Supernova

Supernova adalah ledakan dari suatu bintang di galaksi yang memancarkan energi lebih banyak dari nova. Peristiwa supernova ini menandai berakhirnya riwayat suatu bintang. Bintang yang mengalami supernova akan tampak sangat cemerlang dan bahkan kecemerlangannya bisa mencapai ratusan juta kali cahaya bintang tersebut semula, beberapa minggu atau bulan sebelum suatu bintang mengalami supernova bintang tersebut akan melepaskan energi setara dengan energi matahari yang dilepaskan matahari seumur hidupnya, ledakan ini meruntuhkan sebagian besar material bintang pada kecepatan 30.000 km/s (10% kecepatan cahaya)dan melepaskan gelombang kejut yang mampu memusnahkan medium antarbintang.

Ada beberapa jenis Supernova. Tipe I dan II bisa dipicu dengan satu dari dua cara, baik menghentikan atau mengaktifkan produksi energi melalui fusi nuklir. Setelah inti bintang yang sudah tua berhenti menghasilkan energi, maka bintang tersebut akan mengalami keruntuhan gravitasi secara tiba-tiba menjadi lubang hitam atau bintang neutron, dan melepaskan energi potensial gravitasi yang memanaskan dan menghancurkan lapisan terluar bintang.

Rata-rata supernova terjadi setiap 50 tahun sekali di galaksi seukuran galaksi Bima Sakti. Supernova memiliki peran dalam memperkaya medium antarbintang dengan elemen-elemen massa yang lebih besar. Selanjutnya gelombang kejut dari ledakan supernova mampu membentuk formasi bintang baru

Berdasarkan pada garis spektrum pada supernova, maka didapatkan beberapa jenis supernova :

• Supernova Tipe Ia

Pada supernova ini, tidak ditemukan adanya garis spektrum Hidrogen saat pengamatan.

• Supernova Tipe Ib/c

Pada supernova ini, tidak ditemukan adanya garis spektrum Hidrogen ataupunHelium saat pengamatan.

• Supernova Tipe II

Pada supernova ini, ditemukan adanya garis spektrum Hidrogen saat pengamatan.

• Hipernova

Supernova tipe ini melepaskan energi yang amat besar saat meledak. Energi ini jauh lebih besar dibandingkan energi saat supernova tipe yang lain terjadi.

Berdasarkan pada sumber energi supernova, maka didapatkan jenis supernova sebagai berikut.

• Supernova Termonuklir (Thermonuclear Supernovae)
  • Berasal dari bintang yang memiliki massa kecil
  • Berasal dari bintang yang telah berevolusi lanjut
  • Bintang yang meledak merupakan anggota dari sistem bintang ganda.
  • Ledakan menghancurkan bintang tanpa sisa
  • Energi ledakan berasal dari pembakaran Karbon (C) dan Oksigen (O)

• Supernova Runtuh-inti (Core-collapse Supernovae)
• Berasal dari bintang yang memiliki massa besar
• Berasal dari bintang yang memiliki selubung bintang yang besar dan masih membakar Hidrogen di dalamnya.
• Bintang yang meledak merupakan bintang tunggal (seperti Supernova Tipe II), dan bintang ganda (seperti supernova Tipe Ib/c)
• Ledakan bintang menghasilkan objek mampat berupa bintang neutron ataupun lubang hitam (black hole).
• Energi ledakan berasal dari tekanan 

Suatu bintang yang telah habis masa hidupnya, biasanya akan melakukan supernova. Urutan kejadian terjadinya supernova adalah sebagai berikut.

• Pembengkakan

Bintang membengkak karena mengirimkan inti Helium di dalamnya ke permukaan. Sehingga bintang akan menjadi sebuah bintang raksasa yang amat besar, dan berwarna merah. Di bagian dalamnya, inti bintang akan semakin meyusut. Dikarenakan penyusutan ini, maka bintang semakin panas dan padat.

• Inti Besi

Saat semua bagian inti bintang telah hilang, dan yang tertinggal di dalam hanyalah unsur besi, maka kurang dari satu detik kemudian suatu bintang memasuki tahap akhir dari kehancurannya. Ini dikarenakan struktur nuklir besi tidak memungkinkan atom-atom dalam bintang untuk melakukan reaksi fusi untuk menjadi elemen yang lebih berat.

