Bukan Bintang Gagal, Katai Coklat Ini adalah Dinamo Magnet

Ilustrasi aurora sebuah katai coklat.
Chuck Carter dan Gregg Hallinan/Caltech

Ketika sesuatu terlalu kecil untuk menjadi sebuah bintang, namun terlalu besar untuk menjadi sebuah planet, maka itulah katai coklat, atau dikenal sebagai “bintang gagal.” Tapi, jika Anda tidak terlalu menyukai julukan ini, Anda akan merasa senang, bahwa para astronom telah menemukan sebuah katai coklat spesial yang mirip dengan sebuah bintang.

Katai coklat adalah jenis objek kosmik yang eksotis. Diperkirakan memiliki massa antara 13 hingga 80 massa Jupiter, katai coklat dapat didefinisikan sebagai sebuah planet masif atau sebuah bintang berukuran kecil. Katai coklat adalah jembatan antara planet terbesar dengan bintang terkecil.

Massa dari sebuah bintang harus cukup besar, sehingga gravitasinya cukup kuat untuk mempertahankan proses fusi di bagian intinya yang padat. Matahari kita, misalnya, adalah sebuah bintang katai kuning yang saat ini berada di usia pertengahan hidupnya, atau berusia sekitar 5 miliar tahun, dan melakukan proses fusi 600 juta ton atom hidrogen per detik.

Para astronom mengklasifikasikan bintang menurut luminositasnya (kecerahan) dan suhu permukaan menurut Diagram Hertzsprung-Russell. Mulai bintang dari yang paling terang dan paling panas (suhu permukaan sekitar 30.000 Kelvin) adalah bintang kelas “O”, lalu “B”, “A”, “F”, “G”, “K” hingga “M” dalam urutan suhu. Katai coklat berada di kelas “M6,5” (dikenal juga sebagai kelompok katai M terakhir, kurang dari 3.000 Kelvin) dan terus berlanjut hingga “L”, “T” dan “Y”. Bintang dalam kelas Y adalah yang paling dingin. Bintang kelas Y yang paling dingin dapat memiliki suhu minus 23 derajat C.

Katai coklat tidak dianggap sebagai sebuah bintang karena terlalu kecil untuk melakukan fusi hidrogen di bagian inti, dan gravitasinya tidak cukup kuat untuk mempertahankan fusi hidrogen, namun, tergantung pada seberapa besar massanya, katai coklat memiliki cukup massa untuk secara sporadis melakukan fusi elemen-elemen seperti lithium dan deuterium.

Ilustrasi sebuah katai coklat seperti terlihat dari permukaan sebuah planet.
Mark Garlick /Science Photo Library/Getty Images

Jupiter supermasif atau Bintang super kecil?

Jupiter adalah sebuah planet masif yang memiliki atmosfer tebal dengan inti dan lapisan kandungan kimia yang berbeda di atmosfer berwujud gas. Tapi, jika Jupiter yang massanya 13 kali lipat lebih besar hanya dianggap sebagai katai coklat kecil, hal itu akan mulai menunjukkan kualitas dari sebuah bintang. Misalnya, katai coklat coklat menunjukkan konveksi (pergerakan molekul pada gas) di atmosfernya. Seperti air yang mendidih di dalam sebuah ceret, material dipanaskan di dekat bagian inti katai coklat, sehingga naik ke atmosfer. Saat sampai ke permukaan, arus konveksi memancarkan radiasi infra merah yang mendingin dan kembali masuk ke bagian dalam. Planet seperti Jupiter tidak menunjukkan perilaku ini, unsur kimia atmosfirnya membentuk lapisan-lapisan yang tidak memungkinkan terjadinya arus konveksi berskala besar.

Tapi, tidak hanya menunjukkan arus konveksi, katai coklat juga memiliki medan magnet yang cukup kuat. Contoh kasus: Sebuah katai coklat yang disebut LSR J1835+3259, dipelajari dan ditemukan bersifat magnetis, menurut sebuah penelitian pada bulan September 2017 yang dipublikasikan di Astrophysical Journal. Sebenarnya, medan magnet ini sangat aktif sehingga menyaingi magnetisme Matahari kita.

Terletak sekitar 18,5 tahun cahaya, LSR J1835+3259 diperkirakan berukuran 55 kali massa Jupiter. Selama ekspedisi pengamatan, para peneliti mencatat polarisasi cahaya inframerah yang dipancarkan dari katai coklat. Teknik ini bisa mengungkap kondisi magnetik di dekat permukaan katai coklat.

Apa yang mereka temukan sungguh mengejutkan, seiring rotasi objek, daerah magnetik yang kuat mulai terlihat, lebih kuat daripada medan magnet yang terkait dengan bintik Matahari yang kita amati di Matahari. Bintik Matahari adalah daerah aktif secara magnetis yang dapat memicu lontaran massa korona, semburan Matahari yang menghasilkan aliran kuat angin Matahari, dan dapat menghasilkan badai geomagnetik yang kuat di Bumi.

Dalam sebuah wawancara dengan New Scientist, para peneliti menunjukkan bahwa LSR J1835+3259 berusia sangat muda (sekitar 20 juta tahun) dan medan magnet yang kuat kemungkinan dapat berinteraksi dengan objek di cakram protoplanet (jika ada). Tapi, jika daerah magnetik aktif ini dapat bertahan dalam kurun waktu yang lama dan mewakili medan magnetnya secara global, LSR J1835+3259 akan lebih “mirip bintang” daripada sekadar katai coklat.

Jadi, daripada menyebut katai coklat sebagai “bintang gagal”, mungkin kita dapat memanggilnya sebagai dinamo magnet katai.

Ditulis oleh: Ian O’Neill, science.howstuffworks.com

Sumber: This Brown Dwarf Isn't a 'Failed Star' — It's a Magnetic Powerhouse

Share this post