Gravitasi Bintang

Ilustrasi sebuah bintang di dekat cakrawala.
Kredit gambar: Gerd Altmann, CC0 Creative Commons

Kehidupan bintang ditentukan oleh massanya. Bintang masif menjalani kehidupan yang lebih singkat dan berakhir dalam ledakan supernova. Sedangkan usia hidup bintang yang kurang masif akan lebih lama, ia akan mengakhiri kehidupannya sebagai bintang katai putih. Mengetahui massa sebuah bintang akan membantu kita dalam memahami tidak hanya siklus kehidupan bintang, namun juga evolusi galaksi. Tapi, menentukan massa bintang sangat sulit.

Cara terbaik untuk menimbang bobot sebuah bintang adalah dengan mengukur seberapa kuat tarikan gaya gravitasinya terhadap bintang lain. Jika dua bintang membentuk sistem biner (ganda), kecepatan saat mengorbit satu sama lain ditentukan oleh tarikan gaya gravitasi di antara keduanya. Dengan mengukur orbit mereka dari waktu ke waktu, kita bisa menentukan massa setiap bintang. Tapi, sebagian besar bintang adalah penyendiri atau sistem tunggal. Bintang terdekat dari bintang tunggal bisa berjarak bertahun-tahun cahaya, dan pengaruh gaya gravitasinya terlalu lemah untuk diukur. Jadi kita butuh cara lain untuk menentukan massanya.

Salah satu alternatif adalah dengan mempelajari suhu bintang. Bintang dengan massa yang lebih besar membara lebih panas daripada bintang dengan massa yang lebih kecil. Semakin tinggi suhu bintang, semakin besar massanya. Tapi, metode ini memiliki beberapa kelemahan, mengingat hubungan antara suhu dengan massa hanya berlaku untuk bintang deret utama. Di luar deret utama, suhu bintang akan semakin meningkat seiring pertambahan usia. Bintang dengan massa setara Matahari yang telah lanjut usia, suhunya lebih panas daripada bintang serupa berusia muda.

Cara terbaru untuk mengukur massa bintang adalah dengan mengamati gaya gravitasi di permukaan. Bola yang dijatuhkan ke permukaan Bumi, akan melaju dengan kecepatan sekitar 9,8 meter/detik². Inilah gaya gravitasi permukaan Bumi. Semakin jauh jarak benda, pengaruh gaya gravitasi Bumi akan semakin melemah. Misalnya Bulan, yang “jatuh” atau terpengaruh gaya gravitasi Bumi dan mengorbit dengan kecepatan hanya sekitar 2,7 mm/detik². Gravitasi permukaan planet atau bintang bergantung pada massa dan diameter. Setelah jarak sebuah bintang dari Bumi diketahui, kita dapat menentukan diameternya, tapi menentukan gaya gravitasi permukaan bintang sedikit lebih rumit.

Jika bola dipantulkan ke tanah, dibutuhkan waktu agar bola naik ke ketinggian maksimum dan jatuh kembali. Durasi waktu tergantung pada gravitasi permukaan. Jika dipantulkan ke permukaan Mars, durasi waktu pantulan bola akan lebih lama karena gaya gravitasi permukaan Mars lebih lemah daripada Bumi. Kita tidak bisa memantulkan bola ke bintang, tapi terdapat fluktuasi turun naik permukaan bintang. Permukaan bintang sering bergolak seperti air yang mendidih, menciptakan fluktuasi naik dan turun butiran partikel padat. Tingkat fluktuasi partikel ditentukan oleh gaya gravitasi permukaan bintang. Jadi, dengan mengukur fluktuasi ini, para ilmuwan dapat menentukan massa bintang.

Sebuah makalah studi terbaru telah melaporkan hasil penelitian yang mempelajari batas kemampuan observasi dari satelit GAIA milik Badan Antariksa Eropa (ESA) dan TESS NASA. Tim ilmuwan menyimpulkan GAIA dapat menentukan massa bintang dengan ketepatan sekitar 25%. Sedangkan TESS dapat menentukan massa bintang dengan ketepatan sekitar 10%. Karena akan mengamati jutaan bintang, kedua satelit ini dapat menjadi instrumen yang mumpuni untuk mempelajari bintang.

Ditulis oleh: Brian Koberlein, kontributor www.forbes.com

Sumber: The Gravity Of A Star

#terimakasihgoogle