BINTANG INI TELAH MENCAPAI AKHIR KEHIDUPANNYA

Send

Sekitar 10.000 tahun cahaya jauhnya, di konstelasi Centaurus, adalah nebula planet yang disebut NGC 5307. Sebuah nebula planet adalah sisa-sisa bintang seperti Matahari kita, ketika telah mencapai apa yang dapat digambarkan sebagai akhir hidupnya. Gambar Hubble NGC 5307 ini tidak hanya membuat Anda bertanya-tanya tentang masa lalu bintang, tetapi juga membuat Anda merenungkan masa depan Matahari kita sendiri.

Proses penuaan bintang dan mencapai akhir hidupnya adalah cerita yang panjang dan lambat, diselingi dengan episode perubahan yang cepat. Seperti NGC 5307, Matahari kita akhirnya akan menjadi raksasa merah, melepaskan lapisan gas luarnya. Beberapa miliar tahun di masa depan, itu sendiri akan menjadi katai putih, menerangi lapisan gas yang dilepaskannya sebagai nebula planet.

Saat ini, Matahari kita berada di urutan utama. Ini menggabungkan hidrogen menjadi helium di dalam intinya. Sebagai hasil dari perpaduan itu, sejumlah besar energi dilepaskan, memanaskan Bumi dan membuat kehidupan tetap berjalan di sini. (Sebenarnya bukan fusi itu sendiri yang menghasilkan sebagian besar panas; itu adalah rantai proton-proton.)

Tetapi bintang adalah tindakan penyeimbang antara tekanan luar dari fusi, dan tekanan ke dalam dari gravitasinya sendiri. Keseimbangan itu disebut keseimbangan hidrostatik, dan tidak bisa bertahan selamanya.

Tahun demi tahun, abad demi abad, setiap tahun, Matahari terus menggabungkan hidrogen menjadi helium, melepaskan panas, dan kehilangan massa. Meskipun bintang seperti Matahari kita bisa tampak stabil dan tidak berubah, pada dasarnya tidak ada yang berubah. Matahari memadukan sekitar 600 juta ton hidrogen menjadi helium setiap detik, kehilangan massa saat melakukannya. Ia kehilangan massa dengan mengubah materi menjadi energi, seperti yang dijelaskan oleh E = mc² Einstein.

Itu jumlah yang signifikan. Bahkan, dalam sekitar 4,5 miliar tahun kehidupannya sejauh ini, Matahari telah kehilangan sejumlah massa yang mirip dengan massa Jupiter.

Akhirnya tindakan penyeimbangan akan berubah selamanya, karena Matahari akan kehilangan cukup massa sehingga gaya gravitasi tidak akan cukup untuk menahan gaya fusi luar. Bintang itu akan berkembang menjadi raksasa merah.

Para astronom menghitung bahwa ketika Matahari kita menjadi raksasa merah, dalam waktu sekitar 5 miliar tahun, ia akan berkembang cukup untuk menelan Merkurius, Venus, dan mungkin Bumi. Menjelang itu, Matahari akan menjadi dua kali lebih bercahaya seperti sekarang. Pada saat itu, Bumi akan menerima energi sebanyak dari Matahari seperti yang dilakukan Venus sekarang. Bukan prognosis yang baik untuk hidup.

Setelah fase raksasa merahnya, Matahari akan menjadi sub-raksasa. Ukurannya akan berlipat ganda selama setengah miliar tahun. Kemudian datang fase setengah miliar tahun lagi di mana ia menggandakan ukuran lagi, dan juga menjadi dua ribu kali lebih terang. Pada titik ini, Matahari sekarang menjadi objek yang sangat besar, terang, mengancam yang telah memerah dan memakan planet-planet bagian dalam Tata Surya.

Pada titik ini, Matahari akan berada di cabang raksasa merah. Ia memiliki inti helium yang dikelilingi oleh lapisan hidrogen. Setelah milyaran tahun kehidupan aktif, Matahari hanya akan memiliki sekitar 100 juta tahun kehidupan aktif yang tersisa. Tetapi ada banyak aktivitas yang dikompres menjadi 100 juta tahun.

Pertama, ada flash helium, di mana Matahari akan membakar 40% massanya. Itu akan dilakukan dengan mengubah sekitar 6% helium di intinya menjadi karbon. Itu akan memakan waktu hanya beberapa menit, penjajaran yang mengejutkan terhadap miliaran tahun dalam kehidupan Matahari.

Setelah kehilangan semua massa itu, ia akan menyusut menjadi sekitar 10 kali ukurannya saat ini, dan sekitar 50 kali luminositasnya. Pada saat itu, Matahari berada di cabang horisontal, dan ia akan terus membakar helium di intinya selama seratus juta tahun ke depan, menjadi sedikit lebih besar dan lebih bercahaya.

Tapi sekarang Matahari kehabisan bahan bakar. Helium pada intinya semakin menipis, dan kehilangan massa lebih banyak. Tidak ada yang bisa menghentikan ini terjadi, dan Matahari akan mengembang lagi, seperti yang terjadi ketika pertama kali memasuki fase raksasa merah. Tetapi ekspansi ini akan jauh lebih cepat.

