Cikal Bakal Sistem Bintang Kuadruplet di Barnard 5

Matahari, bintang terdekat dengan Bumi memang sebuah bintang tunggal. Tapi bintang tetangga Matahari, bukan bintang tunggal. Mereka adalah bintang bertiga yang terdiri dari Proxima Centauri yang paling dekat dengan Matahari, beserta dua bintang lainnya yakni Alpha dan Beta Centauri.

Awan molekul Barnard 5 dikelilingi debu (biru) dan dilihat oleh Teleskop Herschel milik ESA dalam panjang gelombang inframerah. Kredit: Bill Saxton / NRAO / AUI / NSF
Awan molekul Barnard 5 dikelilingi debu (biru) dan dilihat oleh Teleskop Herschel milik ESA dalam panjang gelombang inframerah. Kredit: Bill Saxton / NRAO / AUI / NSF

Berdasarkan pengamatan para astronom, kehadiran bintang berdua aka bintang ganda, bintang bertiga atau bintang triplet, bintang kuadruplet atau bintang berempat dan bintang multipel bukanlah hal aneh. Bahkan diduga sistem bintang multipel memiliki populasi lebih dari setengah bintang yang ada di alam semesta. Kehadiran sistem bintang multipel memang diketahui sangat membantu para astronom dalam menyelidiki alam semesta. Contohnya, ledakan  Supernova tipe-Ia yang digunakan untuk mengukur jarak kosmis, terjadi ketika dua buah bintang yang saling mengorbit bertabrakan. Pulsar atau bintang berdenyut bisa memiliki kecepatan rotasi sampai beberapa milidetik dalam tiap putarannya karena dipicu oleh gas bintang pasangannya. Dan tanpa keanehan pada gerak bintang dalam bintang ganda, para astronom tidak akan dapat mengetahui kehadiran lubang hitam.

Tapi, bagaimana sistem bintang multipel terbentuk masih menjadi misteri.

Pembentukan Sistem Bintang Multipel
Ada beberapa teori yang diajukan sebagai proses terbentuknya sistem bintang multipel. Yang pertama, para astronom meyakini kalau fragmentasi atau pembelahan pada tahap awal pembentukan bintang menjadi salah satu cara terbentuknya bintang multipel, dalam hal ini pembentukan bintang ganda kontak. Pembelahan terjadi pada protobintang yang berputar cepat dan menghasilkan pasangan bintang ganda yang sangat berdekatan. Sebagai bukti dari pembelahan tersebut, bintang ganda dekat memiliki massa yang hampir sama. Berbeda dengan bintang ganda yang berjauhan, perbandingan massanya lebih beragam.

Penjelasan lain yang memungkinkan adalah teori tangkapan. Menurut teori tangkapan, sistem bintang multipel bisa terbentuk ketika ada sebuah bintang yang masuk dan terperangkap dalam pengaruh gravitasi bintang lainnya. Sayangnya, kesempatan terjadinya pertemuan secara acak antar bintang-bintang sehingga terjadi tangkapan jauh lebih rendah dibanding populasi bintang multipel yang sudah diamati. Tantangan lain dari teori ini terletak pada usia bintang. Pertemuan acak yang menghasilkan terjadinya tangkapan akan memiliki variasi usia bintang yang cukup besar, dan hal ini tidak tampak pada bintang berpasangan yang sudah teramati.  Jadi, bagaimana bintang dengan usia yang hampir sama bisa berinteraksi sedemikian dekat dalam sebuah kelompok? Jawabannya ada pada gugus bintang dimana saat pembentukan, protobintang saling berinteraksi dan bertabrakan sehingga cikal bakal bintang-bintang ini kemudian terikat menjadi sebuah sistem bintang.  Teori tangkapa juga menjadi teori yang lebih cocok untuk menjelaskan terbentuknya sistem bintang multipel yang anggotanya lebih dari dua.

Penjelasan ketiga dari pembentukan sistem bintang multipel adalah kontraksi awan yang runtuh karena gaya gravitasinya. Awan yang runtuh tersebut tidak membentuk bintang dengan piringan pipih yang mengelilinginya melainkan awan terpecah menjadi dua atau lebih. Pecahan awan tersebut kemudian mengorbit satu sama lainnya, dimana masing-masing awan mengalami keruntuhan dan membentuk bintang – bintang baru yang terikat dalam satu sistem.

Sistem Bintang Multipel Yang sedang terbentuk

Protobintang dan 3 filamen gas yang sedang berkondensasi di awan Barnard 5. Kredit:  Bill Saxton / NRAO / AUI / NSF
Protobintang dan 3 filamen gas yang sedang berkondensasi di awan Barnard 5. Kredit: Bill Saxton / NRAO / AUI / NSF

Tidak mudah untuk bisa mengamati sistem bintang multipel. Survei langit mengungkap kalau kelompok bintang multipel jauh lebih umum ditemukan ketika bintang masih muda, sebelum interaksi gravitasi antar bintang melontarkan salah satu atau sebagian anggotanya keluar dari sistem. Dan pengamatan bagaimana bintang-bintang ini terbentuk juga tidak seperti evolusi kehidupan manusia yang jauh lebih singkat. Setidaknya butuh ratusan ribu tahun untuk bisa mengamati proses pembentukan bintang tersebut.

Tapi, bukan berarti tidak mungkin. Para astronom berhasil memotret salah satu sistem bintang yang sedang berada dalam tahap pembentukannya.  Protobintang di palung kelahiran bintang Barnard 5 yang berada pada jarak 825 tahun cahaya di arah rasi Perseus, tampak sedang dalam proses untuk membentuk bintang yang massanya sekitar 1/10 massa Matahari. Tapi tampaknya, si protobintang itu tidak sendirian. Hasil pengamatan awan gas molekular pada panjang gelombang radio mengungkap kehadiran 3 struktur filamen gas yang sedang berkondensasi di sekeliling protobintang. Ketiga embrio protobintang itu massanya 2-3 kali lebih masif dan diperkirakan akan membentuk bintang sekitar 1/3 massa Matahari dalam waktu 40000 tahun.

Dari hasil pengamatan gerak gas, bisa dipastikan kalau protobintang dan ketiga filamen gas merupakan sebuah sistem kuadruplet yang terikat secara gravitasi.

Yang menarik, jarak antara setiap filamen gas dengan protobintang merentang antara 3000 – 10000 AU atau 3000 – 10000 jarak Matahari – Bumi. Akibatnya, ke-4 calon bintang di dalam sistem akan memiliki jarak yang cukup dekat satu sama lainnya. Efeknya, interaksi gravitasi antar bintang  akan mendominasi sistem dan jika tidak tercapai kestabilan, maka kelak akan ada anggota yang dilontarkan ke luar dari sistem bintang berempat tersebut.

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.