Kali ini bikerzone11 akan membahas bintang pulsar dan neutron. Sebuah benda angkasa yang aneh kecil tapi sangat padat dan mempunyai medan magnet terkuat dialam semesta.
Bintang bintang mempunyai ukuran bervariasi dari yang super raksasa berdiameter 2000 kali matahari sampai sangat kecil seperti bintang neutron hanya seukuran kota dibumi. Namun massa dan gravitasinya melebihi matahari. Kita akan bahas dibawah ini.
Sejarah Penemuan istilah Pulsar
Pada pertemuan American Physical Society pada bulan Desember 1933 (prosiding diterbitkan pada bulan Januari 1934), Walter Baade dan Fritz Zwicky mengusulkan keberadaan bintang neutron, kurang dari dua tahun setelah penemuan neutron oleh James Chadwick. Dalam mencari penjelasan tentang asal mula supernova, mereka secara tentatif mengusulkan bahwa dalam ledakan supernova, bintang biasa berubah menjadi bintang yang terdiri dari neutron yang sangat rapat yang mereka sebut bintang neutron. Baade dan Zwicky dengan tepat mengusulkan pada saat itu terjadi pelepasan energi pengikat gravitasi bintang neutron yang mengendalikan supernova:
"Dalam proses supernova, massa dalam jumlah besar dimusnahkan". Bintang neutron dianggap terlalu redup untuk dapat dideteksi dan hanya sedikit tampak yang dilakukan pada mereka sampai November 1967, ketika Franco Pacini menunjukkan bahwa bintang neutron berputar dan memiliki medan magnet yang besar, maka akan memancarkan gelombang elektromagnetik. Tanpa sepengetahuannya, astronom radio Antony Hewish dan asisten penelitinya Jocelyn Bell di Cambridge segera mendeteksi pulsa radio dari bintang yang sekarang diyakini memiliki medan magnet tinggi, bintang neutron yang berputar cepat, yang dikenal sebagai pulsar.
Saat ini, ada sekitar 2.000 bintang neutron yang diketahui di Bima Sakti dan Awan Magellan, yang sebagian besar telah terdeteksi sebagai pulsar radio. Sebagian besar Bintang neutron yang ditemukan terkonsentrasi di sepanjang piringan Bima Sakti, meskipun penyebaran tegak lurus piringan besar karena proses ledakan supernova dapat memberikan kecepatan translasi yang tinggi (400 km/s) ke bintang neutron yang baru terbentuk.
Apa itu Bintang Neutron dan Pulsar
Bintang neutron adalah sisa dari ledakan supernova, menyisakan inti bintang yang sangat padat. Sedangkan Pulsar adalah bintang Neutron yang berputar cepat menghasilkan energi elektromagnetik sangat kuat sehingga terdeteksi dari bumi meski sangat jauh. Pulsa adalah gelombang radio sedangkan pulsar adalah penghasil gelombang radio itulah asal kata pulsar tapi bukan pulsa seluler itu beda lagi. Sedangkan magnetar adalah bintang dengan medan magnet lebih kuat dan lebih cepat rotasinya daripada pulsar.
Denyut pulsar berasal dari kerucut cahaya di kedua kutub magnetik bintang neutron yang berputar oleh rotasi. Karena sumbu rotasi dan sumbu kutub magnetik pulsar tidak saling berhimpit maka pada suatu waktu kerucut cahaya akan mengarah ke Bumi sehingga sinyal teramati sebagai denyutan. Pada waktu lain kerucut cahaya tidak mengarah ke Bumi sehingga denyutan menghilang.
Pulsar paling terkenal adalah pulsar yang berada di tengah nebula kepiting. Nebula kepiting merupakan sisa ledakan supernova yang terjadi 1000 tahun lampau. Penemuan Astronom cina mengamati supernova ini pada tahun 1056 sebagai titik cahaya yang sangat terang dan bisa diamati di siang hari. Keberadaan sisa ledakan supernova dan pulsar di tengahnya menjadi mata rantai penting dalam teori evolusi bintang. Dikenal sebagai crab pulsar dan crab nebula, yaitu nebula dengan pulsar ada ditengah2nya sisa ledakan supernova hampir 1000 tahun silam.
