Kematian Bintang dan Kelahiran Lubang Hitam (Black Hole)

Kita mungkin pernah mendengar bahwa bintang juga memiliki siklus kehidupan: sebuah bintang akan terlahir, hidup, menjadi tua, kemudian mati. Bagi mereka yang memiliki ketertarikan khusus pada lubang hitam (black hole), pasti tahu bahwa black hole adalah salah satu akhir kematian bintang berukuran masif. Kita mungkin juga sekali dua pernah mendengar kalimat seperti ini: ketika bahan bakar pada inti bintang telah habis, bintang tidak mampu lagi menahan gravitasinya yang begitu besar sehingga sebuah bintang akan runtuh akibat gravitasinya sendiri. Namun, apakah kita telah mengerti makna dari “runtuh akibat gravitasinya sendiri”?

Untuk dapat menjawabnya, kita harus memahami cara kerja bintang terlebih dahulu.

Sebuah bintang tersusun dari atom-atom hidrogen yang bereaksi secara fusi (penggabungan inti atom yang ringan menjadi inti atom yang lebih berat) membentuk atom-atom helium. Dalam proses tersebut, dilepaskan energi yang sangat besar. Proses ini jugalah yang akan menambah massa bintang karena helium lebih berat dari hidrogen. Reaksi ini disebut reaksi fusi nuklir. Jadi, bintang itu bukan memproduksi api, ya. Bintang-bintang menghasilkan energi melalui reaksi fusi.

Reaksi Fusi Nuklir vs Gravitasi

Bayangkan sebuah balon berisi udara yang tidak gampang pecah. Kita mencoba meremas balon tersebut tapi tidak bisa karena di dalamnya ada udara. Dengan kata lain, udara di dalam balon mencegah balon tersebut mengerut akibat remasan tangan kita.

Proses serupa terjadi pada bintang. Remasan tangan kita merupakan analogi dari gravitasi bintang, sedangkan udara di dalam balon adalah analogi dari radiasi hasil reaksi fusi nuklir yang mencegah gravitasi meremukkan bintang.

Bintang adalah sebuah reaktor fusi raksasa yang secara terus-menerus mengkonversi hidrogen menjadi helium. Namun, besarnya bintang menyebabkan gravitasinya juga besar. Sesuai sifatnya, gravitasi cenderung menarik apa pun menujunya (pusat gravitasi), termasuk materi penyusun bintang itu sendiri. Segalanya akan berjalan baik-baik saja selama sebuah bintang masih memiliki bahan bakar (dalam hal ini hidrogen) yang cukup untuk menjalankan reaksi fusinya. Energi hasil reaksi fusi inilah yang akan melawan gravitasi bintang. Bintang akan berada pada ukurannya, stabil.

Apa yang terjadi saat bintang mulai kehabisan bahan bakar?

Saat bintang mulai kehabisan hidrogen, bintang akan mulai menyusut dan beralih pada helium. Helium-helium akan bereaksi secara fusi membentuk lithium yang lebih berat. Energi hasil reaksi fusi helium menjadi lithium akan menyebabkan bintang mengembang kembali. Setelah jutaan tahun dan stok helium mulai menipis, bintang akan beralih ke lithium. Lithium-lithium akan bergabung menjadi unsur yang lebih berat. Proses ini akan berulang-ulang dan berlanjut terus hingga atom besi (nomor atom = 26) terbentuk.

Besi, tidak seperti unsur-unsur pendahulunya, akan menyerap energi hasil reaksi fusi sehingga alih-alih digunakan untuk melawan gravitasi, energi akan diserap sehingga bintang akan mengecil. (Ingat bahwa unsur sebelum besi akan menghasilkan energi dari reaksi fusi yang akan diradiasikan dan sifatnya melawan gravitasi) Karena energi terus diserap oleh inti besi, gravitasi akan menang dan memaksa bintang yang telah menua itu semakin menyusut.

Bagaimana akhir dari sebuah bintang?

Bintang yang telah tua akan menemui akhir yang berbeda-beda tergantung ukuran bintang tersebut semasa hidup.

Satu. Jika sebuah bintang pada mulanya tidak terlalu besar (sehingga gravitasinya pun tidak terlalu besar), penyusutan akan berhenti ketika elektron-elektron di dalam atom menolak satu sama lain. Gaya tolak (Coulomb) ini akan menahan gravitasi.

Lahirlah sebuah bintang katai (dwarf stars).

Dua. Jika sebuah bintang pada mulanya cukup besar (sehingga gravitasinya pun besar), elektron-elektron tidak akan mampu melawan gravitasi. Hasilnya adalah elektron akan bergabung dengan proton membentuk neutron.

Lahirlah bintang neutron (neutron stars) dengan densitas luar biasa besarnya.

Tiga. Jika sebuah bintang bermula dengan massa yang sangat-sangat masif (sekitar 20 kali massa matahari), neutron pun tidak akan mampu menahan besarnya gravitasi, sehingga bintang tersebut akan kolaps menjadi sebuah titik dalam ruang yang disebut singularitas (singularity).

Inilah yang kita kenal sebagai lubang hitam (black hole), salah satu misteri alam semesta.

:mrgreen:

Iklan

Satu pemikiran pada “Kematian Bintang dan Kelahiran Lubang Hitam (Black Hole)

  1. a well-explained physics I’ve ever read. Terima kasih atas pengetahuan barunya, Mba. Aku tunggu tulisan tulisan seperti ini lagi.

**Silakan Berkomentar~! ^.^

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout /  Ubah )

Foto Google

You are commenting using your Google account. Logout /  Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout /  Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout /  Ubah )

Connecting to %s