Hypergiants: Bintang Paling Masif di Semesta

Alam semesta dipenuhi dengan bintang-bintang dari semua ukuran dan jenis. Yang terbesar di luar sana disebut "hypergiants", dan mereka mengerdilkan Matahari mungil kita. Bukan hanya itu, tetapi beberapa dari mereka bisa benar-benar aneh.

Hypergiants sangat cerah dan penuh dengan materi yang cukup untuk membuat satu juta bintang seperti milik kita. Ketika mereka lahir, mereka mengambil semua materi "starbirth" yang tersedia di daerah itu dan menjalani kehidupan mereka dengan cepat dan panas. Hypergiants dilahirkan melalui proses yang sama dengan bintang-bintang lain dan bersinar dengan cara yang sama, tetapi lebih dari itu, mereka sangat, sangat berbeda dari saudara kandung mereka yang lebih kecil.

Bintang-bintang hypergiant pertama kali diidentifikasi secara terpisah dari supergiants lain karena mereka secara signifikan lebih terang; artinya, mereka memiliki yang lebih besar kilau dari yang lain. Studi tentang output cahaya mereka juga menunjukkan bahwa bintang-bintang ini kehilangan massa dengan sangat cepat. "Kehilangan massa" itu adalah salah satu ciri khas dari seorang hypergiant. Yang lain termasuk suhu mereka (sangat tinggi) dan massa mereka (hingga berkali-kali massa Matahari).

Semua bintang terbentuk dalam awan gas dan debu, tidak peduli berapapun ukurannya. Ini adalah proses yang membutuhkan jutaan tahun, dan akhirnya bintang "menyala" ketika mulai menyatukan hidrogen di intinya. Saat itulah ia bergerak ke periode waktu dalam evolusi yang disebut urutan utama. Istilah ini mengacu pada bagan evolusi bintang yang digunakan para astronom untuk memahami kehidupan bintang.

Semua bintang menghabiskan sebagian besar hidup mereka pada urutan utama, terus menggabungkan hidrogen. Semakin besar dan besar bintang, semakin cepat ia menggunakan bahan bakarnya. Setelah bahan bakar hidrogen dalam inti bintang mana pun hilang, bintang tersebut pada dasarnya meninggalkan urutan utama dan berevolusi menjadi "tipe" yang berbeda. Itu terjadi dengan semua bintang. Perbedaan besar datang pada akhir kehidupan seorang bintang. Dan, itu tergantung pada massanya. Bintang seperti Matahari mengakhiri hidup mereka sebagai nebula planet, dan meniup massa mereka ke luar angkasa dalam cangkang gas dan debu.

Ketika kita sampai ke hypergiants dan kehidupan mereka, segalanya menjadi sangat menarik. Kematian mereka bisa menjadi bencana yang luar biasa. Begitu bintang-bintang bermassa tinggi ini kehabisan hidrogennya, mereka berkembang menjadi bintang-bintang supergi yang jauh lebih besar. Matahari sebenarnya akan melakukan hal yang sama di masa depan, tetapi dalam skala yang jauh lebih kecil.

Segala sesuatu berubah di dalam bintang-bintang ini juga. Ekspansi disebabkan karena bintang mulai menyatukan helium menjadi karbon dan oksigen. Itu memanaskan interior bintang ke atas, yang akhirnya menyebabkan eksterior membengkak. Proses ini membantu mereka menghindari keruntuhan pada diri mereka sendiri, bahkan ketika mereka memanas.

Pada tahap supergiant, sebuah bintang berosilasi di antara beberapa negara bagian. Itu akan menjadi supergiant merah untuk sementara, dan kemudian ketika ia mulai menggabungkan elemen-elemen lain di intinya, ia bisa menjadi a supergiant biru. DI antara bintang seperti itu juga dapat muncul sebagai supergiant kuning saat transisi. Warna-warna yang berbeda disebabkan oleh fakta bahwa bintang membengkak dalam ukuran hingga ratusan kali jari-jari Matahari kita dalam fase supergiant merah, hingga kurang dari 25 jari-jari matahari. dalam fase supergiant biru.

Dalam fase supergiant ini, bintang-bintang seperti itu kehilangan massa dengan sangat cepat dan karenanya cukup terang. Beberapa supergi lebih terang dari yang diperkirakan, dan para astronom mempelajarinya secara lebih mendalam. Ternyata hypergiants adalah beberapa di antaranya sebagian besar bintang masif pernah diukur dan proses penuaan mereka jauh lebih besar.

Itulah ide dasar di balik bagaimana seorang hypergiant menjadi tua. Proses paling intens diderita oleh bintang-bintang yang lebih dari seratus kali massa Matahari kita. Yang terbesar lebih dari 265 kali massanya, dan sangat cerah. Kecerahan dan karakteristik mereka yang lain membuat para astronom memberikan klasifikasi baru kepada bintang-bintang besar ini: hypergiant. Mereka pada dasarnya supergiant (baik merah, kuning atau biru) yang memiliki massa sangat tinggi, dan juga tingkat kehilangan massa yang tinggi.

Karena massa dan luminositasnya yang tinggi, hypergiants hanya hidup beberapa juta tahun. Itu umur yang cukup singkat untuk seorang bintang. Sebagai perbandingan, Matahari akan hidup sekitar 10 miliar tahun. Jangka hidup pendek mereka berarti bahwa mereka beralih dari bintang bayi ke fusi hidrogen dengan sangat cepat, mereka mengeluarkan hidrogen dengan sangat cepat, dan pindah ke fase supergiant jauh sebelum saudara bintang mereka yang lebih kecil, kurang masif, dan ironisnya berumur panjang (seperti Matahari).

Akhirnya, inti dari hypergiant akan melebur unsur yang lebih berat dan lebih berat sampai inti sebagian besar adalah besi. Pada saat itu, dibutuhkan lebih banyak energi untuk memadukan besi menjadi unsur yang lebih berat daripada inti yang tersedia. Fusi berhenti. Suhu dan tekanan di inti yang menahan sisa bintang dalam apa yang disebut "keseimbangan hidrostatik" (dengan kata lain, bagian luar tekanan inti yang didorong melawan gravitasi berat lapisan-lapisan di atasnya) tidak lagi cukup untuk menjaga sisa bintang agar tidak runtuh ke atas. diri. Keseimbangan itu hilang, dan itu berarti sudah waktunya malapetaka di bintang.

Apa yang terjadi? Itu runtuh, serempak. Lapisan atas yang runtuh bertabrakan dengan inti, yang mengembang. Semuanya kemudian pulih kembali. Itu yang kita lihat ketika a supernova meledak. Dalam kasus hypergiant, kematian bencana bukan hanya supernova. Itu akan menjadi hipernova. Bahkan, beberapa berteori bahwa bukannya supernova Tipe II yang khas, sesuatu yang disebut a semburan gamma-ray (GRB) akan terjadi. Itu ledakan yang sangat kuat, meledakkan ruang di sekitarnya dengan puing-puing bintang yang luar biasa dan radiasi yang kuat.

Apa yang tertinggal? Hasil yang paling mungkin dari ledakan bencana seperti itu adalah a lubang hitam, atau mungkin a bintang neutron atau magnetar, semua dikelilingi oleh cangkang puing yang mengembang banyak, bertahun-tahun cahaya. Itulah akhir, akhir yang aneh untuk bintang yang hidup cepat, mati muda: ia meninggalkan pemandangan kehancuran yang indah.

Diedit oleh Carolyn Collins Petersen.