Asal Mula Bintang Neutron dan pulsar
ukuran bintang neutron sekitar 20-25 km saja seukuran kota, bahkan lebih kecil dari asteroid diantara orbit mars jupiter diatas 100 km diameter
bintang neutron juga memulai hidupnya dengan bintang normal yang dengan membakar hidrogen menjadi helium sebelum berevolusi jadi bintang raksasa merah yang membakar helium menjadi unsur berat saat hidrogen di pusat telah habis. Ketika bintang bermassa besar telah selesai melakukan pembakaran helium maka terjadi tahap berikutnya yakni pembakaran karbon di pusat bintang. Karena pembakaran karbon terjadi sebelum materi terdegenerasi, maka reaksi pembakaran karbon berlangsung stabil dan menghasilkan inti besi. Jika pembakaran karbon terjadi setelah materi terdegenerasi, maka reaksi pembakaran akan sangat eksplosif dan bintang pun langsung meledak. Terjadilah supernova
Pembakaran karbon pada bintang masif yang lebih besar dari 10 massa Matahari terjadi saat materi belum terdegenerasi. Setelah inti besi terbentuk di pusat, temperatur dan tekanan yang sangat tinggi menyebabkan inti besi terurai menjadi inti helium yang justru menyerap energi. Akibatnya, tekanan di pusat turun, pusat bintang mengalami keruntuhan menjadi benda yang sangat padat sedangkan bagian terluarnya justru terlontar dengan kecepatan tinggi. Sedangkan intinya bisa berubah jadi pulsar ataupun lubang hitam. Dulu disebut sebagai bintang hantu sebelum ahirnya muncul istilah blackhole.
Penjelasannya terbentuknya pulsar adalah sebagai berikut;
Ada banyak bintang katai putih dialam semesta itu juga merupakan sisa masa hidup bintang, bintang dengan massa dibawah 1,4 kali matahari akan mengembang ratusan kali lebih besar sehingga menelan orbit bumi dan mars jika itu terjadi pada matahari kita miliaran tahun masa depan. Kemudian runtuh dan menjadi mampat padat seukuran bumi dan mars cahayanya sudah tidak seterang dulu lagi namun bisa bersinar lebih lama. Lama kelamaan dia akan menjadi katai hitam namun memerlukan waktu 10 miliar tahun lagi, atau total 20 miliar tahun umur bintang, seperti matahari lahir normal kemudian menjadi katai hitam matahari memerlukan waktu 20 miliar tahun. umur matahari sekarang sekitar 4,8 miliar tahun masih lama untuk berevolusi.
Bintang-bintang yang mengalami keruntuhan gravitasi dengan massa melebihi batas massa Chandrasekhar akan berubah menjadi bintang neutron. Landau dan Zwicky sebagai astronom pertama yang memprediksi keberadaan bintang yang sangat mampat ini. Mereka mengatakan bintang neutron berasal dari pusat dari sebuah bintang yang mengalami supernova. Dengan massa yang melebihi 1.4 kali massa Matahari maka elektron terdegenerasi tidak sanggup lagi menyokong tekanan gravitasi. Akibatnya keruntuhan terus berlanjut hingga kerapatan pusat bintang menjadi 10^17 kg/m kubik, batas tekanan di mana elektron dan proton pada inti atom menyatu membentuk neutron.
