Nova dalam bahasa latin artinya bintang baru. Ini merupakan sebuah ledakan bintang yang terjadi akibat adanya interaksi dua sistem bintang ganda. Dalam astronomi, bintang memiliki banyak tipe, salah satunya adalah bintang ganda. Bintang ganda adalah dua buah bintang yang saling berinteraksi karena adanya gravitasi dari kedua bintang. Kedua bintang ini tidak bertubrukan dan tidak juga saling menjauh. Nova merupakan ledakan bintang yang terjadi di katai putih dengan terang maksimum -1,1 magnitudo dan minimum hanya 10.5 magnitudo.
Teori menyatakan kalau peristiwa nova terjadi sebagai akibat dari bintang yang kembali menyala setelah tidur panjang, Nova diperkirakan terjadi di permukaan bintang katai putih yang berada di dalam sistem bintang ganda berdekatan. Pasangannya adalah bintang raksasa merah yang jejarinya mengembang sedemikian besar hingga terjadi aliran materi ke katai putih pasangannya. Materi yang masih kaya hidrogen itu mencapai permukaan katai putih yang sangat panas maka dipiculah sebuah ledakan di permukaan bintang yang tiba-tiba cerlang. Itulah mengapapara astronom jaman dahulu mengatakan bintang yang tiba-tiba cerlang disebut bintang baru.
Ini proses terjadinya nova.
Nova terakhir yang dapat diamati manusia di bumi adalah nova delphini yang terjadi di konstelasi (rasi bintang) DelphinusSupernova
Jika ditilik dari namanya, supernova merupakan peristiwa ledakan bintang yang terjadi lebih besar dari nova. Apakah proses terjadinya supernova sama dengan nova? Jawabnya bisa iya, bisa tidak. Loh?
Supernova milyaran kali lebih terang dari nova dan dikenal sebagai salah stau cara bintang mengakhiri hidupnya. Peningkatan kuat cahayanya kira-kira 8 kali lebih besar dari nova. Supernova sebagai peristiwa ledakan bintang memiliki 2 tipe yang salah satunya mirip nova yang melibatkan bintang katai putih. Kecerlangan supernova bisa 8 magnitudo lebih besar dari nova. Kedua tipe supernova itu adalah:
Tipe Ia : Ledakan yang terjadi pada sistem bintang ganda dimana bintang katai putih mengakresi materi dari bintang pasangannya. Para astronom sendiri masih memperdebatkan bintang pasangan seperti apa dari katai putih yang bisa menciptakan ledakan bintang tipe Ia. Tapi, berdasarkan teori, bintang pasangannya ini bisa memberi massa yang cukup besar bagi bintang katai putih sehingga inti bintang katai putih mencapai kerapatan kritisnya. Akibatnya terjadi pembakaran karbon dan oksigen yang tidak terkontrol sehingga memicu bintang meledak.
Tipe II : Supernova tipe II merupakan ledakan yang terjadi di akhir kehidupan bintang masif (5 – 10 massa Matahari), ketika bintang kehabisan bahan bakar untuk melakukan pembakaran di inti bintang. Jika inti bintang cukup masif maka akan terjadi keruntuhan inti bintang yang memicu terjadinya ledakan supernova. Super nova tipe ini memungkinkan terbentuknya lubang hitam.
Hipernova
Apa itu hipernova? Hipernova adalah peristiwa ledakan bintang yang terjadi ratusan kali lebih cerlang dibandingkan supernova. Wow!
Menurut situs langitselatan.com hipernova mengacu pada kerutuhan inti bintang masif yang massanya lebih dari 30 massa Matahari dan ada teori yang menyatakan lebih dari 100 massa Matahari. Ledakan bintang masif tersebut akan langsung dikelompokkan sebagai hipernova tanpa melihat apakah kecerlangannya lebih cerlang dari supernova pada umumnya atau tidak. Meskipun dalam kenyataan, ketika hipernova terjadi kecerlangannya lebih cerlang dari supernova dan menghasilkan energi 100 kali lebih besar dari supernova.
Teori hipernova mengemukakan beberapa kemungkinan. Yang pertama, hipernova merupakan ledakan bintang yang sangat masif yang berputar sangat cepat dan memiliki medan magnet yang juga sangat besar. Penjelasan lain menyatakan hipernova terjadi katika salah satu bintang dalam bintang ganda bertabrakan dan bergabung dengan bintang pasangannya.
Meskipun belum dapat dipastikan proses mana yang tepat namun yang bisa dipastikan, yang bisa diketahui hanyalah terbentuknya lubang hitam dan pelepasan energi dalam jumlah besar dalam bentuk sinar gamma.
