Kabut Materi di Sekeliling Ledakan Bintang Maharaksasa Merah

Sesaat sebelum mengakhiri hidup dalam ledakan dahsyat, bintang maharaksasa merah jadi lebih ramping karena kehilangan massa.

Hanya dengan melihat langit, sulit dipercaya kalau tiap titik cahaya bintang yang berkerlap kerlip adalah bola gas raksasa yang panas. Bahkan bintang terkecil pun, ukurannya jauh lebih besar dari Bumi. Jika Matahari digantikan bintang yang sangat besar, Bumi akan ditelan bintang.

Ilustrasi bintang maharaksasa merah yang dikelilingi selubung debu. Kredit: NAOJ
Ilustrasi bintang maharaksasa merah yang dikelilingi selubung materi. Kredit: NAOJ

Bintang Maharaksasa Merah

Ada bintang yang benar-benar kolosal dan dikenal sebagai bintang maharaksasa merah. Sebelum jadi bintang maharaksasa merah, bintang-bintang ini tergolong masif (~ 8 — 40 massa Matahari), dan sudah menghabiskan sekitar 10 juta tahun pada tahap deret utama untuk membakar hidrogen jadi helium.

Ketika hidrogen di dalam bintang sudah habis terbakar, bintang kemudian mulai membakar helium di inti. Pada saat itulah bintang mengembang dan memulai tahap berikut dalam hidupnya yakni bintang maharaksasa merah. Tahap ini sekaligus jadi tahap akhir hidup bintang, sesaat sebelum meledak sebagai supernova.

Bintang maharaksasa merah memiliki ukuran yang sangat besar dengan diameter 100 – 1000 kali ukuran Matahari. Kalau Matahari digantikan bintang maharaksasa merah, maka Bumi bahkan termasuk Jupiter sudah hancur dilahap bintang. Meskipun demikian, maharaksasa merah termasuk bintang dingin dengan temperatur hanya 3500-4500 K. Lebih dingin dibanding Matahari. Bahkan bintang tipe ini termasuk bintang terbesar dan terdingin di alam semesta.

Tak hanya itu, bintang maharaksasa merah juga melepaskan energi yang jauh lebih besar dibanding Matahari. Selama berada dalam tahap maharaksasa merah, bintang akan mengalami kehilangan massa yang cukup besar. Materi yang terlepas inilah yang mengisi ruang antarbintang di sekitarnya.

Dan bintang pun meledak

Supernova dikenal sebagai ledakan bintang dahsyat di alam semesta. Selama beberapa hari terang bintang yang meledak meningkat sampai 10 miliar kali terang Matahari dan melepaskan energi yang jauh lebih besar dibanding Matahari selama hidupnya.

Ketika bintang maharaksasa merah meledak, terjadi hal yang istimewa: kilatan cahaya terang akan tampak muncul sebelum bintang benar-benar meledak. Fenomena ini dikenal sebagai “Pelolosan Cahaya dari Gelombang Kejut”.

Kilatan cahaya akibat pelolosan cahaya dari gelombang kejut hanya terjadi selama 20 menit. Karena itu, tidak mudah untuk bisa melihat peristiwa ini. Tahun 2016, fenomena tersebut berhasil diamati untuk pertama kalinya pada cahaya tampak. Akan tetapi, tidak semua ilmuwan bisa seberuntung itu.

Para astronom yang sedang mempelajari fenomena tersebut tidak berhasil melihat kilat cahaya tersebut ketika mengamati ledakan 26 bintang maharaksasa. Yang menarik, 24 bintang maharaksasa merah justru mengalami peningkatan kecerlangan lebih cepat dari seharusnya.

Untuk mengetahui mengapa pelolosan cahaya dari gelombang kejut tidak teramati dan sebagai gantinya kurva cahaya tampak menanjak cepat, para ilmuwan melakukan simulasi dengan superkomputer. Mereka membuat 518 simulasi ledakan supernova dengan bintang yang punya ciri berbeda-beda.

Hasil simulasi bintang dengan selubung materi dengan 10% massa Matahari memperlihatkan kecocokan dengan pengamatan. Selubung materi tersebut berasal dari kehilangan massa bintang sebelum terjadinya ledakan. Ternyata, keberadaan selubung tersebut menjadi penyebab hilangnya pelolosan cahaya dari gelombang kejut. Materi tersebut menyelubungi supernova sekaligus memerangkap cahaya sehingga tidak terjadi kilatan cahaya. Tentu saja kita pun tak bisa melihatnya dari teleskop.

Tabrakan antara materi yang terlontar saat ledakan bintang dengan selubung materi menciptakan gelombang kejut yang mempercepat peningkatan kecerlangan supernova. Yang masih jadi misteri adalah peristiwa kehilangan massa yang terjadi sebelum bintang meledak.

Salah satu mekanisme yang umum adalah angin bintang. Untuk bintang masif, anginnya lebih kuat dibanding bintang bermassa rendah. Itu kalau bintangnya termasuk bintang tunggal. Jika bintang punya pasangan, maka interaksi antara kedua bintang berperan untuk kehilangan massa yang lebih besar. Mekanisme lain yang bisa dipertimbangkan adalah kehilangan massa akibat terjadinya erupsi yang tampaknya makin menguat ketika bintang akan meledak.

Menurut Hanindyo Kuncarayakti dari Universitas Turku yang berkolaborasi dalam penelitian ini, “pelolosan cahaya dari gelombang kejut merupakan petunjuk penting untuk memahami struktur bintang saat bintang meledak maupun mekanisme ledakannya. Problemnya, untuk mengamati fenomena ini tidak mudah karena kejadiannya berlangsung sangat cepat dan tidak bisa dipastikan pada bintang mana ledakan akan terjadi sebelumnya”.

Sepertinya tidak penting untuk memahami supernova pada bintang maharaksasa merah. Tapi, dari fenomena inilah kita bisa mengetahui bagaimana materi bisa tersebar di dalam galaksi. Karbon, oksigen, perak, nikel dan tembaga yang ada di Bumi maupun di dalam tubuh kita, berasal dari bintang yang meledak. Kehidupan bisa muncul karena supernova!

Fakta keren:

Ketika bintang maharaksasa merah meledak, kita mengenalnya sebagai supernova tipe II yang kaya dengan hidrogen. Ketika bahan bakar untuk tungku bintang habis, inti bintang runtuh ke dalam karena gravitasi ke inti jauh lebih besar dari tekanan ke luar. Akibatnya terjadilah keruntuhan tidak terkontrol yang memampatkan inti bintang dan menghasilkan gelombang kejut, yang akhirnya mendesak keluar dan meledakkan bintang.

[divider_line]
Sumber: Artikel ini merupakan hasil elaborasi publikasi dari Space Scoop Universe Awareness edisi Indonesia yang diterjemahkan oleh langitselatan, makalah yang diterbitkan pada jurnal Nature dan diskusi serta saran dari H.  Kuncarayakti.

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.

Tulis komentar dan diskusi...