Bintang Katai Coklat Terdingin Tetangga Matahari

Pertanyaan yang sering mengusik astronom dan mungkin juga manusia pada umumnya adalah bintang-bintang tetangga yang dekat dengan Matahari. Ada berapa banyak bintang tetangga yang dekat Matahari? OK kita tau ada Alpha Centauri dan Proxima Centauri, Bintang Barnard dan juga bintang pasangan WISE J104915.57-531906 atau Luhman 16.

Ilustrasi bintang katai coklat yang dingin. Credit: Robert Hurt/JPL, Janella Williams/Penn State University.
Ilustrasi bintang katai coklat yang dingin. Credit: Robert Hurt/JPL, Janella Williams/Penn State University.

Bintang WISE J104915.57-531906 atau kita sebut dengan namanya bintang Luhman 16B merupakan bagian dari sistem bintang ganda katai coklat Luhman 16 (WISE 1049-5319, WISE J104915.57–531906.1) yang ditemukan tahun 2013 oleh Kevin Luhman. Luhman 16 berada di arah selatan rasi Vella pada jarak 6,6 tahun cahaya.  Bintang Barnard ditemukan pada tahun 1916 pada jarak 6 tahun cahaya sedangkan bintang terdekat dari Matahari yakni Alpha Centauri ditemukan tahun 1839 pada jarak 4,4 tahun cahaya dan Proxima Centauri ditemukan tahun 1917 dan berada pada jarak 4,2 tahun cahaya.

Selama satu abad terakhir, berbagai survei pencitraan medan lebar dilakukan untuk mencari tetangga Matahari. Karena bintang terang pastinya tidak ditemukan di area tersebut maka pencarian dilakukan pada bintang-bintang yang sangat redup dan dingin pada magnitudo lebih lemah dan panjang gelombang panjang. Salah satunya adala survei yang dilakukan oleh WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) yang melakukan pengamatan pada panjang gelombang inframerah pertengahan. Data yang dihasilkan berhasil mengungkap obyek-obyek sangat redup di langit, termasuk di dalamnya bintang katai coklat terdingin yang berada “tak jauh” dari Matahari.

Sebagian besar katai coklat ditemukan dengan WISE ini dipilih berdasarkan warna mereka. Akan tetapi, katai coklat di dekatnya juga dapat diidentifikasi dari gerak diri mereka yang besar.  Metode tersebut berhasil diterapkan pada survei astrometri yang dilakukan WISE dengan mengukur gerak relatif bintang pada panjang gelombang dekat-inframerah pada epoh berbeda dari yang dilakukan WISE.

Data terakhir sangat cocok untuk menemukan benda-benda dekat yang sangat dingin untuk di deteksi pada panjang gelombang dekat-inframerah. Hasil analisa data suervei WISE yang dilakukan Kevin Luhman pada tahun 2013 berhasil menemukan pasangan Luhman 16 yang berada pada jarak 6,6 tahun cahaya. Setahun kemudian, di tahun 2014 Luhman kembali menemukan bintang katai coklat yang sangat dingin pada jarak tak jauh dari Luhman 16.

Menariknya lagi, bintang katai coklat baru yang ditemukan Luhman dan dinamai WISE J085510.83?071442.5 (atau WISE0855-0714) merupakan bintang katai coklat terdingin yang pernah ditemukan! Bagaimana ia menemukannya?

Mencari Bintang WISE0855-0714
WISE0855-0714 ditemukan oleh Kevin Luhman dari analisa foto yang diambil satelit WISE saat mempelajari radiasi panjang gelombang inframerah pertengahan. Yang diamati adalah gerak diri dari bintang-bintang tersebut. Dalam pengamatan, bintang dekat dan katai coklat akan bergerak perlahan melintasi angkasa dibanding bintang latar belakang. Penyebabnya adalah gerak diri atau laju perubahan gerak bintang.

Bintang-bintang di langit itu bergerak. Bahkan kecepatan geraknya cukup tinggi. Untuk bintang-bintang di Galaksi Bima Sakti, rata-rata bergerak dengan kecepatan 10 km per detik atau 36.000 km per jam. Buat kita di Bumi, 36000 km/jam itu sangat cepat! Bahkan perubahan posisinya pasti langsung terlihat. Tapi, bintang itu posisinya sangat jauh, sehingga perubahannya tidak akan terlihat oleh pengamat di Bumi. Butuh waktu bahkan sampai ribuan tahun untuk bisa mengenali perubahan tersebut. Karena itu bintang tampak “tidak bergerak” kalau dilihat dari Bumi. Untuk bintang-bintang tetangga Matahari yang jaraknya relatif lebih dekat, mereka pun bergerak dengan kecepatan yang sama. Tapi, karena berada lebih dekat, laju perubahannya bisa terlihat hanya dalam “puluhan tahun”. Berarti dalam waktu satu tahun, laju perubahannya sangat kecil!

