Apa itu Bintang dan Bagaimana Cara Kerjanya?

Bintang-bintang selalu membuat orang penasaran, mungkin sejak nenek moyang kita yang paling awal melangkah keluar dan menatap langit malam. Kami masih keluar di malam hari, ketika kami bisa, dan melihat ke atas, bertanya-tanya tentang benda-benda yang berkelap-kelip itu. Secara ilmiah, mereka adalah dasar dari ilmu astronomi, yang merupakan studi tentang bintang (dan galaksi mereka). Bintang memainkan peran penting dalam film fiksi ilmiah dan acara TV dan video game sebagai latar belakang untuk kisah petualangan. Jadi, apakah titik-titik cahaya yang berkelip-kelip ini yang tampaknya diatur dalam pola-pola melintasi langit malam?

Ada ribuan bintang yang terlihat oleh kita dari Bumi, terutama jika kita melakukan pengamatan di daerah yang benar-benar gelap). Namun, di Bima Sakti saja, ada ratusan juta di antaranya, tidak semua terlihat oleh manusia di Bumi. The Millky Way bukan hanya rumah bagi semua bintang itu, ia juga berisi "pembibitan bintang" tempat bintang-bintang yang baru lahir ditetas dalam awan gas dan debu.

Semua bintang sangat, sangat jauh, kecuali Matahari. Sisanya berada di luar tata surya kita. Yang paling dekat dengan kita disebut Proxima Centauri, dan letaknya 4.2 tahun cahaya jauh.

Sebagian besar penikmat bintang yang telah mengamati selama beberapa waktu mulai memperhatikan bahwa beberapa bintang lebih terang daripada yang lain. Banyak juga yang tampaknya memiliki warna yang pudar. Beberapa terlihat biru, yang lain putih, dan yang lain pudar warna kuning atau kemerahan. Ada banyak berbagai jenis bintang di alam semesta.

Kami berjemur di bawah cahaya bintang - Matahari Ini berbeda dari planet-planet, yang sangat kecil dibandingkan dengan Matahari, dan biasanya terbuat dari batu (seperti Bumi dan Mars) atau gas dingin (seperti Jupiter dan Saturnus). Dengan memahami bagaimana Matahari bekerja, para astronom dapat memperoleh wawasan yang lebih dalam tentang bagaimana semua bintang bekerja. Sebaliknya, jika mereka mempelajari banyak bintang lain sepanjang hidup mereka, mungkin juga untuk mengetahui masa depan bintang kita sendiri.

Seperti semua bintang lain di alam semesta, Matahari adalah bola gas yang sangat besar dan terang yang disatukan oleh gravitasinya sendiri. Ia hidup di Galaksi Bimasakti, bersama dengan sekitar 400 miliar bintang lainnya. Mereka semua bekerja dengan prinsip dasar yang sama: mereka memadukan atom dalam inti mereka untuk membuat panas dan cahaya. Begitulah cara kerja bintang.

Bagi Matahari, ini berarti atom-atom hidrogen terbanting bersama di bawah panas dan tekanan tinggi. Hasilnya adalah atom helium. Proses fusi melepaskan panas dan cahaya. Proses ini disebut "nukleosintesis bintang", dan merupakan sumber dari banyak elemen di alam semesta yang lebih berat daripada hidrogen dan helium. Jadi, dari bintang-bintang seperti Matahari, alam semesta di masa depan akan mendapatkan unsur-unsur seperti karbon, yang akan membuatnya bertambah umur. Unsur yang sangat "berat", seperti emas atau besi, dibuat dalam bintang yang lebih masif ketika mereka mati, atau bahkan tabrakan dahsyat bintang neutron.

Bagaimana sebuah bintang melakukan "nukleosintesis bintang" ini dan tidak meledak sendiri dalam prosesnya? Jawabannya: keseimbangan hidrostatik. Itu berarti gravitasi dari massa bintang (yang menarik gas ke dalam) diimbangi oleh tekanan luar dari panas dan cahaya — radiasi tekanan — yang diciptakan oleh fusi nuklir yang terjadi di inti.

Fusi ini adalah proses alami dan membutuhkan banyak energi untuk memulai reaksi fusi yang cukup untuk menyeimbangkan gaya gravitasi dalam bintang. Inti bintang perlu mencapai suhu lebih dari sekitar 10 juta Kelvin untuk mulai menggabungkan hidrogen. Matahari kita, misalnya, memiliki suhu inti sekitar 15 juta Kelvin.

Sebuah bintang yang mengonsumsi hidrogen untuk membentuk helium disebut bintang "sekuens-utama" karena selama ini ia adalah objek pelebur hidrogen. Ketika menggunakan semua bahan bakarnya, inti kontrak karena tekanan radiasi luar tidak lagi cukup untuk menyeimbangkan gaya gravitasi. Suhu inti naik (karena sedang dikompresi) dan itu memberinya cukup "keuletan" untuk mulai menggabungkan atom helium mulai menjadi karbon. Pada saat itu, bintang itu menjadi raksasa merah. Belakangan, karena kehabisan bahan bakar dan energi, bintang itu berkontraksi dengan sendirinya, dan menjadi katai putih.

Fase selanjutnya dalam evolusi bintang tergantung pada massanya karena itu menentukan bagaimana itu akan berakhir. Bintang bermassa rendah, seperti Matahari kita, memiliki nasib yang berbeda dari bintang dengan massa yang lebih tinggi. Ini akan meniup lapisan luarnya, menciptakan nebula planetary dengan katai putih di tengah. Para astronom telah mempelajari banyak bintang lain yang telah mengalami proses ini, yang memberi mereka wawasan yang lebih besar tentang bagaimana Matahari akan mengakhiri hidupnya beberapa miliar tahun dari sekarang.

Namun, bintang bermassa tinggi berbeda dari Matahari dalam banyak hal. Mereka hidup pendek dan meninggalkan sisa-sisa yang indah. Ketika mereka akan meledak sebagai supernova, mereka meledakkan elemen mereka ke ruang angkasa. Contoh terbaik supernova adalah Nebula Kepiting, di Taurus. Inti dari bintang asli tertinggal sebagai sisa materialnya meledak ke angkasa. Akhirnya, inti dapat dikompres menjadi bintang neutron atau lubang hitam.

Bintang ada dalam miliaran galaksi di seluruh alam semesta. Mereka adalah bagian penting dari evolusi kosmos. Mereka adalah objek pertama yang terbentuk lebih dari 13 miliar tahun yang lalu, dan mereka merupakan galaksi paling awal. Ketika mereka mati, mereka mengubah kosmos awal. Itu karena semua elemen yang mereka bentuk di inti mereka kembali ke ruang angkasa ketika bintang mati. Dan, elemen-elemen itu akhirnya bergabung untuk membentuk bintang, planet, dan bahkan kehidupan baru! Itulah sebabnya para astronom sering mengatakan bahwa kita terbuat dari "benda-benda bintang".

Diedit oleh Carolyn Collins Petersen.