Sinar gamma merupakan bentuk cahaya yang sangat energetik aka kuat yang memiliki energi 10000 – 10 juta lebih banyak dari cahaya yang dilihat mata. Karena itu hipernova saat ini diasosiasikan dengan gamma-ray burst (GRB) yang memancarkan radiasi elektromagnetik sangat kuat dengan total energi jauh lebih besar dari supernova. GRB durasi panjang memiliki jet atau ledakan dasyat yang melesat ke angkasa, dari kutub piringan akresi sementara yang terbentuk di sekeliling lubang hitam di jantung inti bintang yang runtuh. GRB durasi pendek yang juga menciptakan jet diyakini merupakan hasil gabungan dua bintang netron atau bergabungnya bintang netron dan lubang hitam. Secara intrinsik GRB ini jauh lebih cerlang dari supernova.
Secara singkat, hipernova yang juga disebut collapsar merupakan ledakan sinar gamma yang sangat cerlang yang terjadi dari keruntuhan inti bintang yang sangat masif.
Hipernova sendiri sudah ditemukan jejaknya yakni pada MF83 dan NGC5471B, yang berada di galaksi spiral M101. Selain itu jejak hipernova juga ditemukan pada tahun 2002 di M74 ketika salah satu bintang masif meledak. Ledakan sinar gamma. GRB 030329, yang dilihat pada tahun 2003 juga diketahui memiliki spektrum yang cocok dengan ciri-ciri hipernova. GRB yang terjadi pada jarak 2.6 milyar tahun cahaya tersebut terjadi di area Rasi Leo dan diamati oleh High Energy Transient Explorer (HETE-II) milik NASA.
Salah satu bintang yang diduga akan berakhir sebagai hipernova di masa depan adalah bintang Eta Carina di rasi Carina.Lubang Hitam
Setiap objek yang punya massa di alam semesta akan punya sebuah besaran bernama kecepatan lepas (escape velocity). Kecepatan lepas adalah kecepatan sebuah objek agar bisa lolos dari tarikan gravitasi sebuah objek. Sebagai contoh, kecepatan lepas dari permukaan Bumi adalah sekitar 40.000 km/jam. Artinya, apabila kita ingin lolos dari tarikan gravitasi Bumi, maka dari permukaan tanah kita harus mampu meloncat dengan kecepatan sebesar 40.000 km/jam.
Bagaimana apabila kecepatan lepas sebuah objek mencapai atau bahkan melebihi kecepatan cahaya? Objek seperti inilah yang kita namakan lubang hitam. Medan gravitasi objek seperti ini sangat ekstrim sehingga untuk bisa lepas dari tarikan gravitasinya kita membutuhkan kecepatan cahaya atau bahkan lebih besar dari kecepatan cahaya untuk bisa keluar dari sana. Karena tidak ada objek yang dapat bergerak melebihi kecepatan cahaya, maka praktis tidak ada partikel apapun yang bisa lolos dari lubang hitam kalau sudah memasuki jarak tertentu dari lubang hitam.
Andaikan kita punya objek dengan massa M, maka kita bisa menghitung jari-jari sebuah bola yang mengungkung massa M tersebut, agar objek tersebut menjadi lubang hitam. Jari-jari ini kita namakan Radius Schwarzschild (yap, cobalah mengucapkan nama ini dalam percobaan pertama), dinamakan menurut fisikawan asal Jerman, Karl Schwarzschild. Dengan demikian, kita juga dapat mendefinisikan lubang hitam sebagai sebuah objek bermassa M yang seluruh massa objek tersebut berada di dalam radius Schwarzschild-nya.
Berapa radius Schwarzschild Bumi, apabila kita ingin mengubah Bumi menjadi sebuah lubang hitam? Kita dapat menghitung bahwa seluruh massa Bumi (Massa Bumi = 5.97 x 1024 kg) harus dipadatkan menjadi bola dengan jari-jari 9 milimeter saja. Ini adalah jari-jari yang hanya sebesar kelereng. Kecil sekali, namun mengandung seluruh massa Bumi.
Apabila misalnya kita ingin menjadikan Matahari sebuah lubang hitam, maka seluruh massa Matahari (Massa Matahari = 2 x 1030 kg) harus dipadatkan ke dalam bola dengan jari-jari 3 kilometer saja. Bola dengan garis tengah 6 kilometer ini, apabila titik pusatnya kita tempatkan di tengah-tengah Lapangan Monas di Jakarta, maka akan mencakup daerah dari Jalan Mangga Besar hingga Taman Suropati. Tidak terlalu besar, namun di dalamnya seluruh massa Matahari. Bayangkan.