Meskipun demikian laju perubahan bintang-bintang dekat setiap tahunnya bisa dikenali jika dibandingkan dengan bintang-bintang jauh. Geraknya memang sangat perlahan hanya beberapa detik busur per tahun. Bintang Barnard adalah bintang yang memiliki gerak diri paling besar, yaitu 10,25 “/tahun (dalam waktu 180 tahun bintang ini bergeser selebar bentangan bulan purnama).

Hasil pengamatan WISE dan Spitzer untuk menemukan WISE0855-0714. Kredit: NASA/JPL/IPAC

Dengan melihat pergeseran bintang dari foto-foto yang diambil oleh WISE, Luhman bisa mengetahui keberadaan obyek katai coklat yang sangat dingin tersebut. Perubahan itu bisa sangat kecil hanya 1 detik busur per tahun. Dari foto yang dipotret WISE selama 6 bulan dari 4 Mei – 11 November 2010, Luhman melihat pergerakan WISE0855-0714 sejauh 2,5 detik busur.  Perubahan tersebut cukup besar di antara bintang-bintang, Diperkirakan WISE0855-0714 memiliki pergerakan 8’’1 / tahun, dan merupakan bintang ketiga dengan gerak diri terbesar di antara obyek-obyek di luar Tata Surya setelah Bintang Barnard dan bintang Kapteyn (8,6’’/tahun)

Tidak mudah untuk bisa melihat kehadiran WISE0855-0714 mengingat ia sangat redup dan berada di luar rentang panjang gelombang cahaya yang bisa diterima atau dilihat oleh manusia. Pengamatan lain pada WISE0855-0714 pernah dilakukan oleh Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA) pada tanggal 9 Maret 2010. Tapi sayangnya WISE0855-0714 tidak ditemukan pada area yang dicari. Pengamatan lanjutan pada panjang gelombang dekat-inframerah dengan teleskop Gemini juga memberikan hasil yang sama. Meskipun demikian, Luhman berhasil menentukan batas kecerlangan obyek yang ia lihat dari citra WISE.

Pengamatan lanjutan yang dilakukan dengan menggunakan Teleskop Spitzer pada tanggal 21 Juni 2013 – 20 Januari 2014 menunjukkan kehadiran WISE0855-0714 yang sangat redup.

Bintang Katai Coklat Dingin
Dari hasil pengamatan, WISE0855-0714 yang dilihat oleh Luhman merupakan bintang katai coklat paling redup yang ada di kelas spektrum M4,5.  Di antara bintang-bintang kelas katai T dan Y, WISE 0855-0714 merupakan bintang paling merah yang artinya memiliki temperatur yang sangat rendah. Hasil perhitungan menunjukkan, WISE 0855-0714 memiliki temperatur 225-260 K atau -48 to -13 °C dengan usia antara 1 – 10 milyar tahun. Kalau dilihat dari suhunya, bisa kita simpulkan planet ini sangat dingin bahkan jauh lebih dingin dari es (titik beku air 0º C).

Peta bintang-bintang dekat Matahari. Kredit: Credit: Janella Williams/Penn State University.
Peta bintang-bintang dekat Matahari. Kredit: Credit: Janella Williams/Penn State University.

Diperkirakan massa WISE0855-0714 berada pada kisaran 3 sampai 10 massa Jupiter dan berada pada jarak sekitar 7,7 tahun cahaya. Atau sedikit lebih jauh dari Luhman 16 yang ditemukan tahun 2013. Kalau melihat dari massanya, maka WISE0855-0714 bisa dimasukan dalam kategori katai coklat paling dingin atau bisa jadi ia merupakan planet gas raksasa yang berkelana setelah terlontar keluar dari sistemnya. Bintang katai coklat merupakan bintang yang gagal untuk memicu terjadinya pembakaran hidrogen di dalam dirinya. Akhirnya ia mengakhiri hidupnya sebagai bintang dingin.

Ditulis oleh

Avivah Yamani

Avivah Yamani

Tukang cerita astronomi keliling a.k.a komunikator astronomi yang dulu pernah sibuk menguji kestabilan planet-planet di bintang lain. Sehari-hari menuangkan kisah alam semesta lewat tulisan dan audio sambil bermain game dan sesekali menulis makalah ilmiah terkait astronomi & komunikasi sains.

Avivah juga bekerja sebagai Project Director 365 Days Of Astronomy di Planetary Science Institute dan dipercaya IAU sebagai IAU OAO National Outreach Coordinator untuk Indonesia.