Banyak hal mempercepat Matahari, dan menjadi semakin tidak stabil. Matahari kita yang dulunya tak tembus cahaya memasuki tahap akhir. Sekarang dalam fase cabang asimptotik-raksasa, dan akan menghabiskan sekitar 20 juta tahun di bagian awal fase itu. Ia sebagian besar memiliki inti oksigen dan karbon yang inert, sebuah cangkang tempat helium bergabung menjadi lebih banyak karbon, dan cangkang lain tempat hidrogen melebur menjadi helium. Banyak yang terjadi.

Ini akan menggetarkan dalam serangkaian pulsa termal dan kehilangan massa. Masing-masing pulsa ini hanya bertahan sekitar seratus tahun atau lebih dan di masing-masing Matahari akan mengembang dan menjadi lebih bercahaya. Setiap denyut nadi akan lebih kuat dari yang sebelumnya, dan periode ini berlangsung sekitar 100.000 tahun. Perhitungan menunjukkan bahwa Matahari kita kemungkinan akan mengalami empat pulsa ini mendekati akhir hidupnya.

Setelah didera oleh pulsa ini, Matahari akan tenang. Matahari, untuk semua maksud dan tujuan, sudah mati. Atau setidaknya dalam keadaan koma. Denyut nadi telah melepaskan lapisan luarnya, dan sekarang menjadi katai putih. Katai putih ini hanya akan berisi sekitar 50% dari massa asli Matahari.

Matahari sudah mati karena tidak ada fusi lagi. Sebagai white dwarf, ia hanya mengeluarkan energi yang tersimpan. Itu terbuat dari materi degenerasi elektron yang padat, dan tidak ada fusi yang bisa terjadi.

Tapi itu masih bersinar, dan energi yang dipancarkannya menyerang lapisan gas yang ditumpahkannya selama pulsa termal, mengionisasi gas dan menyalakannya. Matahari kita kemudian akan menjadi nebula planetary. Dan itu membawa kita kembali ke NGC 5307.

NGC 5307 adalah pandangan sekilas ke akhir kehidupan Matahari. Sama seperti NGC 5307, Matahari kita suatu hari, miliaran tahun dari sekarang, akan menjadi sisa-sisa kejayaannya sebagai bola plasma yang memberi kehidupan. Terlepas dari nama planetary nebula, tidak akan ada planet di dekatnya. Itu akan menghancurkan mereka selama ekspansi. Hanya akan ada gasnya.

Tetapi bahkan gas pada akhirnya akan hilang. Itu akan menjauh dari bintang dan menjadi dingin. Setelah sekitar 10.000 tahun sebagai nebula planet, mantan Matahari akan bertahan sebagai kerdil putih yang lemah selama triliunan tahun. Setelah itu, menurut teori, Matahari akan menjadi katai hitam. Ini akan mendingin sepenuhnya dan tidak mengeluarkan energi. Ini teoretis karena tidak ada katai hitam yang diamati. Faktanya, dibutuhkan waktu lebih lama bagi sebuah bintang untuk berevolusi menjadi keadaan katai hitam kerdil ini dibandingkan dengan usia Semesta itu sendiri sejauh ini.

Gas yang dikeluarkan dari nebula planet masih memiliki peran. Sepanjang kekacauan tahap terakhir evolusi Matahari, ia menghasilkan unsur-unsur yang lebih berat daripada hidrogen dan helium melalui nukleosintesis bintang. Unsur-unsur ini, yang disebut logam dalam astronomi, akan dikirim ke luar angkasa dan diambil dalam proses pembentukan bintang lain. Mereka akan memperkaya bintang berikutnya untuk dilahirkan, dan planet-planet berikutnya yang mungkin terbentuk di sekitar bintang masa depan ini.

Nama planetary nebula adalah nama yang keliru dari hari-hari sebelumnya dalam astronomi. Mereka tidak terkait dengan planet dengan cara apa pun. Tetapi beberapa pengamat pertama dari sisa-sisa bintang ini, dengan teleskop yang tersedia untuk mereka pada saat itu, melihat bentuk bulat dan berasumsi mereka adalah planet.

Sekarang kita tahu itu tidak benar. Kami sekarang mengenali mereka apa adanya. Masing-masing nebula ini seperti snapshot yang merangkum milyaran tahun yang diperlukan untuk mencapai kondisi ini. Dan meskipun itu tidak akan pernah diamati oleh mata manusia (mungkin,) inilah akhirnya nasib Matahari kita.

Catatan untuk Pembaca:

Ada banyak sekali detail dalam kehidupan dan akhirnya kematian bintang. Ketika kita mengatakan sesuatu seperti "menggabungkan hidrogen menjadi helium melepaskan panas" ada banyak hal untuk itu, dan lebih banyak dari yang dapat dimasukkan ke dalam satu artikel.

Jika Anda ingin tahu lebih banyak tentang bintang, saya merekomendasikan "Kehidupan dan Kematian Bintang" (2013) oleh Kenneth R. Lang. Lang adalah Profesor Astronomi di Tufts University, dan dia melakukan pekerjaan yang sangat baik untuk menjelaskan semua hal bintang.