Bintang menjadi sangat ceroboh menjelang akhir hidup mereka. Dengan setiap denyutnya, bintang yang sekarat itu mengeluarkan gumpalan gas ke luar angkasa yang akhirnya didaur ulang menjadi generasi baru bintang dan planet. Tetapi menghitung semua materi yang hilang itu sulit. Seperti mencoba melihat gumpalan asap di samping lampu sorot stadion, mengamati lembaran tipis bahan bintang yang berputar-putar tepat di atas permukaan bintang ini sangat menantang. Namun, menggunakan teknik inovatif untuk membayangkan cahaya bintang yang berhamburan dari butiran antarbintang, para astronom akhirnya berhasil melihat riak debu yang mengalir dari bintang yang sekarat!
Bintang-bintang - W Hydra, R Doradus, dan R Leonis - adalah raksasa merah yang sangat bervariasi, bintang-bintang yang tidak lagi menyatukan hidrogen dalam inti mereka tetapi telah pindah untuk membentuk elemen yang lebih berat. Masing-masing sepenuhnya diselimuti oleh cangkang debu yang sangat tipis yang kemungkinan besar terdiri dari mineral seperti forsterite dan enstatite. Biji-bijian ini hanya dapat terbentuk begitu bahan mentah telah mengalir agak jauh dari bintang. Pada jarak yang kira-kira sama dengan ukuran bintang itu sendiri, gas telah cukup dingin untuk memungkinkan atom mulai saling menempel dan membentuk senyawa yang lebih kompleks. Mineral seperti ini akan melanjutkan ke asteroid benih dan mungkin planet berbatu seperti Bumi dalam siklus kematian dan kelahiran kembali yang terus-menerus bermain di Galaksi.
Makalah yang menggambarkan penemuan ini, diterima ke jurnal Alam, dapat ditemukan di sini.
Para astronom yang baru-baru ini melaporkan penemuan ini menggunakan Teleskop Sangat Besar selebar delapan meter di Gurun Atacama Chili - dan seperangkat alat pintar - untuk mengusir pantulan halus dari cangkang debu ini. Trik untuk melihat cahaya memantul dari partikel debu antarbintang melibatkan mengambil keuntungan dari salah satu sifat gelombang cahaya. Bayangkan Anda memiliki seutas tali: satu ujung ada di tangan Anda, yang lain diikat ke dinding. Anda mulai menggoyangkan ujung Anda dan ombak merambat ke tali pusat. Jika Anda menggerakkan lengan ke atas dan ke bawah, ombaknya tegak lurus dengan lantai; jika Anda menggerakkan lengan Anda dari sisi ke sisi, mereka sejajar dengannya. Orientasi gelombang tersebut dikenal sebagai "polarisasi" mereka. Jika Anda mencampuradukkan berbagai hal dengan terus-menerus mengubah arah gerakan lengan Anda berosilasi, orientasi gelombang juga akan membingungkan. Tali itu akan memantul ke segala arah. Tanpa arah gerakan yang disukai, gelombang tali dikatakan "tidak terpolarisasi".
Gelombang cahaya yang dipancarkan dari permukaan bintang sama seperti tali semutmu yang terlempar. Osilasi dalam medan listrik dan magnet yang membentuk gelombang cahaya merambat tidak memiliki arah gerak yang disukai - mereka tidak terpolarisasi. Namun, ketika cahaya memantulkan butiran debu, semua kebingungan itu hilang. Gelombang sekarang berosilasi dalam arah yang kira-kira sama, seolah-olah Anda memutuskan untuk hanya memantulkan tali ke atas dan ke bawah. Para astronom menyebut cahaya ini "terpolarisasi".
Filter polarisasi hanya memungkinkan cahaya dengan orientasi tertentu untuk melewatinya. Pegang satu arah, dan hanya cahaya "terpolarisasi vertikal" - cahaya di mana medan listrik berosilasi naik dan turun - akan berlalu. Putar filter sembilan puluh derajat, dan Anda hanya akan mengirimkan cahaya "terpolarisasi horizontal". Jika Anda memiliki kacamata hitam polarisasi, Anda dapat mencobanya sendiri dengan memutar kacamata dan menyaksikan bagaimana adegan melalui lensa menjadi lebih terang dan lebih gelap. Ini juga merupakan demonstrasi yang bagus tentang bagaimana atmosfer kita mempolarisasi sinar matahari yang masuk.
Cangkang debu di sekitar bintang akan mempolarisasi cahaya yang memantul darinya. Sama seperti langit menjadi lebih terang dan redup ketika Anda memutar kacamata hitam Anda, melihat bintang seperti itu melalui filter polarisasi berorientasi berbeda akan mengungkapkan lingkaran cahaya terpolarisasi di sekitarnya. Orientasi yang berbeda akan mengungkapkan segmen halo yang berbeda. Dengan menggabungkan pengamatan polarimetri dengan interferometri - pemukulan bersama gelombang cahaya dari titik-titik yang dipisahkan secara luas pada cermin teleskop untuk menciptakan gambar dengan resolusi sangat tinggi - sebuah cincin tipis cahaya yang tersebar mengungkapkan dirinya di sekitar ketiga bintang ini.
Pengamatan baru ini mewakili tonggak sejarah dalam pemahaman kita tentang tidak hanya permainan akhir bintang tetapi juga produksi debu antarbintang yang mengikutinya. Seperti cerobong asap pabrik-pabrik besar, bintang-bintang raksasa merah mengeluarkan jelaga mineral ke ruang angkasa, terbawa tinggi oleh angin bintang. Dengan pengamatan yang cermat, hasil seperti ini dapat membantu menyatukan kematian satu generasi bintang dengan kelahiran generasi lainnya. Mengungkap misteri pembentukan biji-bijian di ruang angkasa membawa kita selangkah lebih dekat untuk menyatukan banyak langkah yang mengarah dari kematian bintang hingga penciptaan planet berbatu seperti milik kita.