Apa yang terjadi apabila sebuah objek berada di sekitar sebuah lubang hitam? Jawabannya adalah: tergantung pada jarak objek tersebut dari lubang hitam. Kita mengamati adanya bintang-bintang yang mengorbit lubang hitam supermasif yang berada di pusat Galaksi kita, dan kita mengamati pula banyak sistem ganda di mana satu pasangannya adalah sebuah lubang hitam dan yang satu lagi adalah bintang normal. Orbit objek-objek ini stabil meskipun mereka mengorbit lubang hitam. Artinya, apabila kita berada pada jarak yang aman maka kita dapat mengorbit sebuah lubang hitam sebagaimana kita mengorbit objek-objek normal lainnya. Jarak aman di mana kita masih dapat mengorbit lubang hitam dalam orbit berbentuk lingkaran adalah 1.5 kali radius Schwarzschild lubang hitam tersebut. Namun, apabila kita berada pada jarak yang sangat dekat dari lubang hitam tersebut, maka kita akan bergerak dalam orbit berbentuk spiral mendekati lubang hitam tersebut, hingga kita mencapai radius Schwarzschild lubang hitam tersebut. Radius Schwarzschild sering disebut juga sebagai “batasan di mana tidak ada jalan untuk kembali” karena pada radius ini, kecepatan lepas akan sama dengan kecepatan cahaya sehingga semua yang masuk akan terperangkap. Batasan tersebut disebut juga sebagai horison peristiwa (atau event horizon dalam Bahasa Inggris) yang berada pada permukaan bola yang jari-jarinya sama dengan radius Schwarzschild.
Dengan demikian Matahari dan Bumi kita tidak akan terpengaruh sama sekali dengan keberadaan lubang supermasif di pusat Galaksi kita. Apabila seandainya Matahari tiba-tiba berubah menjadi lubang hitam tanpa ada perubahan massa (Matahari tidak akan bisa menjadi lubang hitam karena massa Matahari masih terlalu kecil. Dalam proses evolusinya Matahari akan berubah menjadi bintang katai putih), apa yang akan terjadi pada orbit Bumi? Jawabannya: Orbit Bumi tidak akan berubah sama sekali karena massa Matahari tidak berubah. Kita aan tetap melenggang kangkung mengorbit Matahari. Memang suasana akan lebih gelap karena sinar Matahari sudah tidak ada lagi tapi paling tidak kita masih mengorbit Matahari.
Apabila seorang astronot dikirim dari kapsulnya untuk mendekati horison peristiwa (event horizon) yang melingkupi sebuah lubang hitam, maka ia akan mulai dipercepat bergerak menuju ke arah horison peristiwa tersebut. Semakin mendekati horison peristiwa, semakin kecil kemungkinan ia dapat lolos dari lubang hitam. Saat ketika ia memasuki horison peristiwa adalah saat ketika ia tidak dapat lagi kembali. Ada dua efek yang terjadi pada kita dalam perjalanan menuju horison peristiwa ini. Efek pertama adalah terjadinya perubahan jalannya waktu yang dialami si astronot dengan kapsul induknya yang berada jauh dari lubang hitam. Andaikan si astronot kita bekali lampu senter dan kita suruh ia menyinari kapsul induknya dengan seberkas sinar lampu senter setiap satu detik sekali. Kita lalu mengamati dengan aman dari kapsul kita. Semakin si astronot mendekati horison peristiwa, kita mengamati bahwa jeda waktu kita menerima berkas sinar semakin lama dari satu detik, padahal astronot kita terus-menerus menyorotkan sinar lampu setiap satu detik sekali. Sinar lampu senter juga semakin lama semakin kemerahan dan meredup. Pada akhirnya kita tak lagi dapat mengamati berkas sinar dari astronot tersebut. Hal ini karena medan gravitasi yang dilewati astronot kita semakin kuat dan oleh karena itu mendistorsikan kurva ruang-waktu. Distorsi ruang-waktu pada daerah di sekitar horison peristiwa akan membuat jalannya waktu yang diamati si astronot akan berbeda dengan yang kita amati. Ketika sudah mencapai horison peristiwa, seberkas sinar yang dipancarkan dari titik itu akan membutuh waktu tak hingga untuk mencapai kita, dan oleh karena itu tak lagi dapat kita amati. Namun, bagi si astronot waktu akan tetap berjalan seperti biasa…
Efek kedua yang akan dialami si astronot malang kita terjadi karena gaya gravitasi yang mempengaruhi demikian kuatnya, sehingga gaya gravitasi yang ia alami di kaki akan jauh lebih besar daripada yang dialami kepalanya. Akibatnya tubuh si astronot akan memanjang akibat efek ini dan semakin mendekati lubang hitam, efek ini akan semakin menguat hingga akhirnya… yah astronot malang kita akan terobek oleh gravitasi yang demikian hebatnya. Di mana persisnya proses “spagetifikasi” (atau biasa juga disebut efek bakmi) ini bergantung pada massa dari lubang hitam itu sendiri. Pada lubang hitam supermasif, kita dapat memasuki horison peristiwa tanpa mengalami proses spagetifikasi dan akan mengalaminya kemudian saat sudah berada di dalam horison peristiwa. Pada lubang hitam yang lebih kecil, efek bakmi sudah terasa bahkan sebelum kita memasuki horison peristiwa.
