Debu ada di mana-mana di ruang angkasa, tetapi hal-hal yang meresap adalah satu hal yang tidak banyak diketahui para astronom. "Kami tidak hanya tidak tahu barang apa itu, tetapi kami juga tidak tahu di mana benda itu dibuat atau bagaimana benda itu masuk ke ruang angkasa," kata Donald York, seorang profesor di Universitas Chicago. Tetapi sekarang York dan sekelompok kolaborator telah mengamati sistem bintang ganda, HD 44179, yang mungkin menciptakan sumber debu. Penemuan ini memiliki implikasi luas, karena debu sangat penting untuk teori ilmiah tentang bagaimana bintang terbentuk.
Sistem bintang ganda berada dalam apa yang oleh para astronom disebut Red Rectangle, sebuah nebula penuh gas dan debu yang terletak sekitar 2.300 tahun cahaya dari Bumi.
Salah satu dari bintang ganda adalah bintang cabang post-asimptotik raksasa (post-AGB), sejenis astronom bintang yang dianggap sebagai sumber debu. Bintang-bintang ini, tidak seperti matahari, telah membakar semua hidrogen di inti mereka dan telah runtuh, membakar bahan bakar baru, helium.
Selama transisi antara pembakaran hidrogen dan helium, yang berlangsung selama puluhan ribu tahun, bintang-bintang ini kehilangan lapisan terluar atmosfernya. Debu dapat terbentuk di lapisan pendingin ini, yang tekanan radiasi yang berasal dari bagian dalam bintang mendorong debu menjauh dari bintang, bersama dengan sejumlah gas yang cukup.
Dalam sistem bintang ganda, cakram material dari bintang pasca-AGB dapat terbentuk di sekitar bintang yang lebih kecil dan lebih lambat, yang baru berkembang. "Ketika disk terbentuk dalam astronomi, mereka sering membentuk jet yang meniup bagian materi dari sistem asli, mendistribusikan materi di ruang angkasa," jelas York.
"Jika awan gas dan debu runtuh karena gravitasinya sendiri, ia segera menjadi lebih panas dan mulai menguap," kata York. Sesuatu, mungkin debu, harus segera mendinginkan awan agar tidak memanas.
Bintang raksasa yang duduk di Red Rectangle adalah salah satu di antara mereka yang terlalu panas untuk memungkinkan kondensasi debu di atmosfer mereka. Namun cincin raksasa gas berdebu melingkari itu.
Tim Witt melakukan sekitar 15 jam pengamatan pada bintang ganda selama periode tujuh tahun dengan teleskop 3,5 meter di Apache Point Observatory di New Mexico. "Pengamatan kami telah menunjukkan bahwa kemungkinan besar interaksi gravitasi atau pasang surut antara bintang raksasa Red Rectangle kami dan bintang pendamping mirip matahari yang menyebabkan bahan meninggalkan amplop raksasa," kata kolaborator Adolph Witt, dari University of Chicago. Toledo.
Beberapa bahan ini berakhir di sebuah disk berisi debu yang mengelilingi bintang pendamping yang lebih kecil itu. Perlahan-lahan, dalam kurun waktu kurang lebih 500 tahun, materi spiral menjadi bintang yang lebih kecil.
Tepat sebelum ini terjadi, bintang yang lebih kecil mengeluarkan sebagian kecil dari materi yang terakumulasi dalam arah yang berlawanan melalui dua jet gas, yang disebut "jet bipolar."
Jumlah lain dari materi yang ditarik dari amplop raksasa berakhir di disk yang mengitari kedua bintang, di mana ia mendingin. "Unsur-unsur berat seperti besi, nikel, silikon, kalsium dan karbon mengembun menjadi butiran padat, yang kita lihat sebagai debu antarbintang, begitu mereka meninggalkan sistem," jelas Witt.
Produksi debu kosmik telah menghindari deteksi teleskopik karena itu hanya berlangsung selama mungkin 10.000 tahun — periode singkat dalam masa kehidupan bintang. Para astronom telah mengamati benda-benda lain yang mirip dengan Red Rectangle di lingkungan Bimasakti di Bumi. Ini menunjukkan bahwa proses yang diamati tim Witt cukup umum jika dilihat selama masa kehidupan galaksi.
"Proses yang sangat mirip dengan apa yang kita amati dalam nebula Red Rectangle telah terjadi mungkin ratusan juta kali sejak pembentukan Bimasakti," kata Witt, yang bekerja sama dengan teman lama di Chicago untuk penelitian.
Tim telah berangkat untuk mencapai tujuan yang relatif sederhana: temukan sumber radiasi ultra-violet ultra-violet dari Red Rectangle. Red Rectangle menampilkan beberapa fenomena yang memerlukan radiasi ultraviolet jauh sebagai sumber daya. "Masalahnya adalah bahwa bintang pusat yang sangat bercahaya di Red Rectangle tidak cukup panas untuk menghasilkan radiasi UV yang diperlukan," kata Witt, jadi dia dan rekan-rekannya berangkat untuk menemukannya.
Ternyata tidak ada bintang dalam sistem biner yang merupakan sumber radiasi UV, melainkan bagian dalam cakram panas yang berputar-putar di sekeliling sekunder, yang mencapai suhu mendekati 20.000 derajat. Pengamatan mereka, kata Witt, "jauh lebih produktif daripada yang bisa kita bayangkan dalam mimpi terliar kita."
Sumber: University of Chicago
