BINTANG INI TELAH MENCAPAI AKHIR HAYATNYA

Send

Kira-kira 10,000 tahun cahaya, di konstelasi Centaurus, adalah nebula planet yang disebut NGC 5307. Nebula planet adalah sisa bintang seperti Matahari kita, ketika ia telah mencapai apa yang dapat digambarkan sebagai akhir hayatnya. Imej Hubble NGC 5307 ini bukan sahaja membuat anda tertanya-tanya tentang masa lalu bintang itu, tetapi menjadikan anda merenung masa depan Matahari kita sendiri.

Proses penuaan bintang dan mencapai akhir hayatnya adalah kisah panjang dan perlahan, diselingi dengan episod perubahan pesat. Sama seperti NGC 5307, Matahari kita akhirnya akan menjadi gergasi merah, membuang lapisan luar gasnya. Beberapa bilion tahun di masa depan, ia akan menjadi kerdil putih, menerangi lapisan gas yang ditumpahkannya sebagai nebula planet.

Sekarang, Matahari kita berada di urutan utama. Ia menyatukan hidrogen menjadi helium di dalam terasnya. Hasil gabungan itu, sejumlah besar tenaga dilepaskan, memanaskan Bumi dan meneruskan kehidupan di sini. (Ini sebenarnya bukan peleburan yang menghasilkan sebahagian besar haba; ia adalah rantai proton-proton.)

Tetapi bintang adalah tindakan penyeimbangan antara tekanan luaran pelakuran, dan tekanan dalaman graviti sendiri. Keseimbangan itu disebut keseimbangan hidrostatik, dan ia tidak dapat bertahan selamanya.

Tahun demi tahun, abad demi abad, abad demi abad, Matahari terus menyatukan hidrogen ke helium, melepaskan haba, dan kehilangan jisim. Walaupun bintang seperti Matahari kita kelihatan stabil dan tidak berubah, tidak ada satupun di alam yang tidak berubah. Matahari menyatukan sekitar 600 juta tan hidrogen ke dalam helium setiap saat, kehilangan jisim kerana ia melakukannya. Ia kehilangan jisim dengan menukar bahan menjadi tenaga, seperti yang dijelaskan oleh Einstein E = mc².

Itu jumlah yang besar. Sebenarnya, selama kira-kira 4.5 bilion tahun hidupnya, Matahari telah kehilangan sejumlah besar yang serupa dengan jisim Musytari.

Akhirnya, tindakan pengimbangan akan diubah selamanya, kerana Matahari akan kehilangan jisim yang cukup sehingga daya graviti dalamannya tidak akan cukup untuk menahan kekuatan keluar dari peleburannya. Bintang itu akan berkembang menjadi gergasi merah.

Ahli astronomi mengira bahawa ketika Matahari kita menjadi gergasi merah, dalam kira-kira 5 bilion tahun, ia akan cukup berkembang untuk melanda Mercury, Venus, dan mungkin Bumi. Menjelang itu, Matahari akan menjadi dua kali lebih terang daripada sekarang. Pada ketika itu, Bumi akan menerima lebih banyak tenaga dari Matahari seperti yang dilakukan oleh Venus sekarang. Bukan prognosis yang baik untuk hidup.

Selepas fasa gergasi merah, Matahari akan menjadi sub-raksasa. Ini akan meningkat dua kali ganda sepanjang setengah bilion tahun. Kemudian datang fasa setengah bilion tahun lagi di mana ia berganda lagi, dan juga menjadi dua ribu kali lebih cerah. Pada titik ini, Matahari sekarang menjadi objek yang sangat terang dan mengancam yang telah berubah menjadi merah dan memakan planet-planet dalam Sistem Suria.

Pada ketika ini, Matahari akan berada di dahan gergasi merah. Ia akan mempunyai inti helium yang dikelilingi oleh lapisan hidrogen. Setelah hidup aktif berbilion tahun, Matahari hanya tinggal sekitar 100 juta tahun kehidupan aktif. Tetapi terdapat banyak aktiviti yang dimampatkan dalam 100 juta tahun itu.

Pertama terdapat kilat helium, di mana Matahari akan membakar 40% jisimnya. Ia akan melakukannya dengan menukar sekitar 6% helium dalam intinya menjadi karbon. Itu hanya memerlukan beberapa minit, penyesuaian yang mengejutkan terhadap berbilion tahun dalam kehidupan Matahari.

Setelah kehilangan semua jisim itu, ia akan menyusut menjadi kira-kira 10 kali ukurannya sekarang, dan kira-kira 50 kali lipatnya. Pada ketika itu, Matahari berada di cawangan mendatar, dan ia akan terus membakar helium di terasnya selama seratus juta tahun ke depan, menjadi sedikit lebih besar dan lebih bercahaya.

Tetapi sekarang Matahari kehabisan bahan bakar. Helium pada intinya semakin habis, dan kehilangan lebih banyak jisim. Tidak ada yang dapat menghentikan hal ini, dan Matahari akan mengembang lagi, seperti yang terjadi ketika pertama kali memasuki fasa gergasi merah. Tetapi pengembangan ini akan menjadi lebih pantas.

