Siklus Kehidupan Bintang di Alam Semesta

Jika kita lihat dari Bumi, pekerjaan bintang itu sepertinya hanya bersinar dengan stabil. Tapi, apakah demikian? Bintang juga punya siklus hidup seperti manusia.

Siklus kehidupan bintang dengan massa berbeda. Kredit: ESA
Siklus kehidupan bintang dengan massa berbeda. Kredit: ESA

Bintang, termasuk Matahari, merupakan bola gas berpijar yang memancarkan cahaya dan meradiasikan panas. Tapi, bintang bukannya tidak berubah. Bintang juga berubah. Hanya saja, skala waktu perubahannya jauh lebih panjang dari skala waktu kehidupan manusia. 

Singkatnya, bintang juga memulai kehidupannya dengan kelahiran atau pembentukan bintang dan kemudian berevolusi menjadi bintang muda, menua, dan akhirnya mati. Dengan kata lain, bintang itu tidak abadi. 

Bintang lahir atau terbentuk dalam awan gas dan debu yang ada di materi antarbintang. Jadi, sebuah galaksi tidak hanya terdiri dari bintang. Di antara bintang-bintang itu ada awan gas dan debu yang ukurannya luar biasa besar, bahkan massanya bisa ratusan sampai ribuan kali lebih besar dari Matahari.

Ketika awan gas dan debu yang kita kenal sebagai awan molekular ini mengalami gangguan atau turbulensi, awan pun runtuh dan menarik materi (gas dan debu) ke arah pusat. Semakin banyak materi yang ditarik, maka pusat keruntuhan akan semakin padat, dan tentu saja gravitasinya semakin besar. Bukan itu saja. Suhu di pusat juga semakin meningkat. Pusat yang panas dan padat inilah yang kita kenal sebagai protobintang atau cikal bakal bintang.

Keruntuhan gravitasi masih terus terjadi. Lagi-lagi, semakin banyak materi yang ditarik maka protobintang semakin padat dan panas. Proses ini terus terjadi sampai ketika protobintang punya cukup energi untuk memulai reaksi fusi nuklir atau pembakaran untuk mengubah hidrogen di dalam bintang menjadi helium. Proses pembakaran di dalam bintang inilah yang jadi sumber energi bintang dan membuat bintang memancarkan cahayanya. 

Dan bintang baru pun lahir!

Saat bintang sudah terbentuk, tidak ada lagi keruntuhan karena energi yang dilepaskan di pusat menghasilkan tekanan radiasi dari dalam bintang untuk menahan keruntuhan gravitasi yang menarik massa ke pusat. Akibatnya, pada satu titik, tekanan dari dalam dan gravitasi yang berupaya menarik massa ke pusat akan saling menetralkan sehingga terjadi kesetimbangan yang dikenal sebagai kesetimbangan hidrostatik.

Proses pembentukan bintang tidak terjadi dalam sekejap. Butuh waktu jutaan bahkan miliaran tahun sampai bintang terbentuk. Contohnya, Matahari butuh 50 juta tahun sejak keruntuhan awan sampai membentuk bintang. Itu pun tidak semua gas dan debu di awan membentuk bintang. Masih ada sisa gas dan debu yang membentuk piringan materi di sekeliling bintang. Nah, piringan gas dan debu inilah yang jadi bahan dasar kelahiran planet!

Sementara itu, reaksi pembakaran hidrogen menjadi helium terus berlangsung di dalam bintang. Proses ini juga tidak memakan waktu sebentar. 

Untuk bintang-bintang sekelas Matahari, butuh waktu sekitar 10 miliar tahun untuk membakar hidrogen menjadi helium. Sementara itu, bintang-bintang raksasa yang lebih masif dari Matahari justru lebih cepat membakar hidrogen menjadi helium. Durasinya sangat singkat hanya beberapa juta tahun. Sementara itu, bintang-bintang yang massanya kecil butuh triliunan tahun untuk membakar hidrogen menjadi helium. Tahap ini dikenal sebagai tahap Deret Utama ketika bintang memasuki usia dewasa

Ketika seluruh hidrogen di pusat habis, dan helium mendominasi bintang, maka bintang pun beralih ke tahap evolusi berikutnya. Masa tua yang dikenal sebagai tahap raksasa merah. 

Pada tahap ini, pusat bintang mengalami keruntuhan dan bertambah panas sehingga terjadi reaksi pembakaran helium menjadi karbon. Sementara itu di selubung bintang, reaksi pembakaran hidrogen masih terus berlangsung sampai akhirnya selubung dilontarkan keluar, mengembang, dan mengalami pendinginan.

Untuk bintang-bintang massa menengah seperti Matahari, setelah seluruh helium habis terbakar jadi karbon, bintang akan membentuk awan yang kita sebut sebagai nebula planetari. Sementara itu, pusat bintang akan terus mengerut dan mendingin jadi bintang katai putih. 

Perjalanan serupa juga dialami bintang bermassa kecil. Hanya saja, waktu yang dibutuhkan untuk menghabiskan bahan bakar hidrogennya jauh lebih lama dibanding bintang seperti Matahari. Bintang bermassa kecil butuh waktu triliunan tahun untuk membakar habis seluruh hidrogen di pusat, sementara bintang seperti Matahari hanya butuh beberapa miliar tahun saja. 

Pada bintang-bintang yang sangat masif, ketika helium habis, maka reaksi fusi lain terus berlangsung untuk mengubah karbon jadi unsur-unsur lain, hingga akhirnya membentuk besi. Energi ikatan atomik Besi sangat kuat, sehingga butuh energi yang sangat besar untuk bisa membakarnya. Ketika bintang mencapai titik evolusi untuk mulai membakar besi, gravitasi di pusat sudah maha kuat sehingga bintang tidak lagi mampu menahannya. 

Pada akhirnya pusat bintang mengalami keruntuhan jadi sangat kecil dan padat, dan temperatur juga meningkat sangat cepat. Tersulutnya besi disertai tekanan yang amat kuat tidak lagi mampu ditahan oleh bintang. Akibatnya, bintang pun meledak sebagai supernova dan 75% materi bintang dilontarkan ke angkasa. Sementara itu, pusat bintang yang masih tersisa akan berakhir jadi bintang neutron atau runtuh menjadi lubang hitam. Tentu ini bergantung pada massa inti bintang yang tersisa tersebut.


Artikel ini merupakan kerjasama detikEdu dengan langitselatan dan telah diterbitkan di portalĀ detikEdu.

Ditulis oleh

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...