Bintang neutron yang memiliki diameter 10 hingga 15 km, dengan medan magnet yang sangat kuat mencapai 10^38 tesla dan berotasi sangat cepat dipercaya menjadi penjelasan untuk objek bernama pulsar. Pulsar pertama kali diamati pada gelombang radio oleh Jocelyn Bell pada tahun 1967 sebagai sinyal periodik setiap 1.33 detik. Atas penemuan inilah pulsar mendapatkan namanya yang merupakan singkatan dari pulsating radio sources atau sumber radio berdenyut. Dengan semakin banyaknya pengamatan terdapat bukti denyutan pulsar terjadi pada panjang gelombang sinar-x dan radio.
Bintang neutron yang memiliki diameter 10 hingga 15 km, dengan medan magnet yang sangat kuat mencapai 10^38 tesla dan berotasi sangat cepat dipercaya menjadi penjelasan untuk objek bernama pulsar. Pulsar pertama kali diamati pada gelombang radio oleh Jocelyn Bell pada tahun 1967 sebagai sinyal periodik setiap 1.33 detik. Atas penemuan inilah pulsar mendapatkan namanya yang merupakan singkatan dari pulsating radio sources atau sumber radio berdenyut. Dengan semakin banyaknya pengamatan terdapat bukti denyutan pulsar terjadi pada panjang gelombang sinar-x dan radio.
Massa Bintang Neutron
Untuk bintang semasif Matahari yakni 1,4 massa Matahari, ukurannya adalah antara 20-25 km Bayangkan, bintang yang ukurannya cuma 20 km dengan massa 2,7 x 10 pangkat 30 kg atau 2.700.000.000.000.000.000.000.000.000.000 kg. (2,7 juta triliun triliun kg), satu sendok teh massa bintang neutron mempunyai massa 10 miliar ton atau sama dengan 10 miliar mobil sedan yang ditumpuk menjadi satu. rata rata berat mobil 1 ton.
Katai Putih
Bintang katai putih tak lepas dari siklus bintang neutron kita juga akan membahasnya disini. Katai putih, juga disebut katai degenerasi, adalah bintang kecil yang sudah tidak lagi bersinar. Katai putih adalah tahap evolusi terakhir bintang bermassa kecil dan menengah (sekitar 0,07 -10 kali masa matahari). Katai putih sangat padat dengan batas 1,4 massa matahari Ambang batas massa ini disebut “Chandrasekhar Limit”, diambil dari nama seorang astronom India yang menghitungnya pada tahun 1930, Sebagian besar bintang katai putih ditemukan memiliki massa sekitar 60 persen massa Matahari.
Bintang katai putih tak lepas dari siklus bintang neutron kita juga akan membahasnya disini. Katai putih, juga disebut katai degenerasi, adalah bintang kecil yang sudah tidak lagi bersinar. Katai putih adalah tahap evolusi terakhir bintang bermassa kecil dan menengah (sekitar 0,07 -10 kali masa matahari). Katai putih sangat padat dengan batas 1,4 massa matahari Ambang batas massa ini disebut “Chandrasekhar Limit”, diambil dari nama seorang astronom India yang menghitungnya pada tahun 1930, Sebagian besar bintang katai putih ditemukan memiliki massa sekitar 60 persen massa Matahari.
Kepadatan Massa Inti bintang diatas 1,4 massa matahari akan menjadi bintang neutron atau lubang hitam seperti kita jelaskan diatas. Namun dibawah 1,4 massa matahari tidak akan meledak namun mengerut atau runtuh menjadi bintang padat katai putih ukuran tidak se ekstrem bintang neutron namun seukuran planet bumi. Tidak sampai meledak menjadi supernova karena inti bintang masih mampu menahan gravitasi keruntuhan tersebut.
Namun, karena ukurannya hanya sebesar planet Bumi, secara umum massa jenis (kepadatan) katai putih bisa mencapai 1 juta kali lebih tinggi daripada Matahari ,katai putih terdiri dari materi terdegenerasi. Katai putih tidak lagi memiliki bahan bakar berupa hidrogen untuk melakukan fusi, bintang melakukan fusi dan menghasilkan energi serta tekanan yang menuju keluar inti, hal ini diseimbangkan oleh energi gravitasi yang menuju ke dalam. Akan tetapi, katai putih tidak lagi melakukan fusi sehingga semua materinya tertarik menuju inti sehingga katai putih menjadi sangat padat.