Segalanya semakin pantas untuk Matahari, dan semakin tidak stabil. Matahari kita yang tidak dapat dilupakan sudah memasuki peringkat akhir. Sekarang dalam fasa asimptotik-raksasa-cabang, dan akan menghabiskan sekitar 20 juta tahun di bahagian awal fasa itu. Ia mempunyai teras oksigen dan karbon yang paling lengai, shell di mana helium menyatu menjadi lebih banyak karbon, dan shell lain di mana hidrogen menyatu menjadi helium. Ada banyak yang berlaku.

Ia akan mengalami pulsa termal dan kehilangan jisim. Setiap denyutan ini hanya berlangsung seratus tahun atau lebih dan dalam setiap denyut nadi Matahari akan mengembang dan menjadi lebih bercahaya. Setiap nadi akan lebih kuat daripada yang terdahulu, dan jangka masa ini berlangsung sekitar 100,000 tahun. Pengiraan menunjukkan bahawa Matahari kita kemungkinan akan mengalami empat denyutan ini menjelang akhir hayatnya.

Setelah terkena denyutan ini, Matahari akan tenang. Matahari, untuk semua maksud dan tujuan, sudah mati. Atau sekurang-kurangnya dalam keadaan koma. Nadi telah menumpahkan lapisan luarnya, dan sekarang menjadi kerdil putih. Kerdil putih ini hanya akan mengandungi sekitar 50% jisim asli Matahari.

Matahari sudah mati kerana tidak ada perpaduan lagi. Sebagai kerdil putih, ia hanya memancarkan tenaga yang tersimpan. Ia terdiri daripada bahan-bahan degenerasi elektron yang padat, dan tidak boleh berlaku peleburan.

Tetapi ia masih bersinar, dan tenaga yang dikeluarkannya menyerang lapisan gas yang ditumpahkannya semasa denyutan haba, mengionkan gas dan menyalakannya. Matahari kita kemudian akan menjadi nebula planet. Dan itu membawa kita kembali ke NGC 5307.

NGC 5307 adalah sekilas ke depan hingga akhir hayat Matahari. Sama seperti NGC 5307, Matahari kita suatu hari, miliaran tahun dari sekarang, akan menjadi sisa-sisa bekas kegemilangannya sebagai bola plasma yang menghidupkan. Walaupun terdapat nama planet nebula, tidak akan ada planet yang berdekatan. Ia akan memusnahkan mereka semasa pengembangannya. Hanya akan ada gas.

Tetapi gas akhirnya akan habis. Ia akan menjauh dari bintang dan sejuk. Setelah kira-kira 10,000 tahun sebagai nebula planet, bekas Matahari akan kekal sebagai kerdil putih yang lemah selama bertahun-tahun. Selepas itu, menurut teori, Matahari akan menjadi kerdil hitam. Ia akan disejukkan sepenuhnya dan tidak mengeluarkan tenaga. Ini secara teori kerana tidak ada kerdil hitam yang diperhatikan. Sebenarnya, masa yang lebih lama untuk bintang berkembang ke keadaan kerdil hitam hipotetis ini daripada usia Alam Semesta itu sendiri setakat ini.

Gas yang dikeluarkan dari nebula planet masih berperanan. Sepanjang kekacauan tahap evolusi terakhir Matahari, ia menghasilkan unsur yang lebih berat daripada hidrogen dan helium melalui nukleosintesis bintang. Unsur-unsur ini, yang disebut logam dalam astronomi, akan dikirim ke angkasa dan dibawa ke dalam proses pembentukan bintang yang lain. Mereka akan memperkaya bintang seterusnya yang akan dilahirkan, dan planet-planet seterusnya yang mungkin terbentuk di sekitar bintang masa depan ini.

Nama planet nebula adalah keliru dari zaman awal astronomi. Mereka sama sekali tidak berkaitan dengan planet. Tetapi beberapa pemerhati pertama dari sisa-sisa bintang ini, dengan teleskop yang ada pada mereka pada masa itu, melihat bentuk bulat dan menganggapnya adalah planet.

Sekarang kita tahu itu tidak benar. Kami sekarang mengenali mereka untuk apa adanya. Setiap nebula ini seperti gambaran ringkas yang merangkumi miliaran tahun yang diperlukan untuk mencapai keadaan ini. Dan walaupun ia tidak akan dapat dilihat oleh mata manusia (mungkin,) ini adalah nasib akhirnya Matahari kita.

Catatan untuk Pembaca:

Terdapat banyak perincian dalam kehidupan dan akhirnya kematian bintang. Apabila kita mengatakan sesuatu seperti "menyatu hidrogen ke helium membebaskan haba" ada lebih banyak lagi, dan lebih banyak daripada yang boleh dimuatkan dalam satu artikel.

Sekiranya anda ingin mengetahui lebih lanjut mengenai bintang, saya cadangkan "The Life and Death of Stars" (2013) oleh Kenneth R. Lang. Lang adalah Profesor Astronomi di Universiti Tufts, dan dia melakukan tugas yang sangat baik untuk menjelaskan semua perkara yang luar biasa.