Bintang Deret Utama: Definisi dan Siklus Hidup

Gambar yang diambil oleh Teleskop Antariksa Hubble ini adalah Sirius A, bintang paling terang di langit malam kita, bersama dengan bintang pendampingnya yang kecil, Sirius B. Para astronom sengaja melakukan overexposed atau membuat gambar menjadi lebih terang, sehingga Sirius B yang redup (titik kecil di bagian bawah kiri) dapat terlihat. Difraksi tajam berbentuk silang dan cincin konsentris di sekitar Sirius A, serta cincin kecil di sekitar Sirius B, dihasilkan oleh sistem pencitraan teleskop. Kedua bintang mengelilingi satu sama lain setiap 50 tahun sekali. Sirius A, hanya berjarak 8,6 tahun cahaya dari Bumi, dan dikenal sebagai sistem bintang kelima terdekat.
Kredit: NASA, H.E. Bond dan E. Nelan (Institut Sains Teleskop Antariksa, Baltimore, Maryland); M. Barstow dan M. Burleigh (Universitas Leicester, Inggris); dan J.B. Holberg (Universitas Arizona)

Bintang deret utama melakukan fusi atom hidrogen untuk membentuk atom helium di bagian inti bintang. Sekitar 90 persen bintang di Alam Semesta, termasuk matahari, adalah bintang deret utama. Kisaran massa bintang-bintang deret utama berada di antara sepersepuluh hingga 200 kali lipat massa Matahari.

Bintang memulai kehidupannya sebagai awan debu dan gas. Gravitasi kemudian menarik awan ini dan membentuk protostar (bakal bintang) berukuran kecil yang disuplai oleh material yang runtuh. Protostar sering terbentuk di awan gas padat dan sangat sulit untuk dideteksi.

“Alam tidak membentuk bintang dalam sebuah isolasi,” kata Mark Morris, dari Universitas California di Los Angeles, dalam sebuah pernyataan. “Alam membentuk bintang-bintang di dalam gugus, dari awan-awan debu dan gas yang menjadi tempat kelahiran mereka, yang kemudian runtuh di bawah gravitasinya sendiri.”

Bintang yang berukuran lebih kecil, kurang dari 0,08 massa Matahari, tidak dapat mencapai tahap fusi nuklir pada inti bintang, dan menjadi katai coklat, bintang yang tidak pernah bersinar. Tetapi jika memiliki massa yang cukup, maka gas dan debu yang runtuh akan membara lebih panas, hingga akhirnya mencapai suhu yang cukup untuk melakukan fusi hidrogen menjadi helium. Bintang tersebut menyala dan menjadi bintang deret utama, yang ditenagai oleh fusi hidrogen. Fusi atom hidrogen menghasilkan tekanan keluar yang seimbang dengan tekanan ke dalam oleh gravitasi, sehingga menstabilkan bintang.

Seberapa lama kehidupan bintang deret utama bergantung pada massa bintang itu sendiri. Bintang dengan massa tinggi kemunginan memiliki material yang lebih banyak, namun terbakar lebih cepat karena suhu tinggi pada inti bintang yang disebabkan oleh gaya gravitasinya yang besar. Sementara Matahari akan menjalani kehidupan sebagai bintang deret utama selama sekitar 10 miliar tahun, bintang yang 10 kali lipat lebih masif hanya akan mampu bertahan sebagai bintang deret utama selama kurun waktu sekitar 20 juta tahun. Sebuah bintang katai merah, yang massanya hanya setengah dari massa Matahari, bisa bertahan selama 80 hingga 100 miliar tahun, yang jauh lebih panjang daripada umur Alam Semesta saat ini. (Masa hidup yang panjang ini adalah salah satu alasan mengapa bintang katai merah dianggap sebagai sumber yang baik untuk mencari planet-planet yang menjadi tempat perlindungan bagi kehidupan, karena bintang katai merah stabil dalam jangka waktu yang lama.)

Bintang yang bersinar terang

Pada awal abad ke-20, para astronom menyadari bahwa massa bintang terkait dengan luminositasnya, atau seberapa banyak cahaya yang dihasilkan. Keduanya, baik massa maupun luminositas, terkait dengan suhu bintang. Bintang yang 10 kali lipat lebih masif daripada Matahari, bersinar seribu kali lipat lebih terang daripada Matahari.