Hal yang sama juga dialami bintang bermassa besar tapi gaya gravitasinya jauh lebih kuat sehingga tarikan ke inti menjadi lebih dahsyat dan akhirnya meledak membentuk lubang hitam atau bintang neutron. Katai putih tidak mempunyai sumber energi sehingga lama kelamaan katai putih akan mendingin sampai tidak memiliki cahaya lagi untuk dipancarkan tetapi itu sangat lama karena katai putih berumur sampai 10 miliar lebih lama dari alam semesta ini, katai putih berubah menjadi katai hitam(hipotesis). Waktu yang diperlukan untuk menjadi katai hitam diperkirakan lebih lama dari usia alam semesta saat ini (13,8 miliar tahun), karena itulah ilmuwan percaya belum ada katai hitam yang tercipta. Matahari kita akan menjadi Katai putih ini sekitar 6 miliar tahun mendatang. dan 16 Miliar lagi untuk menjadi bintang black dwarf atau katai hitam.
Kemungkinan juga jupiter atau saturnus adalah salah satu contoh planet gambaran akhir dari katai hitam karena isinya hanya debu dan gas tidak padat seperti bumi dan planet dalam lainnya. Hanya saja bedanya karena massa yang terlalu kecil untuk menjadi bintang akhirnya mendingin menjadi sebuah planet raksasa. Jika saja jupiter punya masa seukuran matahari tentu dia akan jadi bintang juga pendamping matahari.
Namun karena massa katai hitam yang sangat padat sejuta kali kepadatan matahari siklus akhirnya kita belum tahu apakah dia akan jadi planet gas ataukah planet padat seperti bumi atau benda lain yang tidak dikategorikan planet maupun bintang. Penemuan saat ini belum sejauh itu
Magnetar
Pulsar dan magnetar hampir sama bedanya hanya punya kepadatan dan medan magnet lebih besar. Magnetar merupakan bintang neutron yang super padat dan mempunyai medan magnet lebih massive dari bintang neutron atau pulsar. Bintang ini memiliki 50 kali lebih padat daripada Matahari, tapi ukuran diameternya hanya 20-25 kilometer, Kemungkinan juga magnetar adalah hasil supernova massive yang kuat menahan gravitasi sehingga gagal menjadi lubang hitam. Karena amat padat, pusarannya juga sangat kuat serta memancarkan elektromagnetik sangat kuat makanya diberi julukan magnetar merupakan jenis lain dari varian bintang neutron.
Bintang Quark
Bintang quark / bintang strange belum ditemukan secara langsung masih sebatas hipotesis, mempunyai diameter lebih kecil dari bintang neutron mungkin antara 10-15 km tapi jauh lebih padat dari bintang neutron. ada juga bintang preon yang bisa berdiameter kurang dari 10 km saja, jauh lebih padat lagi daripada magnetar maupun quark. tapi sekali lagi quark dan preon masih berupa teori hipotesis karena tak mungkin mengamati benda yang hanya berukuran 10 km (sebesar gunung dibumi dari jarak ratusan tahun cahaya.
menurut pakar bintang quark merupakan produk baru hasil ledakan bintang neutron yang tidak setabil sehingga terpecah lagi lalu intinya menjadi lebih mampat tapi lebih kecil ukurannya. Supernova bintang neutron ga kalah massive dari supernova bintang normal bisa 100 kali kecerlangan supernova biasa.
Kita ketahui bahwa bintang neutron adalah seluruh materinya terdiri dari satu atom neutron. Bisa ini adalah bentuk atom raksasa dialam semesta. Karena bintang ini memang hanya terdiri satu atom neutron. bintang quark materi atom penyusunnya lebih aneh dari neutron makanya disebut bintang aneh (strange). Jenis materi lain yang tidak dapat dijelaskan seperti elektron, proton, neutron.
