIP 102152 berada 250 tahun cahaya dari Bumi. Keduanya sangat mirip tapi usianya  terpaut jauh sekitar 4 milyar tahun lebih tua. Melihat dan mempelajari keduanya mengingatkan para astronom pada paradoks kembar yang sedang beraksi.

Paradoks kembar atau twin paradox merupakan kisah sepasang kembar identuk yang berpisah karena yang satu tinggal di Bumi sedangkan yang satu lagi menjelajah semesta. Dan ketika si penjelajah ini kembali, ia mendapati dirinya jauh lebih muda dari saudaranya yang tetap tinggal di Bumi.

Kisah Matahari dan kembarannya memang tidak melibatkan perjalanan melintasi waktu. Yang sedang dilihat adalah dua bintang yang sangat mirip pada usia yang sangat berbeda pada waktu yang sama seakan-akan yang satu baru kembali dari perjalanan.

Saudara Kembar Matahari
Pencarian kembaran Matahari sudah dilakukan selama beberapa dekade akan tetapi hanya beberapa yang ditemukan semenjak tahun 1997. Tapi perkembangan teknologi seperti yang digunakan pada Very Large Telescope milik ESO memberi era baru bagi para astronom untuk bisa menemukan bintang yang serupa dengan tingkat presisi yang sangat tinggi. Kembaran Matahari yang dicari merupakan bintang yang memiliki kemiripan massa, temperatur, dan kelimpahan senyawa kimia dengan Matahari.

Dalam pencariannya, tim yang dipimpin Jorge Melendez dari Universidade de São Paulo, Brazil, mempelajari dua bintang kembaran Matahari. Bintang pertama merupakan saudara yang lebih muda yakni bintang 18 Scorpii dan saudara yang jauh lebih tua yakni HIP 102152. Pengamatan dilakukan menggunakan spektograf UVES yang dipasang di VLT milik ESO di Observatorium Paranal, yang berfungsi untuk memisahkan cahaya dalam komponen warnanya sehingga para astronom bisa mempelajari komposisi kimia dan karakteristik si bintang secara detil.

Hasilnya, HIP 102152 yang berada di rasi Capricornus merupakan kakak kembar Matahari yang sudah berusia 8,2 milyar tahun sedangkan 18 Scorpii merupakan adik kembarnya yang baru berusia 2,9 milyar tahun.

Melihat Masa Depan
Berkaca dari kedua saudara kembarnya, para astronom bisa mempelajari apa yang terjadi saat Matahari masih muda dan apa yang akan terjadi dengan Matahari ketika ia mencapai usia tua. Setidaknya para astronom bisa melihat seperti apa kelak Matahari kala berusia 8,2 milyar tahun.

Salah satu tujuan penelitian yang dilakukan oleh Jorge Melendez dan tim adalah untuk mengetahui mengapa Matahari hanya punya sedikit Lithium. Apakah unsur Lithium yang sedikit ini memang umum atau berlaku juga pada bintang-bintang serupa Matahari.

Lithium (Li), unsur ketiga dalam tabel periodik terbentuk di alam semesta bersama-sama dengan hidrogen dan helium. Akan tetapi di Matahari, hanya hidrogen dan helium yang melimpah. Selain itu, ada bintang-bintang yang mmeiliki kelimpahan lithium lebih banyak dari bintang lainnya.

Pengamatan pada bintang HIP 102152 memberi petunjuk bagi teka teki Lithium dalam hubungannya dengan usia bintang serupa Matahari.

Kelimpahan di Matahari pada usia 4,6 milyar tahun hanyalah 1%. Studi yang dilakukan pada bintang-bintang serupa Matahari yang lebih muda menunjukan kelimpahan lithium yang lebih tinggi. Tapi para astronom belum bisa menemukan apakah memang ada korelasi antara usia bintang dengan kelimpahan lithium.

Misteri lithium tampaknya mulai menemui titik terang ketika para astronom menemukan kalau pada bintang HIP 102152 kelimpahan lithium sangatlah rendah. Bisa dibuat kesimpulan awal bahwa di bintang serupa Matahari, usia memiliki korelasi dengan kelimpahan lithium. Semakin tua, kelimpahan lithium pada bintang akan semakin rendah. Diduga, bintang menghancurkan atau mungkin menghabiskan lithium saat ia bertambah usia dan keberadaan kelimpahan lithium yang hanya 1% masih normal untuk bintang seusia Matahari.

Mengakhiri kisah si kembar Matahari aka saudara tua Matahari, HIP 102152 memiliki komposisi kimia yang polanya berbeda dari bintang serupa Matahari lainnya, tapi komposisinya justru mirip sekali dengan Matahari. Keduanya (HIP 102152 dan Matahari) menunjukkan adanya defisiensi aka kekurangan elemen – elemen yang biasanya ditemukan berlimpah di meteorit dan di Bumi.

Jika sebuah bintang hanya memiliki sedikit elemen yang umumnya ada di obyek batuan, ada indikasi kalau si bintang merupakan rumah bagi planet-planet batuan. Planet kebumian terbentuk dari piringan besar di sekeliling bintang, dan pada saat terbentuk obyek yang kemudian kita kenal sebagai planet kebumian itu akan menggunakan elemen-elemen yang hilang dari bintang tersebut. Untuk mengetahui apakah HIP 102152 memiliki planet, para astronom akan melakukan pengamatan kecepatan radial dengan spektograf HARPS milik ESO.

Sumber: ESO ; Versi anak-anak : Cemerlangnya Masa Depan Matahari Kita