Gelembung Gas di Permukaan Bintang R Doradus

Untuk pertama kalinya para astronom memotret dengan detail permukaan bintang lain selain Matahari! Atau malah kita sedang melihat masa depan Matahari.

Citra bintang R Doradus yang dipotret oleh Teleskop Radio ALMA. Kredit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/W. Vlemmings et al.

Citra tersebut memperlihatkan gelembung gas panas yang jauh lebih besar dari ukuran Matahari di permukaan salah satu bintang yang cukup dekat dari Bumi.

Gelembung Gas di Permukaan Bintang

Bintang itu adalah Bintang R Doradus di konstelasi Dorado yang jaraknya 178 tahun cahaya dari Bumi. Tak hanya melihat gelembung gas di permukaan bintang, para astronom juga bisa melacak pergerakan gelembung gas panas tersebut. Mereka bisa menyaksikan bagaimana gelembung gas tersebut muncul di permukaan dan kemudian tenggelam dengan cepat ke dalam bintang. Jauh lebih cepat dari dugaan sebelumnya.

Tak pelak ini jadi pertama kalinya para astronom melihat terjadinya konveksi di permukaan bintang selain Matahari. Sebelumnya, para astronom juga sudah memotret permukaan Matahari dengan sangat detail dan bisa melihat pergerakan granula atau gelembung gas panas di permukaan Matahari. Gelembung gas panas inilah yang merupakan aliran konveksi yang dibawa dari dalam Matahari ke permukaannya.

Ternyata, kita juga bisa memotret fenomena serupa di bintang yang berada 180 tahun cahaya dari Matahari. Buat astronom, bintang R Doradus ini termasuk dekat. Tapi, meskipun dekat, jaraknya itu 1.703.000.000.000.000 km!

Bayangkan melihat bintang pada jarak tersebut. Mata kita hanya bisa melihat sebuah titik terang. Tidak demikian dengan ALMA yang melihat alam semesta pada panjang gelombang radio. Hasil potret ALMA justru memperlihatkan proses konveksi di permukaan bintang R Doradus dengan sangat detail.

Permukaan bintang yang pernah dipotret sebelumnya dengan teleskop ALMA maupun teleskop lainnya. Kredit: ESO/K. Ohnaka (Antares); ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/E. O’Gorman/P. Kervella (Betelgeuse); ESO (R Doradus); ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/W. Vlemmings (W Hydrae))

Konveksi pada Bintang

Bintang menghasilkan energi di pusat lewat reaksi fusi nuklir. Pembakaran yang terjadi di pusat bintang ini mengubah unsur di dalamnya jadi unsur yang lebih berat. Untuk bintang seperti Matahari, reaksi fusi nuklir itu mengubah hidrogen jadi helium. Pada bintang yang sudah berevolusi jadi bintang raksasa merah seperti R Doradus, reaksi fusi nuklir yang terjadi mengubah helium menjadi unsur yang lebih berat seperti karbon.

Energi di pusat bintang ini kemudian dihantar keluar ke permukaan bintang dalam gelembung gas raksasa yang sangat panas. Setelah tiba di permukaan, gelembung gas itu akan mendingin dan kemudian tenggelam lagi ke dalam bintang. Mirip seperti gelembung dalam lampu lava.

Proses konveksi menghantarkan elemen berat seperti karbon dan nitrogen yang terbentuk di pusat bintang ke seluruh bintang. Hantaran konveksi juga diduga bertanggung jawab menghantarkan elemen-elemen tersebut ke alam semesta untuk pembentukan bintang baru maupun planet.

Sampai saat ini, pergerakan konveksi yang sudah diamati hanyalah yang ada di permukaan Matahari. Tapi ALMA memberi kejutan buat kita. Bintang R Doradus yang ukurannya 350 kali Matahari pada jarak 180 tahun cahaya bisa dilacak juga aliran konveksinya dengan detail. Selain itu, R Doradus juga memiliki massa yang mirip Matahari. Itu artinya R Doradus bisa jadi mirip dengan Matahari. Jika demikian, bisa jadi pengamatan ini bisa memberikan petunjuk apa yang terjadi di permukaan Matahari 5 miliar tahun lagi.

Pergerakan Granula

Konveksi pada bintang menghasilkan struktur granula di permukaan Matahari.Kita sudah bisa memotret granula di permukaan Matahari dengan resolusi yang tinggi. Rupanya mata ALMA dalam panjang gelombang radio bisa memperlihatkan granula di permukaan R Doradus dengan ukuran 75 kali lebih besar dari Matahari!

Tak hanya itu, ALMA juga menangkap dengan detail pergerakan granula tersebut sehingga untuk pertama kalinya, para astronom bisa mengukur kecepatan gerak gelembung-gelembung gas tersebut.

Granula di bintang R Doradus bergerak dalam siklus 1 bulan, dan lebih cepat dibanding kerja konveksi pada Matahari. Penyebabnya belum diketahui, akan tetapi dugaan sementara mengacu pada usia bintang. Para astronom menduga ada perubahan pada konveksi seiring bertambahnya usia bintang. Dengan mempelajari pergerakan konveksi pada bintang R Doradus, kita juga bisa memahami kerja Matahari kelak saat bintang mengembang, menjadi dingin, dan bergelembung seperti R Doradus.