Menyusuri Perjalanan Bintang-Bintang: Lahir, Hidup, dan Mati
Makhluk hidup di muka Bumi ini diciptakan Tuhan melalui sebuah kelahiran. Setelah lahir, mereka hidup, lalu tumbuh dan berkembang hingga akhirnya mengalami kematian. Sama seperti makhluk hidup, seluruh bintang-bintang yang senantiasa kita saksikan di langit malam itu juga ada melalui sebuah kelahiran. Bintang-bintang memang bukan makhluk hidup, tapi mereka juga bukan sesuatu yang tetap. Setelah lahir, mereka berubah seiring berjalannya waktu, lalu ketika mereka mencapai batasnya, mereka akan mati. Kisah perjalanan hidup bintang ini lebih dikenal sebagai evolusi bintang.
Kelahiran Bintang
Bintang-bintang telah ada ketika Bumi terbentuk. Namun, mereka tidak serta merta ada, mereka butuh dilahirkan. Di alam semesta, tepatnya di ruang antarbintang, terdapat awan-awan raksasa yang terdiri dari debu dan gas atau biasa disebut sebagai materi antarbintang. Di sinilah bintang dilahirkan. Materi antarbintang memiliki kerapatan rendah dan volume yang besar. Ketika terjadi ledakan di sekitar materi antarbintang, efek yang timbul dari ledakan itu akan memengaruhi materi antarbintang. Materi antarbintang akan termampatkan dan menyebabkan tekanannya meningkat. Gas-gas di daerah tersebut akan menarik gas di sekitarnya sebagai efek dari gaya gravitasi sehingga gas akan mulai mengerut. Seiring pengerutan yang terus terjadi, awan akan semakin termampatkan ke pusatnya. Ketika awan semakin mampat ke pusat, suhu pun akan meningkat. Suhu ini akan terus meningkat hingga sampai pada keadaan ketika reaksi-reaksi kimia dapat terjadi. Ketika batas tersebut telah tercapai, awan gas dari materi antarbintang tersebut telah menjadi sebuah protobintang atau cikal bakal bintang. Reaksi-reaksi kimia di pusat akan menghasilkan energi yang mendorong protobintang dari dalam dan melawan tekanan dari gaya gravitasi, hingga pada akhirnya, akan menciptakan keadaan kesetimbangan. Setelah berada dalam keadaan kesetimbangan, probintang akan menjadi bintang muda dan mulai menapaki perjalanan ketika ia menjadi “hidup”.
Hidup Bintang yang Dinamis
Bintang menghabiskan sebagian besar masa hidupnya sebagai bintang di fase Main Sequence atau Deret Utama. Untuk melanjutkan hidupnya, bintang memerlukan energi untuk menjaga kesetimbangan dirinya dari tekanan gaya gravitasi yang menekannya. Energi bintang berasal dari reaksi-reaksi kimia di pusat bintang. Ketika bintang pertama kali memasuki Deret Utama, suhu di intinya telah cukup untuk melakukan reaksi kimia berupa pembakaran hidrogen. Hidrogen adalah unsur paling ringan sehingga suhu yang dibutuhkan untuk dapat membakarnya sesuai dengan suhu bintang muda. Pembakaran hidrogen ini menghasilkan atom helium. Semakin lama, atom helium menjadi semakin banyak. Atom-atom helium ini kemudian membentuk inti helium. Di sekeliling inti helium, hidrogen sebagai selubung akan terus mengalami pembakaran. Pembakaran hidrogen ini terus berlanjut hingga inti helium di pusat bintang mencapai suatu batas massa yang menyebabkan inti helium akan mengerut dengan sangat cepat. Dalam pengerutannya, inti helium mengeluarkan energi yang luar biasa besar dan mendorong selubung hidrogen di sekelilingnya. Bintang akan membesar dan memerah, menandakan bintang telah selesai berada di fase Deret Utama dan masuk ke fase Red Giant atau Raksasa Merah.