Massa dan luminositas juga berhubungan dengan warna bintang. Bintang yang lebih masif dan lebih panas, lebih berwarna biru, sementara bintang-bintang yang kurang masif lebih dingin dan memiliki penampilan yang lebih kemerahan. Matahari kita berada di antara spektrum ini, mengingat penampilannya yang lebih kekuningan.

Pemahaman ini mengarah pada pembuatan sebuah plot yang dikenal sebagai diagram Hertzsprung-Russell (H-R), grafik bintang berdasarkan kecerahan dan warna (yang pada gilirannya menunjukkan suhu bintang). Sebagian besar bintang terletak pada garis yang dikenal sebagai “urutan utama”, yang membentang dari kiri atas (bintang panas lebih cerah) ke kanan bawah (bintang dingin cenderung redup).

Video: Menyusun Diagram Hertzsprung-Russell (situs Hubble)

Saat bintang keluar dari deret utama

Pada akhirnya, sebuah bintang dalam deret utama akan membakar seluruh hidrogen yang ada di bagian inti bintang, dan mencapai akhir dari siklus kehidupannya. Ketika mencapai titik ini, sebuah bintang menanggalkan statusnya sebagai bintang deret utama.

Bintang yang massanya seperempat kali lebih kecil daripada Matahari  secara langsung terbentuk sebagai katai putih. Bintang katai putih tidak lagi melakukan fusi hidrogen di bagian inti, tapi masih memancarkan panas. Seiring berjalannya waktu, katai putih akan terus mendingin dan menjadi katai hitam, tapi katai hitam hanyalah bintang secara teoritis, sebab usia Alam Semesta saat ini tidak memungkinkan, bahkan bagi bintang katai putih generasi pertama untuk mendingin dan melakukan transisi menjadi katai hitam.

Bintang yang ukurannya lebih besar, lapisan terluarnya akan runtuh ke dalam sampai suhu bintang cukup panas untuk melakukan fusi helium menjadi karbon. Kemudian tekanan fusi mendorong keluar sehingga mengakibakan bintang mengembang beberapa kali lebih besar dari ukuran aslinya, dan membentuk raksasa merah. Meskipun ukurannya beberapa kali lipat lebih besar daripada bintang deret utama, raksasa merah jauh lebih redup. Suatu hari nanti, Matahari juga akan menjadi raksasa merah, tapi jangan khawatir, hal ini tidak akan terjadi dalam waktu dekat.

“Sekitar lima miliar tahun dari sekarang, setelah menjadi raksasa merah dan membakar Bumi, Matahari akan melepaskan nebulanya yang indah dan memudar sebagai bintang katai putih,” Howard Bond, dari Institut Sains Teleskop Antariksa di Maryland, mengatakannya dalam sebuah pernyataan.

Jika dari semula sebuah bintang memiliki massa hingga 10 kali lipat lebih besar daripada Matahari, maka ia akan membakar material yang ada padanya hanya dalam kurun waktu 100 juta tahun dan runtuh menjadi katai putih super padat. Bintang-bintang yang lebih masif akan mengakhiri kehidupannya dengan meledak dalam peristiwa ledakan ganas supernova, memuntahkan unsur-unsur berat yang terbentuk di inti mereka ke seluruh galaksi. Inti yang tersisa bisa terbentuk menjadi bintang neutron, sebuah objek kosmik padat yang bentuknya bervariasi.

Masa kehidupan katai merah yang sangat panjang berarti bahwa katai merah yang terbentuk tak lama setelah Big Bang, hingga kini masih tetap ada. Bagaimanapun juga, bintang dengan massa rendah ini akan membakar habis seluruh kandungan hidrogennya, sehingga menjadi redup, dingin, dan akhirnya padam.

Ditulis oleh: Nola Taylor Redd, kontributor www.space.com

Nola Taylor Redd adalah penulis yang berkonstribusi bagi Space.com. Dia mencintai semua hal yang berhubungan dengan ruang angkasa dan astronomi, dan menikmati kesempatan untuk belajar lebih banyak. Dia memiliki gelar sarjana di bidang bahasa Inggris dan Astrofisika dari perguruan tinggi Agnes Scott dan karyawan lepas di majalah Sky & Telescope. Di waktu luangnya, dia mendidik keempat anaknya di rumah. Ikuti Twitter Nola Taylor Redd di @NolaTRedd

Sumber: Main Sequence Stars: Definition &Life Cycle

#terimakasihgoogle

Share this post