Penuaan Dini Pada Bintang WASP-18

Pernah melihat seseorang yang yang tampak lebih tua dari usianya aka penuaan dini? Seperti itulah bintang yang akan jadi pembicaraan kita kali ini. Bintang WASP-18, sebuah bintang serupa Matahari dengan massa 1.25 massa Matahari dan berada di rasi burung Phoenix di belahan langit selatan.

Pertanyaannya, bagaimana sebuah bintang bisa tampak lebih tua dari usianya? Apakah ada yang mengganggunya sehingga ia jadi banyak pikiran? Kok ya seperti manusia yang mengalami penuaan dini. Ups.

Hasil pengamatan pada bintang WASP-18 berhasil mengungkap penyebab penuaan dini pada bintang tersebut. Ternyata, sumber penuaan dini pada bintang ini berasal dari planet gas raksasa yang mengelilinginya.

Ilustrasi sistem keplanetan WASP-18 dengan planet WASP-18b yang mengitari bintang dari jarak dekat. Pada kanan atas terdapat hasil pengamatan optik bintang WASP-18 yang terang sementara hasil pengamatan Chandra tidak memperlihatkan adanya pancaran sinar X yang seharusnya dipancarkan bintang muda. Kredit: Observatorium Chandra/NASA
Ilustrasi sistem keplanetan WASP-18 dengan planet WASP-18b yang mengitari bintang dari jarak dekat. Pada kanan atas terdapat hasil pengamatan optik bintang WASP-18 yang terang sementara hasil pengamatan Chandra tidak memperlihatkan adanya pancaran sinar X yang seharusnya dipancarkan bintang muda. Kredit: Observatorium Chandra/NASA

Planet WASp-18b
Planet yang diberi nama WASP-18b (planet pertama dalam sistem keplanetan yang mengelilingi bintang WASP-18) diketahui merupakan sebuah planet gas raksasa yang digolongkan dalam kelas Jupiter panas. Artinya ia merupakan planet gas raksasa seperti halnya Jupiter, namun karena lokasinya yang dekat dengan bintang induk maka planet raksasa ini tergolong planet yang panas.

Bagaimana tidak, planet WASP-18b berada hanya 0,02 AU atau lebih dekat dari jarak Merkurius ke Matahari. Itu jaraknya dari bintang induknya, yakni bintang WASP-18. Kalau dari Bumi, Bintang WASP-18 dan planetnya tersebut jaraknya 330 tahun cahaya. Jika Jupiter, membutuhkan waktu sekitar 12 tahun untuk menyelesaikan satu tahunnya atau satu putaran mengelilingi Matahari, maka satu tahun di WASP-18b terbilang cukup singkat. Planet WASP-18b yang massanya 10 massa Jupiter,  menyelesaikan orbitnya mengeliling bintang WASP-18 hanya dalam waktu 23 jam. Artinya satu tahun di WASP-18b hanya hampir sehari di Bumi! Bayangkan jika kita bisa berada disana. Sayangnya planet Jupiter panas seperti ini bukanlah planet yang cocok untuk dihuni.

Planet raksasa yang ditemukan dalam jajaran eksoplanet jelas sangat banyak. Tapi kesemua planet itu memiliki keunikannya masing-masing. Demikian juga WASP-18b. Ia unik karena dalam perjalanan hidupnya, ia memberi pengaruh yang besar pada sang bintang induk.

Sumber Penuaan Dini
Planet WASP-18b inilah yang menjadi sumber penuaan dini pada sang bintang. Planet raksasa yang berada sagat dekat dengan bintang induknya ini menjadi sumber peredaman pada medan magnetik sang bintang. Pada umumnya ketika bintang beranjak tua maka aktivitas magnetik dan sinar-X dari bintang akan menurun. Kondisi inilah yang dilihat oleh para astronom. Simpulan yang diperoleh tentunya bintang sudah tua.

Tapi setelah dilakukan penelitian lebih lanjut, usia bintang WASP-18 hanya sekitar 500 juta – 2 milyar tahun. Usia yang masih cukup muda bagi sebuah bintang. Buat manusia, usia ini tak mungkin dicapai. Tapi bagi bintang usia kisaran 2 milyar tahun itu masih muda. Bandingkan dengan Matahari yang sedang berada pada masa jayanya di usia 4,6 milyar tahun.

Jika dilihat dari usia, seharusnya WASP-18 memiliki medan magnetik yang kuat, suar (flare) yang lebih besar, dan emisi sinar-X dalam jumlah besar dan intens dibanding bintang yang lebih tua. Aktivitas magnetik, suar bintang dan emisi sinar-X memiliki keterkaitan erat dengan rotasi bintang yang pada umumnya akan semakin menurun seiring bertambahnya usia.

Tapi mengapa hasil pengamatan teleskop Chandra menunjukan tidak ada sinar-X yang dipancarkan oleh WASP-18. Dari hubungan aktivitas magnetik dan emisi sinar X pada bintang dengan usianya, para astronom menemukan kalau WASP-18 mengalami penurunan aktivitas sekitar 100 kali untuk usianya saat ini.

Kalau dibandingkan dengan Matahari, maka tingginya aktivitas magnetik akan berimplikasi pada banyaknya bintik Matahari dan suar aka flare pada permukaannya. Demikian juga seharusnya yang terjadi pada WASP-18. Aktivitas magnetik yang rendah akan berimplikasi pada sedikitnya bintik bintang dan suar atau flare yang terjadi di permukaan.

Pancaran sinar-X yang lemah dari bintang tidak memiliki efek yang signifikan pada atmosfer terluar planet di dekatnya. Jika bintang memancarkan sinar-X yang kuat seperti pada bintang CoRoT-2a, menyebabkan atmosfer pada planet di dekatnya terkikis dan menghasilkan penampakan seperti ekor.

Penuaan dini pada bintang diperkirakan terjadi karena planet WASP-18b yang mengitarinya menimbulkan kerusakan pada bagian dalam bintang. Gaya pasang surut dari gravitasi planet menjadi penyebab gangguan pada medan magnetik bintang. Kondisi ini mirip dengan pasang surut yang ditimbulkan oleh interaksi gravitasi Bumi-Bulan, tapi dalam skala yang jauh lebih besar.

Medan magnetik di dalam bintang dihasilkan pada area dimana terjadi sirkulasi konveksi atau perpindahan energi di dalam bintang dimana gas dan plasma berlaku sebagai fluida. Kuatnya medan magnetik pada bintang bergantung pada jumlah konveksi yang terjadi di dalam bintang. Gangguan gravitasi yang ditimbulkan planet, diyakini menyebabkan terjadi pergerakan gas di dalam bintang yang melemahkan konveksi. Zona koveksi yang sempit pada bintang WASP-18 dibanding bintang pada umumnya menyebabkan WASP-18 rentan terhadap dampak pasang surut yang timbul. Akibatnya, medan magnetik yang dihasilkan tidak sekuat yang seharusnya untuk bintang pada usia muda.

Efek pasang surut dari planet juga merupakan penjelasan bagi tingginya jumlah lithium yang ditemukan dalam pengamatan WASP-18 sebelumnya. Pada umumnya, kelimpahan lithium yang tinggi memang terdapat pada bintang-bintang muda. Namun seiring waktu, proses konveksi akan membawa lithium ke area bintang yang lebih dalam dan lebih panas untuk kemudian dihancurkan lewat reaksi nuklir. Jadi karena gangguan pasang surut menyebabkan konveksi melemah, maka tentunya sirkulasi lithium ke bagian dalam bintang tidak sebanyak yang seharusnya sehingga masih banyak lithium yang selamat dari proses kehancuran.

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.