Begitu kita masuk ke dalam horison peristiwa, materi penyusun tubuh kita akan menyatu dengan seluruh massa lubang hitam. Dengan demikian, objek apapun yang masuk ke dalam horison peristiwa akan menyatu dengan lubang hitam dan demikian massanya total lubang hitam tersebut akan bertambah.
Bagaimana lubang hitam bisa terbentuk? Lubang hitam seukuran bintang terbentuk ketika sebuah bintang masif (masif di sini maksudnya ia punya massa 25 kali massa Matahari kita atau lebih). Ketika bintang tersebut kehabisan bahan bakar untuk menahan tarikan gravitasinya sendiri, maka bintang masif tersebut akan runtuh ke arah pusatnya. Sebagian dari materi bintang yang tidak ikut membentuk materi bintang akan terlontar kembali ke ruang angkasa dalam wujud ledakan bintang yang dinamakan supernova. Pada akhirnya, lubang hitam yang terbentuk akan memiliki massa beberapa kali massa Matahari kita.
Selain itu kita juga mengenal lubang hitam supermasif. Dari namanya kita bisa mengetahui kalau lubang hitam yang satu ini sangat masif, punya gaya gravitasi yang sangat kuat, dan biasanya hidup di pusat galaksi. Bagaimana sebuah lubang hitam supermasif bisa terbentuk? Berbeda dengan lubang hitam yang massanya kecil, pembentukan dan evolusi lubang hitam supermasif masih menjadi misteri yang terus dicari jawabannya.
Ada beberapa teori yang dikembangkan untuk menjelaskan pembentukan lubang hitam supermasif. Salah satunya adalah bahwa lubang hitam supermasif terbentuk dari lubang hitam generasi awal yang kemudian bertumbuh menjadi besar setelah melahap bintang dan gas yang ada di sekelilingnya. Perlu diingat, persediaan materi di daerah pusat galaksi sangatlah banyak sehingga dapat membantu pertumbuhan lubang hitam yang terbentuk tersebut. Skenario lainnya, lubang hitam supermasif juga bisa terbentuk dari penggabungan lubang hitam yang menjadi inti galaksi-galaksi kecil saat galaksi-galaksi tersebut saling bertabrakan. Hal ini jamak terjadi di masa lalu alam semesta ketika ukuran alam semesta lebih kecil dari sekarang dan interaksi antargalaksi lebih sering terjadi.
Bagaimana kita mengamati keberadaan lubang hitam? Secara definisi lubang hitam tidak memancarkan sinar apa-apa, dan oleh karena seharusnya tidak bisa diamati. Akan tetapi, sebuah lubang hitam juga memiliki gaya gravitasi dan oleh karena itu ia dapat berinteraksi dengan objek-objek di sekitarnya. Astronom banyak mengamati suatu sistem bintang di mana sebuah bintang nampak mengorbit suatu pasangan yang tak terlihat. Bisa jadi ini adalah sebuah lubang hitam, namun bisa jadi pula ini adalah sebuah bintang yang terlalu redup untuk dapat diamati. Di antara sistem-sistem ini, ada juga sistem yang diamati memancarkan radiasi sinar-X, misalnya adalah sistem yang dinamakan Cygnus X-1. Penjelasan terbaik bagi sistem seperti ini adalah: Materi dari bintang yang nampak sedang ditarik oleh pasangan tak nampak. Materi yang jatuh ke pasangan tak nampak itu kemudian bergerak mendekati dalam orbit spiral, semakin mendekat semakin cepat ia bergerak dan akhirnya menjadi panas dan memancarkan sinar-X. Agar mekanisme ini dapat bekerja, ukuran bintang tak nampak ini harus sangat kecil, paling tidak seukuran bintang katai, bintang neutron, atau sebuah lubang hitam. Dari gerak orbit bintang anggota sistem Cygnus X-1 yang tampak, dapat dihitung bahwa massa pasangannya paling tidak adalah 6 kali massa Matahari kita. Massa ini tentunya lebih besar daripada massa maksimal sebuah bintang katai maupun bintang neutron. Oleh karena itu kemungkinan besar Cygnus X-1 adalah sebuah sistem bintang yang beranggotakan sebuah lubang hitam.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar