Ilmuwan Mengonfirmasi bahwa Matahari akan Mengalami Kristalisasi Pada Fase Katai Putih

Dilansir dari Laman Nature, baru-baru ini tepatnya pada tanggal 9 Januari 2019 sekelompok Tim Peneliti dari Universitas Warwick telah berhasil menemukan bukti bahwa Bintang Katai Putih (White Dwarf) mengalami proses Kristalisasi (mengalami pendinginan dan menjadi bola kristal padat).

Observasi telah membuktikan bahwa sisa Bintang Mati termasuk Matahari akan menjadi Bintang Katai Putih. Bintang Katai Putih ini mempunyai inti yang padat, tersusun dari oksigen dan karbon yang terjadi pada fase transisi sebelum fase terakhir yang disebut katai hitam (black dwarf). Proses ini mirip seperti Air yang membeku menjadi Es, hanya saja pada kristalisasi bintang katai putih temperaturnya jauh lebih dingin. Proses ini tentu mengisyaratkan bahwa umur bintang-bintang katai putih ini milyaran tahun lebih tua dari yang diperkirakan sebelumnya.

Siklus hidup bintang berbeda-beda, ada yang mengalami bintang katai putih, bintang neutron dan black hole. Klasifikasi ini dilihat dari ukuran massanya. Spesifikasi bintang menurut massanya dikategorikan sebagai berikut:

1. Bintang yang massanya 0,008 lebih kecil dari massa matahari maka akan menjadi bintang katai coklat.

2. Bintang yang massanya 10-200 kali massa matahari disebut bintang deret utama, biasanya bintang ini diakhir hidupnya menjadi bintang katai putih.

3. Bintang yang massanya lebih dari 200 kali massa matahari dinamakan bintang raksasa/bintang super raksasa. Bintang jenis ini diakhir hidupnya akan menjadi bintang neutron atau black hole.

Kembali ke bintang katai putih, penelitian kristalisasi bintang katai putih dipelopori oleh Dr Pier-Emmanuel Tremblay dari Universitas Warwick Departemen Fisika.  Beliau dan timnya telah mempublikasikan temuan kristalisasi tersebut di Nature dan penemuan ini didasarkan pada observasi yang telah diteliti oleh Satelit Gaia milik Badan Antariksa Eropa (ESA).

Bintang Katai Putih adalah objek stellar tertua di Alam Semesta. Mereka sangat berguna untuk memprediksikan fase hidup sebuah bintang yang digunakan sebagai acuan umur bintang-bintang di dekatnya.

Ilmuwan memilih 15.000 kandidat Bintang Katai Putih yang jaraknya sekitar 300 tahun cahaya dari bumi dan dianalisis luminositas (jumlah energi yang dipancarkan sebuah bintang ke segala arah per satuan waktu) dan warnanya oleh Satelit Gaia. Mereka mengidentifikasi “tumpukan” bintang pada warna dan luminositas tertentu yang tidak sesuai dengan umur dan massa bintang yang ada. Ketika dibandingkan dengan model evolusi bintang, “tumpukan” ini sangat bertepatan dengan fase dimana panas yang tersimpan akan dikeluarkan dalam jumlah besar, yang mengakibatkan terlambatnya proses pendinginan bintang katai putih ini. Diperkirakan bahwa dalam beberapa kasus, bintang-bintang seperti ini memperlambat penuaan mereka hingga 2 milyar tahun atau 15 persen dari usia galaksi kita.

Dr Tremblay berkata, “Ini adalah bukti pertama bahwa Bintang Katai Putih mengalami kristalisasi, atau perubahan dari cair ke padat. Ini telah diprediksi 50 tahun yang lalu maka dari itu kami mengobservasi “tumpukan” bintang katai putih yang berada pada luminositas dan warna tertentu yang mengalami pengkristalan dan sekarang telah berhasil diamati.”

“Semua bintang katai putih akan mengkristal pada satu titik tertentu dalam masanya, bahkan katai putih masif sekalipun akan mengalaminya. Ini artinya milyaran katai putih di galaksi kita telah selesai mengalami proses pengkristalan dan mereka sejatinya bulatan Kristal di langit. Matahari pun akan mengalami hal serupa pada 10 milyar tahun yang akan datang”, Dr. Tremblay menambahkan.

Fase setelah bintang deret utama mengalami katai putih adalah fase black dwarf atau katai hitam, dimana katai hitam ini memiliki temperatur yang sangat-sangat dingin. Namun sejauh ini black dwarf masih berupa hipotesis yang belum memiliki bukti, karena para pakar memastikan bahwa di alam semesta ini belum ada bintang katai putih yang menjadi katai hitam, yakni masih dalam proses kritalisasi.

Menurut pakar, matahari kita akan berakhir sama dengan bintang yang massanya 10-200 kali matahari, yakni mengalami masa red giant. Fase red giant sendiri adalah fase dimana sebuah bintang mengalami perbesaran ukuran yang tadinya berdiameter 100 juta km menjadi 1 milyar km, hal ini terjadi karena fusi nuklir akan segera berakhir sehingga energi yang diproduksi semakin besar. Akibatnya suhu semakin meningkat dan terjadilah perbesaran ukuran serta massa.

Walaupun begitu, kabar baiknya matahari kita belum siap mengalami red giant, butuh waktu sekitar 5-10 milyar tahun ke depan memasuki fase red giant. Pada fase ini bumi dipastikan sudah terlahap oleh red giant ini karena red giant memiliki ukuran yang sangat-sangat besar seperti diilustrasikan oleh gambar diatas. Setelah mengalami fase ini matahari kemudian akan menjadi  bintang katai putih dan mengalami proses kristalisasi sebelum menjadi bintang katai hitam.

Referensi:

1. Pier-Emmanuel Tremblay, Gilles Fontaine, Nicola Pietro Gentile Fusillo, Bart H. Dunlap, Boris T. Gänsicke, Mark A. Hollands, J. J. Hermes, Thomas R. Marsh, Elena Cukanovaite, Tim Cunningham. Core crystallization and pile-up in the cooling sequence of evolving white dwarfs. Nature, 2019; 565 (7738): 202 DOI: 1038/s41586-018-0791-x
2. https://www.sciencedaily.com/releases/2019/01/190109142631.htm diakses pada 15 Januari 2019
3. https://www.space.com/22437-main-sequence-stars.html diakses pada 15 Januari 2019.
4. https://www.space.com/22471-red-giant-stars.html diakses pada 15 Januari 2019.