Bisa dibilang juga materi quark adalah perbatasan antara materi bintang neutron dan materi penyusun lubang hitam, kita ketahui bahwa lubang hitam itu tidak benar benar hitam, dia hanya menyerap cahaya sehingga kelihatan hitam sebenarnya bercahaya tapi cahaya tak bisa keluar karena terlalu besar gravitasinya, cahaya saja ga bisa keluar apalagi materi biasa. Jika quark adalah materi aneh di alam semesta maka materi penyusun lubang hitam jauh lebih aneh lagi, disekitar lubang hitam bahkan waktu dan ruang membeku, jadi tidak heran dalam film interstellar 7 jam di planet orbit lubang hitam, sama dengan 50 tahun dibumi, sebenarnya tidak mengada-ada.
Berikut ini perbandingan ukuran bintang quark dan neutron
Hipotesa ruang waktu
banyak orang berandai andai jika masuk lubang hitam seperti masuk lorong waktu, itu salah besar, semua materi yang tersedot hancur menjadi satu dan takkan pernah keluar selamanya.
Tapi ada satu yang paling mungkin, seandainya manusia dimasa depan bisa memanfaatkan lubang hitam, tentu bisa melakukan perjalanan ke masa depan tentu resiko sebanding dengan hasilnya, resiko terbesarnya jika salah perhitungan bisa tersedot ke lubang hitam, jika masih dalam orbit aman lalu berhasil keluar maka hanya dengan satu hari di dekat orbit lubang hitam, sama dengan 128 tahun di bumi. Anda cukup mendekatkan diri kepada lubang hitam lalu berdiam diri disitu dalam orbit aman, anda keluar dari situ maka sudah selisih 128 tahun jaraknya jika misal ini tahun 2021 + 128 = 2149.
Anda sehari disana maka keluar disitu disini sudah tahun 2149, bahkan bisa lebih dari itu. Perjalanan menuju masa depan 2 abad anda hanya perlu mendekat ke lubang hitam dalam waktu sehari saja. Lalu keluar anda sudah ada dimasa depan jauh sekali.
Apakah bisa seperti itu? tentu sangat bisa karena waktu relative jika waktu didalam lubang hitam tetap tidak bergerak maka yang didekat lubang hitam juga akan terdistorsi atau melambat.
Inilah yang dinamakan tertinggal waktu secara harfiah. Semua orang terdekat dan teman relasi anda sudah lama sekali tiada tapi anda masih hidup dalam umur yang sama lalu loncat ke 2 abad.
Cukup simple bukan perjalanan menuju masa depan cukup membuat anda berada dijarak aman di orbit lubang hitam lalu keluar waktu dibumi sudah berjalan cukup lama, tapi dalam praktiknya tidak sesimple itu kemungkinan tersedot kelubang hitam sangat besar, kecuali pesawat anda punya turbo dengan kecepatan lebih dari cahaya anda bisa keluar dari lubang hitam. Perjalanan ruang dan waktu kemungkinan hanya bisa dilakukan di film scifi saja.
jika anda tidak keberatan saya akan menulis lirik lagu peterpan berjudul tertinggal waktu sebagai soundtrack bahasan ini.
Kau terbangun dari tidur panjang yang lelahkanmu
Sesali wajahmu merenta kisahmu terlupa
Kau sadari semua yang berjalan tlah tinggalkanmu
Dan tak dapat merangkai semua dekat di khayalmu
Kau harapkan keajaiban datang
Hadir dipundakmu
Kau harapkan keajaiban melengkapi khayalmu
Kau biarkan mimpi tetap mimpi
Yang melengkapi khayalmu
Kau terhenyak dan terbangunkan
Dan harapkan keajaiban datang hadir dipundakmu
Kini waktu meninggalkanmu
(peterpan @ 2004)
penulis : bikerzone11
0 komentar:
Post a Comment