BINTANG
Bintang merupakan benda langit yang memancarkan
cahaya.
Terdapat bintang semu dan bintang nyata. Bintang semu adalah bintang
yang tidak menghasilkan cahaya sendiri, tetapi memantulkan cahaya yang
diterima dari bintang lain. Bintang nyata adalah bintang yang
menghasilkan cahaya sendiri. Secara umum sebutan bintang adalah objek
luar angkasa yang menghasilkan cahaya sendiri (bintang nyata).
Sejarah Pengamatan
Bintang-bintang telah menjadi bagian dari setiap kebudayaan. Bintang-bintang digunakan dalam praktik-praktik keagamaan, dalam
navigasi, dan ber
cocok tanam.
Kalender Gregorian, yang digunakan hampir di semua bagian dunia, adalah
kalender Matahari, mendasarkan diri pada posisi
Bumi relatif terhadap bintang terdekat, Matahari.
Astronom-astronom awal seperti
Tycho Brahe berhasil mengenali ‘bintang-bintang baru’ di langit (kemudian dinamakan
novae) menunjukkan bahwa langit tidaklah kekal. Pada 1584
Giordano Bruno
mengusulkan bahwa bintang-bintang sebenarnya adalah Matahari-matahari
lain, dan mungkin saja memiliki planet-planet seperti Bumi di dalam
orbitnya,
[1] ide yang telah diusulkan sebelumnya oleh filsuf-filsuf
Yunani kuno seperti
Democritus dan
Epicurus.
[2]
Pada abad berikutnya, ide bahwa bintang adalah Matahari yang jauh
mencapai konsensus di antara para astronom. Untuk menjelaskan mengapa
bintang-bintang ini tidak memberikan tarikan gravitasi pada tata surya,
Isaac Newton mengusulkan bahwa bintang-bintang terdistribusi secara merata di seluruh langit, sebuah ide yang berasal dari teolog
Richard Bentley.
[3]
William Herschel
adalah astronom pertama yang mencoba menentukan distribusi bintang di
langit. Selama 1780an ia melakukan pencacahan di sekitar 600 daerah
langit berbeda. Ia kemudian menyimpulkan bahwa jumlah bintang bertambah
secara tetap ke suatu arah langit, yakni pusat
galaksi Bima Sakti. Putranya
John Herschel mengulangi pekerjaan yang sama di hemisfer langit sebelah selatan dan menemukan hasil yang sama.
[4]
Selain itu William Herschel juga menemukan bahwa beberapa pasangan
bintang bukanlah bintang-bintang yang secara kebetulan berada dalam satu
arah garis pandang, melainkan mereka memang secara fisik berpasangan
membentuk sistem
bintang ganda.
Radiasi
Banyaknya radiasi elektromagnetik yang dipancarkan oleh bintang dipengaruhi terutama oleh luas permukaan,
suhu dan komposisi
kimia dari bagian luar (
fotosfer)
bintang tersebut. Pada akhirnya kita dapat menduga kondisi di bagian
dalam bintang, karena apa yang terjadi di permukaan pastilah sangat
dipengaruhi oleh bagian yang lebih dalam.
Dengan menelaah
spektrum bintang, astronom dapat menentukan temperatur permukaan,
gravitasi permukaan,
metalisitas, dan
kecepatan rotasi dari sebuah bintang. Jika jarak bisa ditentukan, misal dengan metode
paralaks, maka luminositas bintang dapat diturunkan. Massa,
radius,
gravitasi permukaan, dan periode rotasi kemudian dapat diperkirakan
dari pemodelan. Massa bintang dapat juga diukur secara langsung untuk
bintang-bintang yang berada dalam sistem
bintang ganda atau melalui metode
mikrolensing. Pada akhirnya astronom dapat memperkirakan umur sebuah bintang dari parameter-parameter di atas.
Fluks pancaran
Luminositas
Di dalam astronomi,
luminositas adalah jumlah
cahaya
atau energi yang dipancarkan oleh sebuah bintang ke segala arah per
satuan waktu. Biasanya satuan luminositas dinyatakan dalam watt (
satuan internasional), erg per detik (satuan cgs) atau luminositas Matahari. Dengan menganggap bahwa bintang adalah sebuah
benda hitam sempurna, maka luminositasnya adalah,

Jika jarak bintang dapat diketahui, misalnya dengan menggunakan
metode paralaks, luminositas sebuah bintang dapat ditentukan melalui
hubungan

dengan E adalah fluks pancaran, L adalah luminositas dan d adalah jarak bintang ke pengamat.
Magnitudo
Secara tradisi kecerahan bintang dinyatakan dalam satuan magnitudo.
