2 days ago
7
Peneliti dari UNSW Sydney berhasil mengungkap tahap-tahap evolusi bintang dengan menganalisis frekuensi osilasi dari 27 bintang dalam gugus M67, yang berusia sekitar 4 miliar tahun.(Sloan Digital Sky Survey | CC BY 4.0)
SEBUAH studi baru yang dipimpin peneliti dari UNSW Sydney terhadap sekelompok bintang yang berjarak 2700 tahun cahaya mengungkap tahap-tahap evolusi bintang melalui "suara" yang mereka hasilkan. Penemuan ini akan memungkinkan para ilmuwan memetakan sejarah Bima Sakti dan galaksi lain, sehingga mempercepat pengetahuan di bidang astrofisika.
Dr Claudia Reyes adalah penulis utama studi yang dipublikasikan di jurnal Nature. Saat menjalani studi doktoralnya di School of Physics UNSW, ia meneliti 27 bintang dalam gugus bintang bernama M67. Bintang-bintang dalam gugus ini terbentuk dari awan gas yang sama empat miliar tahun lalu.
Ia menjelaskan meskipun bintang-bintang ini memiliki komposisi kimia serupa, mereka memiliki massa berbeda, yang menjadikannya ideal untuk mempelajari evolusi secara langsung.
"Saat kita mempelajari bintang dalam sebuah gugus, kita bisa melihat seluruh rangkaian evolusi individunya," kata Dr Reyes.
Ia menambahkan meskipun usia bintang-bintang ini sama, massa-lah yang menentukan seberapa cepat mereka berevolusi. Gugus M67 sangat istimewa karena mencakup beragam jenis bintang raksasa, mulai dari sub-raksasa yang kurang berkembang hingga raksasa merah, yaitu bentuk bintang paling tua.
Penelitian ini juga membuka cara baru untuk memahami masa depan matahari, karena, menurut Dr Reyes, "matahari lahir di gugus yang mirip dengan M67."
Apa istimewanya gugus bintang?
Mengamati evolusi beragam bintang dalam satu gugus secara mendetail belum pernah dilakukan sebelumnya.
“Ini adalah pertama kalinya kita benar-benar mempelajari rentang evolusi sepanjang ini, seperti yang ada dalam gugus ini,” kata Prof. Dennis Stello, rekan penulis studi dari UNSW.
Verifikasi usia bintang adalah salah satu tantangan terbesar dalam astronomi karena usia bintang tidak bisa diketahui dari permukaannya, tapi dari apa yang terjadi di dalamnya.
Karena bintang-bintang di gugus M67 memiliki usia dan komposisi yang mirip matahari, mereka dapat memberi petunjuk tentang masa lalu dan masa depan tata surya kita.
“Hampir semua bintang awalnya terbentuk dalam gugus,” jelas Prof. Stello. “Mereka ibarat keluarga besar berisi ratusan hingga ribuan bintang dari satu awan gas.”
Sebagian besar akhirnya menyebar dan menyatu ke latar langit, tetapi beberapa tetap berada dalam gugus yang padat dan mudah dikenali di langit malam.
Simfoni di langit
Penelitian ini memungkinkan penentuan usia dan massa bintang secara tepat berdasarkan frekuensi osilasinya. Frekuensi "gema" yang dimiliki bintang bergantung pada karakteristik fisik di dalamnya, seperti kepadatan, suhu, dan usia.
Ini pertama kalinya para peneliti menganalisis “gema” dari seluruh gugus bintang untuk mempelajari interior mereka, dengan menggunakan misi Kepler K2 sebagai alat utama pengamatan atau “mendengarkan”.
Prof. Stello menjelaskan proses ini seperti mendengarkan orkestra dan mengenali instrumen dari suaranya.
“Frekuensi instrumen bergetar tergantung pada karakter fisik medium yang dilalui suara. Bintang juga seperti itu. Kita bisa ‘mendengar’ bintang dari cara ia bergetar.”
Bintang besar menghasilkan suara yang lebih dalam, sedangkan bintang kecil cenderung memiliki suara bernada tinggi. Dan setiap bintang tidak hanya memainkan satu nada — mereka menciptakan simfoni dari berbagai frekuensi.
Di luar angkasa, tidak ada yang bisa mendengar suara (atau nyanyianmu)
Suara merupakan gelombang energi yang merambat melalui partikel — baik padat, cair, maupun gas. Tapi di luar angkasa, tidak ada partikel, sehingga tidak ada suara yang bisa terdengar secara langsung.
Prof. Stello menjelaskan setiap bintang ibarat bola gas yang “bernapas” — mendingin dan memanas — dengan fluktuasi kecil pada kecerahannya.
“Fluktuasi kecerahan inilah yang kami amati untuk mengukur frekuensi suara,” katanya.
Saat bintang menjadi raksasa merah, frekuensi mereka berubah dan memberi petunjuk tentang tahapan evolusinya. Perbedaan frekuensi antara banyak nada yang dimainkan oleh bintang dapat mengungkap informasi tentang bagian dalamnya.
Dengan mempelajari 27 bintang di gugus M67, para peneliti berhasil untuk pertama kalinya mengamati hubungan antara frekuensi kecil dan besar pada bintang raksasa, yang kini bisa diterapkan pada bintang-bintang lainnya.
Memahami Bima Sakti
Untuk memahami pembentukan dan evolusi galaksi, ilmuwan perlu mengetahui usia semua komponennya, termasuk bintang. Dr Reyes mengatakan studi ini akan membantu dalam identifikasi massa dan usia bintang di Bima Sakti secara lebih akurat — sesuatu yang sebelumnya belum berhasil dilakukan.
Ini juga penting dalam memahami bintang yang memiliki planet, karena karakteristik bintang sangat berpengaruh pada kemungkinan kehidupan di planet-planet tersebut.
Prof. Stello menambahkan tanda frekuensi juga penting untuk memodelkan masa depan matahari.
“Studi ini memungkinkan kita menyelami fisika fundamental yang terjadi di dalam bintang, bahkan di kondisi ekstrem,” katanya.
“Kami masih berusaha memahami ini. Penting untuk membangun model evolusi yang bisa dipercaya, agar kita bisa memprediksi bukan hanya evolusi matahari, tapi juga bintang lain.”
Apa selanjutnya?
Dr Reyes mengatakan hasil yang mereka temukan tidak terduga. “Kami menemukan sesuatu yang baru lewat tanda frekuensi ini,” ujarnya.
Ia mengatakan selama ini kita sudah mengumpulkan banyak data dari pengamatan bintang dan Bima Sakti selama bertahun-tahun. “Langkah selanjutnya adalah kembali ke data tersebut,” katanya. “Untuk mencari frekuensi-frekuensi ini yang sebelumnya tidak pernah diperhatikan.” (Science Daily/Z-2)
