Ilmuwan Temukan Alasan Mengapa Bintang Raksasa Merah Tampak Seperti Menari

REPUBLIKA.CO.ID, JAKARTA -- Para ilmuwan akhirnya dapat menjelaskan mengapa beberapa bintang masif tampak menari-nari di langit meskipun bintang itu tidak benar-benar bergerak. Menurut studi baru, bintang-bintang memiliki energi yang luar biasa yang menyebabkan permukaannya bergoyang, sehingga mengubah jumlah cahaya yang mereka keluarkan.

Dilansir dari Space, Rabu (13/7/2022), bintang-bintang penari dikenal sebagai raksasa merah. Ini adalah objek bintang besar yang membengkak dan mendingin saat mendekati akhir hidup atau saat hendak kehabisan bahan bakar. 

Bintang-bintang ini sekitar delapan kali lebih besar dari matahari dan dapat memiliki diameter hingga 700 kali lipat dari matahari. Diameternya setara dengan permukaan matahari yang mencapai luar orbit planet Mars (menelan Merkurius, Venus, Bumi, dan Planet Merah dalam prosesnya). Terlepas dari perawakannya yang sangat besar, raksasa yang sekarat ini bisa sangat sulit untuk ditemukan dengan presisi.

Para astronom biasanya dapat menentukan lokasi bintang yang hampir tepat dengan mengidentifikasi pusat fotonya, atau titik pusat cahaya yang dipancarkannya. Posisi biasanya ditentukan dari pusat massa.

Pada raksasa merah, titik ini tampak bergoyang melintasi bintang, bergerak sedikit dari sisi ke sisi seiring waktu. Gerakan itu membuat sulit untuk menentukan pusat massa bintang. 

Dalam studi baru, para peneliti membandingkan raksasa merah yang menari dengan bintang deret utama yang lebih kecil, atau bintang di bagian stabil dari masa hidup mereka. Para ilmuwan mengamati bintang-bintang di kluster bintang Perseus- sebuah wilayah dengan konsentrasi bintang yang tinggi, terutama raksasa merah, yang terletak sekitar 7.500 tahun cahaya dari tata surya. Ilmuwan mengamati menggunakan data dari observatorium ruang angkasa Gaia Badan Antariksa Eropa (ESA).

“Kami menemukan bahwa ketidakpastian posisi raksasa merah jauh lebih besar daripada bintang lain,” rekan penulis studi Rolf Kudritzki, seorang astronom di University of Hawaii. 

Untuk mengetahui alasan mengapa bintang-bintang begitu bergoyang, tim membuat peta intensitas permukaan raksasa merah. Ilmuwan menghitung pengukuran radiasi dan menggunakan simulasi hidrodinamik untuk menunjukkan perubahan pada kulit 3D bintang.

Peta tersebut mengungkapkan bahwa permukaan raksasa merah sangat dinamis. Bintang ini memiliki struktur gas kental yang membesar dan menyusut seiring waktu,. Bintang memancarkan semburan energi yang lebih intens daripada daerah permukaan lainnya. Struktur singkat namun berintensitas tinggi ini menyala lebih terang daripada permukaan bintang lainnya. Hal ini menyebabkan pusat foto bergeser. 

Ukuran raksasa merah bisa menjelaskan mengapa ini bisa terjadi. Sebagian besar kulit terluar bintang terdiri dari ribuan sel konvektif yang berdekatan.

Sel konvektif adalah kantong gas berputar yang memanjang, terutama hidrogen dan helium, yang mengalirkan gas yang lebih panas dari bagian dalam bintang ke permukaan luarnya di mana bintang mendingin dan tenggelam kembali. Sel konvektif pada raksasa merah agak seperti gelembung di dalam lampu lava.

Namun, karena raksasa merah sangat masif, gravitasi di permukaannya jauh lebih lemah daripada di intinya. Oleh karena itu sel konvektif mereka jauh lebih besar daripada di bintang lain, mengambil antara 20 persen dan 30 persen dari radius substansial raksasa merah, atau antara 40 persen dan 60 persen dari diameternya. 

Sel konvektif yang lebih besar dapat mengangkut lebih banyak gas ke permukaan bintang. Ini menciptakan struktur sangat terang yang bertanggung jawab atas pergeseran pusat foto mereka, menurut penelitian tersebut.

Data tim menunjukkan bahwa struktur permukaan ini dapat berkisar dalam ukuran, yang menentukan berapa lama mereka bertahan. "Struktur terbesar berevolusi dalam rentang waktu berbulan-bulan atau bahkan bertahun-tahun, sementara struktur yang lebih kecil berevolusi selama beberapa minggu," penulis utama studi Andrea Chiavassa, seorang astronom di Lagrange Laboratory di Nice, Prancis, dan Institut Max Planck untuk Astrofisika. MPIA) di Munich.

Para astronom menduga bahwa raksasa merah memainkan peran penting dalam evolusi galaksi. Benda-benda bintang yang sangat besar memuntahkan sejumlah besar gas dan unsur berat yang penting dalam melahirkan bintang dan exoplanet baru.

Struktur permukaan raksasa yang terang dan masif kemungkinan berperan dalam mengeluarkan bahan-bahan vital ini, dan studi masa depan tentang goyangan bintang-bintang dapat membantu menyelesaikan dengan tepat bagaimana hal itu terjadi. Studi ini diterbitkan 6 Mei di jurnal Astronomy and Astrophysics.

Ikuti Whatsapp Channel Republika