Kecerahan bintang yang kita amati, baik menggunakan mata bugil maupun
teleskop, dinyatakan oleh
magnitudo tampak (
m)
atau magnitudo semu. Secara tradisi magnitudo semu bintang yang dapat
dilihat oleh mata bugil dibagi dari 1 hingga 6, di mana satu ialah
bintang paling cerah, dan 6 sebagai bintang paling redup. Terdapat juga
kecerahan yang diukur secara mutlak, yang menyatakan kecerahan bintang
sebenarnya. Kecerahan ini dikenal sebagai
magnitudo mutlak (
M),
dan terentang antara +26.0 sampai -26.5. Magnitudo adalah besaran lain
dalam menyatakan fluks pancaran, yang terhubungkan melalui persamaan,

dimana m adalah magnitudo semu dan E adalah fluks pancaran.
Satuan pengukuran
Kebanyakan parameter-parameter bintang dinyatakan dalam
satuan SI, tetapi
satuan cgs kadang-kadang digunakan (misalnya luminositas dinyatakan dalam satuan
erg
per detik). Penggunaan satuan cgs lebih bersifat tradisi daripada
sebuah konvensi. Seringkali pula massa, luminositas dan jari-jari
bintang dinyatakan dalam satuan Matahari, mengingat Matahari adalah
bintang yang paling banyak dipelajari dan diketahui parameter-parameter
fisisnya. Untuk Matahari, parameter-parameter berikut diketahui:
-
Skala panjang seperti
setengah sumbu besar dari sebuah orbit sistem bintang ganda seringkali dinyatakan dalam
satuan astronomi (
AU = astronomical unit), yaitu jarak rata-rata antara Bumi dan Matahari.
Klasifikasi
Berdasarkan
spektrumnya, bintang dibagi ke dalam 7 kelas utama yang dinyatakan dengan huruf O, B, A, F, G, K, M yang juga menunjukkan urutan
suhu,
warna dan komposisi-kimianya. Klasifikasi ini dikembangkan oleh
Observatorium Universitas Harvard dan
Annie Jump Cannon pada tahun
1920an dan dikenal sebagai sistem klasifikasi
Harvard. Untuk mengingat urutan penggolongan ini biasanya digunakan kalimat "
Oh Be A Fine Girl Kiss Me". Dengan kualitas
spektrogram
yang lebih baik memungkinkan penggolongan ke dalam 10 sub-kelas yang
diindikasikan oleh sebuah bilangan (0 hingga 9) yang mengikuti huruf.
Sudah menjadi kebiasaan untuk menyebut bintang-bintang di awal urutan
sebagai bintang tipe awal dan yang di akhir urutan sebagai bintang tipe
akhir. Jadi, bintang A0 bertipe lebih awal daripada F5, dan K0 lebih
awal daripada K5.
- 0 Maha maha raksasa
- I Maharaksasa
- II Raksasa-raksasa terang
- III Raksasa
- IV Sub-raksasa
- V deret utama (katai)
- VI sub-katai
- VII katai putih
Umumnya kelas bintang dinyatakan dengan dua sistem pengklasifikasian di atas.
Matahari kita misalnya, adalah sebuah bintang dengan kelas
G2V, berwarna kuning, bersuhu dan berukuran sedang.
Diagram Hertzsprung-Russell adalah diagram hubungan antara
luminositas
dan kelas spektrum (suhu permukaan) bintang. Diagram ini adalah diagram
paling penting bagi para astronom dalam usaha mempelajari evolusi
bintang.
Penampakan dan Distribusi
Karena jaraknya yang sangat jauh, semua bintang (kecuali
Matahari) hanya tampak sebagai titik saja yang berkelap-kelip karena efek turbulensi atmosfer Bumi.
Diameter sudut bintang bernilai sangat kecil ketika diamati menggunakan
teleskop optik landas Bumi, hingga diperlukan teleskop
interferometer untuk dapat memperoleh citranya. Bintang dengan ukuran diameter sudut terbesar setelah Matahari adalah
R Doradus, dengan 0,057
detik busur.
Telah lama dikira bahwa kebanyakan bintang berada pada sistem
bintang ganda
atau sistem multi bintang. Kenyataan ini hanya benar untuk
bintang-bintang masif kelas O dan B, dimana 80% populasinya dipercaya
berada dalam suatu sistem bintang ganda atau pun multi bintang. Semakin
redup bintang, semakin besar kemungkinannya dijumpai sebagai sistem
tunggal. Dijumpai hanya 25%
populasi katai merah yang berada dalam sebuah sistem bintang ganda atau sistem multi bintang. Karena 85% populasi bintang di
galaksi Bimasakti adalah
katai merah, maka tampaknya kebanyakan bintang di dalam
Bimasakti berada pada sistem bintang tunggal.
Sistem yang lebih besar yang disebut
gugus bintang juga dijumpai. Bintang-bintang tidak tersebar secara merata mengisi seluruh ruang
alam semesta, tetapi terkelompokkan ke dalam
galaksi-galaksi bersama-sama dengan gas antarbintang dan debu. Sebuah galasi tipikal mengandung ratusan
miliar bintang, dan terdapat lebih dari 100
miliar galaksi di seluruh
alam semesta teramati.
[7]
Astronom memperkirakan terdapat 70
sekstiliun (7×10
22) bintang di seluruh alam semesta yang teramati
[8]. Ini berarti 70 000 000 000 000 000 000 000 bintang, atau 230
miliar kali banyaknya bintang di galaksi Bimasakti yang berjumlah sekitar 300 miliar.
Bintang terdekat dengan Matahari adalah
Proxima Centauri, berjarak 39.9 triliun (10
12) kilometer, atau 4.2
tahun cahaya.
Cahaya dari Proxima Centauri memakan waktu 4.2 tahun untuk mencapai
Bumi. Jarak ini adalah jarak antar bintang tipikal di dalam sebuah
piringan galaksi. Bintang-bintang dapat berada pada jarak yang lebih
dekat satu sama lain di daerah sekitar pusat galasi dan di dalam
gugus bola, atau pada jarak yang lebih jauh di halo galaksi.
Karena kerapatan yang rendah di dalam sebuah galaksi, tumbukan antar
bintang jarang terjadi. Namun di daerah yang sangat padat seperti di
inti sebuah
gugus bintang atau lingkungan sekitar pusat galaksi, tumbukan dapat sering terjadi
[9] . Tumbukan seperti ini dapat menghasilkan pengembara-
pengembara biru yaitu sebuah bintang abnormal hasil penggabungan yang memiliki temperatur permukaan yang lebih tinggi dibandingkan bintang
deret utama lainnya di sebuah
gugus bintang dengan
luminositas yang sama. Istilah pengembara merujuk pada jejak evolusi yang berbeda dengan bintang normal lainnya pada
diagram Hertzsprung-Russel.
Evolusi
Struktur, evolusi, dan nasib akhir sebuah bintang sangat dipengaruhi
oleh massanya. Selain itu, komposisi kimia juga ikut mengambil peran
dalam skala yang lebih kecil.
Terbentuknya bintang
Gravitasi
mengambil peranan sangat penting dalam proses pembentukan bintang.
Pembentukan bintang dimulai dengan ketidakstabilan gravitasi di dalam
awan molekul yang dapat memiliki massa ribuan kali Matahari.
Ketidakstabilan ini seringkali dipicu oleh gelombang kejut dari
supernova atau tumbukan antara dua
galaksi. Sekali sebuah wilayah mencapai
kerapatan materi yang cukup memenuhi syarat terjadinya
instabilitas Jeans, awan tersebut mulai runtuh di bawah gaya gravitasinya sendiri.
Berdasarkan syarat instabilitas Jeans, bintang tidak terbentuk
sendiri-sendiri, melainkan dalam kelompok yang berasal dari suatu
keruntuhan di suatu awan molekul yang besar, kemudian terpecah menjadi
konglomerasi individual. Hal ini didukung oleh pengamatan dimana banyak
bintang berusia sama tergabung dalam gugus atau asosiasi bintang.
Begitu awan runtuh, akan terjadi konglomerasi individual dari debu dan gas yang padat yang disebut sebagai
globula Bok.
Globula Bok ini dapat memiliki massa hingga 50 kali Matahari. Runtuhnya
globula membuat bertambahnya kerapatan. Pada proses ini energi
gravitasi diubah menjadi energi panas sehingga temperatur meningkat.
Ketika awan protobintang ini mencapai
kesetimbangan hidrostatik, sebuah
protobintang akan terbentuk di intinya.
Bintang pra deret utama ini seringkali dikelilingi oleh
piringan protoplanet.
Pengerutan atau keruntuhan awan molekul ini memakan waktu hingga
puluhan juta tahun. Ketika peningkatan temperatur di inti protobintang
mencapai kisaran 10 juta kelvin, hidrogen di inti 'terbakar' menjadi
helium dalam suatu reaksi termonuklir. Reaksi nuklir di dalam inti
bintang menyuplai cukup energi untuk mempertahankan tekanan di pusat
sehingga proses pengerutan berhenti. Protobintang kini memulai kehidupan
baru sebagai bintang
deret utama.
Deret Utama
Bintang menghabiskan sekitar 90% umurnya untuk membakar hidrogen
dalam reaksi fusi yang menghasilkan helium dengan temperatur dan tekanan
yang sangat tinggi di intinya. Pada fase ini bintang dikatakan berada
dalam
deret utama dan disebut sebagai bintang katai.
Akhir sebuah bintang