Dari Bintang ke Kurcaci Putih: Saga Bintang yang Seperti Matahari

Katai putih adalah benda penasaran. Mereka kecil dan tidak terlalu masif (karenanya bagian "kerdil" dari nama mereka) dan mereka memancarkan cahaya putih. Para astronom juga menyebut mereka sebagai "kerdil yang merosot" karena mereka benar-benar sisa-sisa inti bintang yang mengandung materi "merosot" yang sangat padat.

Banyak bintang berubah menjadi bintang katai putih sebagai bagian dari "usia tua" mereka. Sebagian besar dari mereka dimulai sebagai bintang yang mirip dengan Matahari kita sendiri. Tampaknya agak aneh bahwa Matahari kita entah bagaimana akan berubah menjadi bintang mini yang aneh dan menyusut, tetapi itu akan terjadi miliaran tahun dari sekarang. Para astronom telah melihat benda-benda kecil aneh di sekitar galaksi. Mereka bahkan tahu apa yang akan terjadi pada mereka ketika mereka dingin: mereka akan menjadi katai hitam.

Untuk memahami katai putih dan bagaimana mereka terbentuk, penting untuk mengetahui siklus kehidupan bintang. Kisah umumnya cukup sederhana. Bola-bola raksasa dari gas super panas berbentuk awan gas dan bersinar oleh energi fusi nuklir. Mereka berubah sepanjang hidup mereka, melewati tahap-tahap yang berbeda dan sangat menarik. Mereka menghabiskan sebagian besar hidup mereka mengubah hidrogen menjadi helium dan menghasilkan panas dan cahaya. Para astronom memetakan bintang-bintang ini dalam sebuah grafik yang disebut urutan utama, yang menunjukkan tahap apa mereka dalam evolusi mereka.

Begitu bintang mencapai usia tertentu, mereka beralih ke fase baru keberadaan. Pada akhirnya, mereka mati dengan cara tertentu dan meninggalkan bukti menarik tentang diri mereka. ada beberapa sangat eksotis objek yang benar-benar bintang besar berevolusi menjadi, seperti lubang hitam dan bintang neutron. Yang lain mengakhiri hidup mereka sebagai jenis objek berbeda yang disebut white dwarf.

Bagaimana sebuah bintang menjadi katai putih? Jalur evolusinya tergantung pada massanya. Bintang bermassa tinggi — bintang dengan delapan kali massa Matahari selama berada di urutan utama — akan meledak sebagai supernova dan membuat bintang neutron atau lubang hitam. Matahari kita bukan bintang masif, jadi, dan bintang yang sangat mirip dengannya, menjadi kerdil putih, dan itu termasuk Matahari, bintang massa lebih rendah dari Matahari, dan lainnya yang berada di suatu tempat antara massa Matahari dan massa Matahari supergiants.

Bintang bermassa rendah (yang memiliki sekitar setengah massa Matahari) sangat ringan sehingga suhu intinya tidak pernah cukup panas untuk memadukan helium menjadi karbon dan oksigen (langkah selanjutnya setelah fusi hidrogen). Begitu bahan bakar hidrogen bintang bermassa rendah habis, intinya tidak dapat menahan berat lapisan di atasnya, dan semuanya runtuh ke dalam. Apa yang tersisa dari bintang kemudian akan memadat menjadi kerdil putih helium — sebuah objek yang sebagian besar terbuat dari inti helium-4

Berapa lama bintang yang bertahan hidup berbanding lurus dengan massanya. Bintang bermassa rendah yang menjadi bintang katai helium putih akan membutuhkan waktu lebih lama dari umurnya alam semesta untuk mencapai kondisi akhir mereka. Mereka mendinginkan sangat, sangat lambat. Oleh karena itu tidak ada yang melihat satu benar-benar dingin, namun bintang-bintang aneh ini cukup langka. Itu tidak berarti mereka tidak ada. Ada beberapa kandidat, tetapi mereka biasanya muncul dalam sistem biner, menunjukkan bahwa semacam kehilangan massa bertanggung jawab atas penciptaan mereka, atau setidaknya untuk mempercepat proses.

Kita melakukan lihat banyak kurcaci putih lain di luar sana yang memulai kehidupan mereka sebagai bintang yang lebih mirip dengan Matahari. Katai putih ini, juga dikenal sebagai katai degenerasi, adalah titik akhir bintang dengan massa urutan utama antara 0,5 dan 8 massa matahari. Seperti Matahari kita, bintang-bintang ini menghabiskan sebagian besar hidup mereka memadukan hidrogen menjadi helium di inti mereka.

Begitu mereka kehabisan bahan bakar hidrogen, inti-inti itu mengompres dan bintang itu mengembang menjadi raksasa merah. Itu memanaskan inti sampai helium berfusi untuk membuat karbon. Ketika helium habis, maka karbon mulai melebur untuk menciptakan unsur yang lebih berat. Istilah teknis untuk proses ini adalah "proses triple-alpha:" dua inti helium sekering untuk membentuk berilium, diikuti oleh fusi karbon tambahan pembuatan helium.)

Setelah semua helium di inti telah menyatu, inti akan dikompres lagi. Namun, suhu inti tidak akan cukup panas untuk memadukan karbon atau oksigen. Sebaliknya, "kaku", dan bintang masuk sebentar raksasa merah tahap. Akhirnya, lapisan luar bintang dengan lembut tertiup angin dan membentuk a Nebula planet. Yang tertinggal adalah inti karbon-oksigen, jantung katai putih. Sangat mungkin bahwa Matahari kita akan memulai proses ini dalam beberapa miliar tahun.

Ketika white dwarf berhenti menghasilkan energi melalui fusi nuklir, secara teknis itu bukan lagi bintang. Ini adalah sisa-sisa bintang. Ini masih panas, tetapi bukan dari aktivitas di intinya. Pikirkan tahap terakhir kehidupan kurcaci putih lebih seperti bara api yang sekarat. Seiring waktu itu akan dingin, dan akhirnya menjadi sangat dingin yang akan menjadi dingin, bara mati, apa yang beberapa orang sebut "kurcaci hitam". Tidak ada katai putih yang diketahui sejauh ini. Itu karena butuh miliaran dan miliaran tahun untuk proses itu terjadi. Karena alam semesta baru berusia sekitar 14 miliar tahun, bahkan kurcaci putih pertama tidak punya cukup waktu untuk sepenuhnya mendingin menjadi kurcaci hitam.

• Semua bintang menua dan akhirnya berevolusi dari keberadaan.
• Bintang yang sangat masif meledak sebagai supernova dan meninggalkan bintang neutron dan lubang hitam.
• Bintang seperti Matahari akan berevolusi menjadi kerdil putih.
• Katai putih adalah sisa dari inti bintang yang telah kehilangan semua lapisan terluarnya.
• Tidak ada kurcaci putih yang mendingin sepenuhnya dalam sejarah alam semesta.

• NASA, NASA, bayangkan.gsfc.nasa.gov/science/objects/dwarfs1.html.
• "Stellar Evolution", www.aavso.org/stellar-evolution.
• "Katai Putih | KOSMOS." Pusat Astrofisika dan Superkomputer, astronomy.swin.edu.au/cosmos/W/ white dwarf.

Diedit oleh Carolyn Collins Petersen.