Bintang yang dimaksud disebut 2MASS J05233822-1403022, tapi dipostingan ini akan disebut J0523 untuk lebih singkat [nama ini berasal dari penemuannya di 2-Micron All Sky Survey (2MASS), ditambah dengan koordinat di langitnya]. Bintang ini hanya bersinar seper delapan ribu kecerahan Matahari, memiliki suhu 1.800 °C (dibandingkan dengan Matahari yang 5.600 °), dan diameter hanya 0,09 kali diameter matahari (lebih kecil daripada Jupiter!)
Bintang ini sebenarnya relatif dekat dengan kita, yaitu sekitar 40 tahun cahaya, tapi begitu samar sehingga kita membutuhkan teleskop besar untuk melihatnya. Bintang samar yang dapat kita lihat dengan mata telanjang masih satu juta kali lebih terang dari J0523!
Jadi bagaimana kita tahu bintang ini adalah bintang terkecil yang paling mungkin?
Agar proses fusi terjadi, hidrogen perlu ditekan cukup kuat. Planet tidak memiliki keuletan yang dibutuhkan untuk ini, tetapi jika kita menumpuk materi yang cukup, tekanan dan temperatur dalam inti akan meningkat, dan kita akhirnya sampai ke titik di mana fusi hidrogen terjadi.
Menurut perhitungan selama ini, batas massa yang diperlukan untuk memulai proses fusi adalah sekitar 0,07 - 0,077 kali massa Matahari. Jika obyek memiliki massa lebih dari itu, maka fusi akan terjadi. Jika kurang dari itu, maka tidak akan terjadi fusi.
Tapi rentang itu terlalu besar dari yang kita inginkan. Akan lebih baik untuk mempersempitnya. Jadi, untuk menentukan batasan, sebuah tim astronom yang mempelajari bintang-bintang terdekat memutuskan untuk mencari bintang bermassa sangat rendah di sekitar batas fusi, serta obyek-obyek yang massanya sedikit dibawah batas itu. Obyek-obyek inilah yang disebut "Katai Coklat".
Ada hal yang aneh jika kita membandingkan bintang dengan katai coklat. Jika kita menambahkan massa pada sebuah bintang, maka bintang akan lebih panas dan lebih besar. Itu karena tingkat/laju fusi di intinya sangat sensitif terhadap massanya. Sehingga jika ditambahkan sedikit massa saja, tingkat fusi naik, sehingga suhu meningkat, dan bintang mengembang sedikit. (pada dasarnya jika kita memanaskan gas, maka ia akan mengembang).
Namun katai coklat berbeda. Inti mereka memang tertekan (squeezed) cukup kuat oleh semua massa mereka, tetapi tidak cukup untuk memulai fusi. Materi ada dalam keadaan kuantum mekanik yang aneh yang disebut degenerasi, yang memiliki sifat bahwa jika kita menambahkan massa pada katai coklat, maka dia malah akan lebih kecil.
Diagram ukuran relatif Matahari, bintang massa rendah, katai coklat, Jupiter, dan Bumi. Ini adalah diagram umum; sedangkan J0523 sebenarnya sedikit lebih kecil dari Jupiter.
Jadi para astronom melakukan hal yang cukup cerdik (ini paper mereka). Mereka menemukan 63 obyek dekat batas massa fusi dan diplot ke ukuran versus suhu permukaan mereka (yang sebenarnya bergantung pada massa, tetapi suhu akan lebih mudah dan langsung dapat diukur). Ketika kita pergi ke massa yang lebih rendah, bintang memiliki suhu yang lebih rendah dan jari-jari yang lebih kecil, tetapi sekali kita melompat ke dalam rezim katai coklat, suhu yang lebih rendah (dan massa makin rendah) memberikan radius yang lebih besar.
Para astronom memplot sifat obyek-obyek, dan tentu saja turunnya suhu maka ukuran juga turun, sampai mencapai minimum sebelum mulai meningkat lagi. Minimum tersebut harus berada di tempat batas antara bintang normal dan katai coklat ... dan mereka menemukan bahwa 'J0523 duduk di sana, pada sisi bintang.
Dan itulah mengapa J0523 adalah bintang terkecil yang mungkin. J0523 juga adalah bintang yang paling kurang masif, dan paling dingin. Jika massanya kurang sedikit saja dari massa yang dia miliki, maka dia tidak akan menjadi bintang sama sekali, tapi katai coklat.
Sekedar tambahan, batas ini bukanlah batas yang sesederhana yang dijelaskan diatas. Faktor-faktor lain juga mempengaruhi, termasuk usia sebuah bintang, kelimpahan "logam" dalam bintang (astronom menyebut semua unsur yang lebih berat daripada helium sebagai "logam" yang sedikit membingungkan bagi nonastronomers, tetapi H dan He memang adalah elemen yang paling melimpah di alam semesta, sementara elemen lain pada dasarnya hanyalah kontaminasi), dan bahkan seberapa cepat sebuah bintang berputar.
Sebenarnya dalam model teoritis, telah diprediksi suhu terdingin untuk batas massa, mendekati 1.400 derajat Celsius. Perbedaan ini bisa disebabkan oleh faktor-faktor yang barusan disebutkan di atas, atau mungkin pengamatan mengalami beberapa bias yang tidak diketahui (untuk adilnya, 63 bintang adalah sample yang belum cukup banyak dalam konteks statistik, namun bintang-bintang ini begitu samar sehingga sulit untuk mendapatkan banyak sampel yang tidak bias, namun tim astronom yang bekerja masih berusaha meningkatkan jumlah sampel). Ada juga kemungkinan pemahaman kita tentang fisika dari inti katai coklat sedikit perlu koreksi.
Mengingat semua itu, maka akan lebih adil jika kita katakan bahwa sebenarnya berdasarkan definisi, bintang dengan massa lebih rendah dari J0523 dapat ditemukan. Sangat mungkin. Tapi sampai saat itu, J0523 lah yang memegang rekor terkecil.
Dan sesuatu untuk direnungkan disini adalah: Seperti yang telah disebutkan di atas, tingkat di mana fusi terjadi tergantung pada massa bintang. J0523 memiliki massa terendah yang dapat memicu fusi, jadi bintang ini akan lama dalam menghabiskan 'bahan bakar' hidrogen nya. Ya, bintang ini akan memiliki usia atau 'hidup' jauh lebih panjang atau lebih lama daripada Matahari. J0523 mungkin masih bisa berfusi ria (meskipun lemah) bahkan triliun tahun dari sekarang!
Bintang-bintang kecil sulit untuk ditemukan, sulit untuk dipelajari, dan masih menjadi topik hangat bagi ilmuwan-ilmuwan terbaik kita ... dan bahkan jika kita akhirnya dapat mengetahui mereka, merekalah yang akan memiliki tertawa terakhir. Sebuah waktu yang sangat lama di masa depan ....
Baca Juga:
Source:
0 Response to "Bintang Terkecil dan Katai Coklat"
Post a Comment