Selubung besar bintang yang terdiri dari hidrogen itu masih akan terus mengembang, sedangkan inti helium di pusat bintang akan semakin termampatkan. Semakin mampat, suhu di inti helium akan mencapai suatu batas yang memungkinkan reaksi kimia baru untuk berjalan. Sebelumnya, hidrogen yang dibakar di pusat bintang. Sekarang, helium yang dibakar oleh bintang untuk menghasilkan energi. Helium dibakar dan menghasilkan karbon untuk membentuk inti karbon. Pembakaran helium di selubung helium terus terjadi, menciptakan Karbon yang semakin banyak, hingga akhirnya inti karbon termampatkan dan suhu di pusat bintang semakin meningkat. Bersamaan dengan itu, selubung helium dan hidrogen akan semakin mengembang dan menurunkan suhu di sekitarnya. Bintang menjadi semakin besar dibandingkan sebelumnya dan juga semakin merah (menandakan suhunya relatif rendah).
Kematian yang Bergantung Massa
Ketika lahir, massa materi antarbintang yang menyusun bintang berbeda-beda. Perbedaan massa tersebut menciptakan bintang-bintang yang berbeda pula massanya. Hal ini berdampak pada kondisi akhir bintang saat kematiannya. Untuk bintang-bintang yang berukuran kecil, massa mereka terlampau kecil untuk melanjutkan pembakaran unsur-unsur lebih berat sehingga tidak terjadi pembakaran inti karbon setelah pembakaran helium. Inti karbon akan terus termampatkan hingga inti tersebut tidak lagi mampu menahan gaya gravitasi dirinya sendiri. Sesaat setelahnya, terjadi pelontaran massa bintang akibat inti yang terus ditekan. Selubung-selubung bintang terlempar membentuk lingkungan di sekitar bintang yang terdiri dari materi bintang dan disebut sebagai planetary nebula atau nebula planeter. Inti bintang yang tersisa kemudian membentuk sebuah objek bernama katai putih. Matahari adalah contoh bintang yang akan memiliki akhir evolusi sebagai katai putih.
Untuk bintang berukuran besar, massanya masih cukup memungkinkan untuk membakar inti karbon dan menghasilkan unsur-unsur yang lebih berat. Dengan mekanisme pembakaran yang sama, inti terberat oleh bintang akhirnya dapat terbentuk. Inti tersebut adalah inti besi. Ketika inti besi telah terbentuk, bintang tidak lagi mampu membakarnya. Inti besi yang tidak dapat melanjutkan reaksinya ini akan menarik energi dan mengurai dirinya menjadi helium. Penarikan energi ini menurunkan tekanan di pusat bintang sehingga pusat bintang runtuh dengan cepat. Lapisan di atasnya akan masuk ke inti bintang, menghasilkan reaksi-reaksi di pusat dan menghasilkan ledakan sangat dahsyat yang dikenal sebagai supernova. Sama seperti bintang bermassa kecil, materi-materi bintang juga akan terlontar ke sekitarnya dan hanya menyisakan inti bintang.
Sisa inti bintang tersebut juga memiliki nasib berbeda bergantung pada massanya. Jika massanya tidak terlalu besar, inti bintang akan menjadi sebuah objek dengan kandungan neutron yang sangat tinggi atau disebut dengan bintang neutron. Jika massa inti bintang sangat besar, gaya gravitasinya akan terus menekan sisa inti tersebut hingga menciptakan kelengkungan ruang waktu ekstrem yang lebih dikenal sebagai lubang hitam.
Pelajaran dari Kisah Hidup Sang Bintang
Dari kelahirannya di ruang-ruang antarbintang, hingga ketika Ia berpendar-pendar menyebarkan sinarnya ke seluruh penjuru alam semesta, kemudian mengakhiri hidupnya dalam kematian yang megah ataupun damai, bintang-bintang telah mengajarkan manusia tentang perjalanan alamiah yang ada di alam semesta. Evolusi bintang telah mengungkap rahasia-rahasia bagaimana objek serta fenomena alam semesta terjadi, bahkan telah mengungkap bagaimana sesungguhnya keberagaman unsur di alam semesta ini tercipta. Sekarang, saat kita menatap bintang di langit, kita akan bisa mengetahui perjalanan apa yang telah ia tempuh sehingga sinarnya dapat kita nikmati dan juga bagaimana kemungkinan kematiannya di masa mendatang.
Penulis: Lintang Arian Semesta (10322059)
Penyunting: M. Khawariz Andaristiyan (10321005)
Referensi:
Carroll, B. W., & Ostlie, D. A. (2017). An introduction to modern astrophysics (edisi kedua). Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/9781108380980.
