Starforge: Simulasi Superkomputer untuk Meneliti Kelahiran Bintang dan Implikasinya

Ketika Anda melihat wilayah langit tempat bintang-bintang lahir, Anda melihat awan gas dan debu serta sekumpulan bintang. Hal tersebut benar-benar pemandangan yang indah. Di sebagian besar tempat, semua bintang pada akhirnya memiliki massa yang sama. Massa itu mungkin merupakan faktor terpenting yang ingin Anda ketahui tentangnya. Ini mengarahkan berapa lama bintang akan hidup dan seperti apa masa depannya. Tapi, apa yang menentukan massanya dan massa saudaranya di pembibitan bintang? Apakah ada kekuatan yang memberi tahu mereka seberapa besar mereka nantinya? Ternyata bintang-bintang melakukannya untuk diri mereka sendiri.

Pengamatan selama bertahun-tahun menunjukkan bahwa di mana pun kita melihat di galaksi kita, bintang-bintang dalam kelompok memiliki massa yang sama. Mereka bisa menjadi gugusan bintang mirip matahari hingga pengelompokan bintang besar raksasa. Dan, ini benar apakah mereka masih muda dan muda di zaman modern, atau berusia miliaran tahun. 

Para astronom di University of Texas di Austin ingin tahu bagaimana hal itu bisa terjadi. Jadi, mereka menyiapkan serangkaian simulasi, bersama dengan rekan-rekannya di California, Illinois, dan Massachusetts. Mereka fokus pada sesuatu yang disebut "fungsi massa awal" (IMF), yang pada dasarnya menggambarkan berapa banyak bintang dari berbagai massa yang akan terbentuk di awan kelahiran bintang.

Memahami IMF melalui simulasi

Simulasi superkomputer tersebut merupakan bagian dari proyek Star formation in Gaseous Environments (STARFORGE), yang dipimpin oleh Dávid Guszejnov dari UT Austin dan Michael Grudic dari Carnegie Observatories. Simulasi tersebut membantu tim peneliti menyelidiki beberapa misteri pembentukan bintang yang belum terpecahkan dan mengapa IMF sangat mirip di berbagai bagian galaksi. “Sudah lama kami menanyakan alasannya,” kata Guszejnov, yang memimpin proyek STARFORGE. “Simulasi kami mengikuti bintang sejak lahir hingga titik akhir alami pembentukannya untuk memecahkan misteri ini.”

Jawabannya adalah kejutan. “Kami telah menemukan bahwa pembentukan bintang adalah proses pengaturan diri,” kata Guszejnov. “Bintang yang terbentuk di lingkungan yang sangat berbeda memiliki IMF yang serupa, karena umpan balik bintang, yang melawan gravitasi, juga bertindak secara berbeda, mendorong massa bintang ke arah distribusi massa yang sama.”

Simulasi STARFORGE ini merupakan terobosan dalam memahami IMF. Upaya ini adalah yang pertama melacak pembentukan bintang individu di awan raksasa yang runtuh sementara, pada saat yang sama, menangkap bagaimana mereka berinteraksi dengan lingkungan mereka dengan mengeluarkan cahaya dan melepaskan massa melalui jet dan angin. Fenomena ini disebut ‘umpan balik bintang’ dan hal tersebut adalah bagian dari mekanisme pengaturan diri yang mengatur massa bintang.

Kelahiran Bintang dan Implikasinya

Bintang-bintang lahir berkelompok di dalam awan gas dan debu raksasa. Seiring waktu, gaya tarik gravitasi menarik butiran debu bersama dengan gas. Hal tersebut membentuk gumpalan padat yang jatuh ke dalam menuju pusat awan dan memampatkannya. Saat kepadatan meningkat, suhu juga meningkat. Akhirnya, sebuah bintang lahir. Tapi, itu bukan akhir dari cerita.

Masing-masing memiliki piringan gas dan debu yang berputar di sekitarnya, dan di sanalah planet dapat terbentuk. Jika planet-planet terbentuk, hal tersebut menimbulkan pertanyaan apakah mereka bisa menjadi dunia pendukung kehidupan. Dan, itu membawa kita kembali ke fungsi massa awal. Apakah planet-planet itu dapat menampung kehidupan tergantung pada massa bintang dan bagaimana bintang itu terbentuk. Oleh karena itu, memahami formasi dan massa bintang yang tercipta di awan tertentu sangat penting untuk menentukan di mana kehidupan dapat terbentuk di alam semesta.

“Bintang adalah atom galaksi,” kata Stella Offner, seorang profesor astronomi di UT Austin’s College of Natural Sciences dan Oden Institute for Computational Engineering and Sciences. “Distribusi massa mereka menentukan apakah planet akan lahir dan jika kehidupan bisa berkembang.”

Proses pengaturan massa di antara bintang-bintang yang baru terbentuk tidak hanya penting untuk memahami pembentukan planet (dan kehidupan) di galaksi kita sendiri. Pengetahuan itu sekarang dapat digunakan untuk mempelajari galaksi lain dan membantu para astronom mendapatkan penanganan yang lebih baik pada proses yang sama di galaksi yang jauh.

Sumber :

[1] https://www.universetoday.com/157131/in-wildly-different-environments-stars-end-up-roughly-the-same/; diakses pada 17 Agustus 2022.