[/ caption]
Untuk waktu yang lama, para ilmuwan telah memahami bahwa bintang terbentuk ketika materi antarbintang di dalam awan raksasa molekul hidrogen mengalami keruntuhan gravitasi. Bagaimana mereka menjaga awan gas dan debu yang memberi makan pertumbuhan mereka tanpa membuang semuanya? Masalahnya, bagaimanapun, ternyata menjadi kurang misterius dari yang pernah ada. Sebuah studi yang diterbitkan minggu ini di jurnal Science menunjukkan bagaimana pertumbuhan bintang masif dapat berlanjut meskipun tekanan radiasi yang mengalir keluar melebihi gaya gravitasi yang menarik material ke dalam.
Temuan baru ini juga menjelaskan mengapa bintang masif cenderung muncul dalam sistem bintang ganda atau biner, kata pemimpin penulis Mark Krumholz, asisten profesor astronomi dan astrofisika di Universitas California, Santa Cruz. Rekan penulis adalah Richard Klein, Christopher McKee, dan Stella Offner dari UC Berkeley, dan Andrew Cunningham dari Lawrence Livermore National Laboratory.
Tekanan radiasi adalah gaya yang diberikan oleh radiasi elektromagnetik pada permukaan yang diserang. Efek ini dapat diabaikan untuk cahaya biasa, tetapi menjadi signifikan di interior bintang karena intensitas radiasi. Pada bintang masif, tekanan radiasi adalah gaya dominan yang menangkal gravitasi untuk mencegah jatuhnya bintang lebih lanjut.
"Ketika Anda menerapkan tekanan radiasi dari bintang besar ke gas antarbintang yang berdebu di sekitarnya, yang jauh lebih buram daripada gas internal bintang, itu akan meledak awan gas," kata Krumholz. Studi sebelumnya menunjukkan bahwa tekanan radiasi akan menerbangkan bahan mentah pembentukan bintang sebelum bintang bisa tumbuh lebih besar dari sekitar 20 kali massa Matahari. Namun para astronom mengamati bintang yang jauh lebih masif dari itu.
Tim peneliti telah menghabiskan waktu bertahun-tahun mengembangkan kode komputer yang rumit untuk mensimulasikan proses pembentukan bintang. Dikombinasikan dengan kemajuan teknologi komputer, perangkat lunak terbaru mereka (disebut ORION) memungkinkan mereka untuk menjalankan simulasi tiga dimensi terperinci tentang keruntuhan awan gas antarbintang yang sangat besar untuk membentuk bintang masif. Proyek ini membutuhkan waktu komputasi berbulan-bulan di San Diego Supercomputer Center.
Simulasi menunjukkan bahwa ketika gas berdebu runtuh ke inti yang tumbuh dari bintang masif, dengan tekanan radiasi mendorong keluar dan gravitasi menarik materi, ketidakstabilan berkembang yang menghasilkan saluran di mana radiasi berhembus melalui awan ke ruang antarbintang, sementara gas terus jatuh ke dalam melalui saluran lain.
"Anda dapat melihat jari-jari gas jatuh dan radiasi bocor di antara jari-jari gas itu," kata Krumholz. “Ini menunjukkan bahwa Anda tidak memerlukan mekanisme eksotis; bintang masif dapat terbentuk melalui proses akresi seperti bintang bermassa rendah. "
Rotasi awan gas saat runtuh mengarah pada pembentukan cakram bahan yang memberi makan ke "protobintang." Disk secara gravitasi tidak stabil, menyebabkannya menggumpal dan membentuk serangkaian bintang sekunder kecil, yang sebagian besar akhirnya bertabrakan dengan protobosan pusat. Dalam simulasi, satu bintang sekunder menjadi cukup besar untuk melepaskan diri dan mendapatkan cakramnya sendiri, tumbuh menjadi bintang pendamping masif. Bintang kecil ketiga terbentuk dan dikeluarkan ke orbit lebar sebelum jatuh kembali dan bergabung dengan bintang primer.
Ketika para peneliti menghentikan simulasi, setelah memungkinkannya berevolusi selama 57.000 tahun waktu simulasi, kedua bintang memiliki massa 41,5 dan 29,2 kali massa Matahari dan saling melingkari satu sama lain dalam orbit yang cukup lebar.
"Apa yang terbentuk dalam simulasi adalah konfigurasi umum untuk bintang besar," kata Krumholz. “Saya pikir kita sekarang dapat mempertimbangkan misteri bagaimana bintang masif dapat terbentuk untuk dipecahkan. Usia superkomputer dan kemampuan untuk mensimulasikan proses dalam tiga dimensi memungkinkan solusinya. "
Sumber: UC Santa Cruz
