Bintang memiliki siklus hidup yang mencakup beberapa juta hingga triliunan tahun. Mereka lahir, mengalami perubahan seiring berjalannya waktu dan akhirnya menemui ajalnya ketika bahan bakar habis untuk menjadi tubuh sisa yang sangat padat. Bintang yang terbakar bisa jadi a katai putih atau bintang neutron atau lubang hitam tergantung pada massa awal bintang.
Kehidupan a star dimulai secara besar-besaran awan antarbintang gas dan debu di dalamnya galaksi dengan penggumpalan gas karena suhu rendah hingga kantong kepadatan tinggi. Gumpalan tersebut secara bertahap mengumpulkan lebih banyak materi dan tumbuh. Pada titik tertentu, gumpalan tersebut runtuh karena meningkatnya gaya gravitasi. Gesekan selama keruntuhan memanaskan materi dan lahirlah bayi bintang. Ini tahap protobintang dalam siklus hidup bintang.
Keruntuhan akibat gravitasi terus berlanjut. Akibatnya suhu dan tekanan di inti terus meningkat. Setelah jutaan tahun, suhu dan tekanan di inti protobintang menjadi cukup tinggi untuk memungkinkan inti hidrogen berfusi. Fusi nuklir melepaskan sejumlah besar energi yang cukup memanaskan materi untuk mencegah keruntuhan lebih lanjut akibat gravitasi. Tahap ketika fusi nuklir berlangsung secara stabil (dan energi yang dilepaskan cukup memanaskan materi untuk mencegah keruntuhan gravitasi) adalah tahap utama dan fase terpanjang dalam kehidupan sebuah bintang. Bintang pada tahap ini disebut 'bintang deret utama' dan tahap tersebut disebut 'tahap deret utama'. Hidrogen adalah bahan bakar utama bintang. Tingkat konsumsi bahan bakar bergantung pada massa bintang. Sebuah bintang masif akan mengonsumsi bahan bakar dengan kecepatan lebih tinggi untuk melepaskan energi yang cukup guna mencegah keruntuhannya akibat gravitasi.
Ketika bahan bakar habis, fusi nuklir berhenti dan tidak ada energi untuk memanaskan bahan guna menyeimbangkan gaya gravitasi dan inti runtuh karena gravitasi, meninggalkan sisa-sisa yang kompak. Ini akhir dari bintang. Bintang mati menjadi bintang katai putih atau bintang neutron atau lubang hitam tergantung pada massa bintang aslinya.
Ketika massa bintang aslinya kurang dari 8 kali massa matahari (<8 M⦿), menjadi a katai putih. Bintang mati menjadi bintang neutron, bila massa bintang aslinya antara 8 hingga 20 massa matahari (8 M⦿ < M < 20 M⦿) sedangkan bintang lebih berat dari 20 massa matahari (>20 M⦿) menjadi lubang hitam ketika bahan bakar habis.
Katai Coklat (BD)
Bintang mencapai 'tahap fusi nuklir' atau 'tahap deret utama' dalam siklus hidupnya. Bagaimana jika benda langit berbentuk seperti bintang tetapi gagal mencapai tahap ini?
Katai coklat awalnya seperti sebuah bintang, menjadi cukup padat untuk runtuh karena gravitasinya, namun intinya tidak pernah menjadi cukup padat dan panas untuk memulai fusi nuklir sehingga tidak pernah menjadi bintang sejati. Objek-objek ini memiliki fitur yang mirip dengan bintang dan planet.
Katai hitam lebih kecil dari bintang namun masih jauh lebih besar dari bintang planet. Beberapa yang lebih kecil ukurannya sebanding planet. Yang terkecil yang diketahui berukuran sekitar tujuh kali Jupiter.
Katai hitam penting untuk model pembentukan bintang di awan gas dan debu antarbintang. Upaya sedang dilakukan untuk menentukan benda terkecil yang terbentuk seperti bintang.
Katai Coklat terkecil
Baru-baru ini, para peneliti mensurvei pusat gugus pembentuk bintang IC 348 yang terletak sekitar 1,000 tahun cahaya menggunakan teknologi Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST). Berdasarkan fotometri objek tersebut, tim mengidentifikasi tiga kandidat katai hitam. Salah satunya hanya berukuran tiga hingga empat kali massa Jupiter sehingga menjadikannya katai hitam terkecil yang diketahui sejauh ini.
Katai hitam yang massanya tiga kali Jupiter akan berukuran 300 kali lebih kecil dari Matahari. Bagaimana katai hitam kecil bisa terbentuk seperti bintang sulit dijelaskan karena awan antarbintang kecil biasanya tidak runtuh untuk menghasilkan katai hitam karena gravitasinya yang lemah. Oleh karena itu, katai hitam sekecil itu menimbulkan tantangan dibandingkan model pembentukan bintang saat ini.
***
Referensi:
- Luhman KL, et al 2023. Survei JWST untuk Katai Coklat Massa Planet di IC 348. Jurnal Astronomi, Volume 167, Nomor 1. Diterbitkan 13 Desember 2023. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-3881/ad00b7
- Webb NASA Mengidentifikasi Katai Coklat Terkecil yang Mengambang Bebas. Diposting 13 Desember 2023. Tersedia di https://www.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-identifies-tiniest-free-floating-brown-dwarf/
***