• Peledakan

Pada tahap ini, suhu pada inti bintang semakin bertambah hingga mencapai 100 miliar derajat celcius. Kemudian energi dari inti ini ditransfer menyelimuti bintang yang kemudian meledak dan menyebarkan gelombang kejut. Saat gelombang ini menerpa material pada lapisan luar bintang, maka material tersebut menjadi panas. Pada suhu tertentu, material ini berfusi dan menjadi elemen-elemen baru dan isotop-isotop radioaktif.

• Pelontaran

Gelombang kejut akan melontarkan material-material bintang ke ruang angkasa

Supernova memiliki dampak bagi kehidupan di luar bintang tersebut, di antaranya:

• Menghasilkan Logam

Pada inti bintang, terjadi reaksi fusi nuklir. Pada reaksi ini dilahirkan unsur-unsur yang lebih berat dari Hidrogen dan Helium. Saat supernova terjadi, unsur-unsur ini dilontarkan keluar bintang dan memperkaya awan antar bintang di sekitarnya dengan unsur-unsur berat.

• Menciptakan Kehidupan di Alam Semesta

Supernova melontarkan unsur-unsur tertentu ke ruang angkasa. Unsur-unsur ini kemudian berpindah ke bagian-bagian lain yang jauh dari bintang yang meledak tersebut. Diasumsikan bahwa unsur atau materi tersebut kemudian bergabung membentuk suatu bintang baru atau bahkan planet di alam semesta

[sunting]

Cara Astronom Menentukan Usia Bintang

Belum lama ini, astronom telah mendapatkan sebuah metode untuk menentukan usia bintang secara akurat dari mengamati bagaimana bintang itu berotasi. Bagaikan sebuah gasing yang diputar di atas meja, maka seberapa cepat atau lambat bintang itu berotasi dapat menjadi penentu waktu berapakah usia sebuah bintang. 

Hal tersebut disampaikan oleh astronom bernama Soren Meibom dari Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics pada pertemuan American Astronomical Society ke 218. 


Mengapa para astronom perlu memahami usia sebuah bintang? 

Kajian usia bintang mempunyai peran yang sangat penting pada berbagai studi di astronomi, secara khusus tentunya bagi pencarian planet-planet di luar Tata Surya, mempelajari bagaimana pembentukannya, perkembangannya, dan mengapa setiap sistem keplanetan yang telah ditemukan begitu unik satu dengan yang lainnya. 

Dengan mengetahui usia bintang, maka kita dapat menentukan usia planet-planetnya, serta apakah mungkin ada kehidupan yang sempat tumbuh di luar sana. 


Semakin tua usia planet, semakin besar kemungkinan kehidupan terbentuk, karena sebagaimana yang telah diketahui sistem keplanetan yang berada pada sebuah bintang biasanya terbentuk bersamaan dengan kelahiran bintang itu sendiri. 

Mengetahui usia bintang cenderung mudah untuk ditentukan apabila bintang yang akan diukur itu berada di dalam sebuah sistem gugus bintang. 

Adalah pengetahuan dasar bagi astronomi untuk mendapatkan hubungan warna dan kecerlangan bintang-bintang di dalam gugus guna menentukan usia gugus, akan tetapi kondisinya akan menjadi sangat sulit apabila bintang yang akan ditentukan usianya tidak berada dalam satu sistem gugus. 

Sebagaimana bintang-bintang yang telah ditemukan mempunyai sistem keplanetan, kebanyakan tidak berada di dalam gugus, sehingga menentukan usianya menjadi tantangan tersendiri dalam studi astronomi. 

Penelitian yang dilakukan oleh Meibon dkk mempergunakan pengamatan dari wahana Kepler, dengan melakukan pengukuran rasio rotasi pada sebuah gugus berusia 1 milyar tahun yang disebut sebagai NGC 6811. 

NGC 6811

Nilai ini hampir mencapai dua kali lipat dari penelitian sebelumnya, dan usia sekitar itu masih dikatakan penyelidikan pada gugus muda. 

Penelitian ini memberi pemahaman baru pada hubungan rasio rotasi bintang dengan usianya. Jika kesahihan hubungan rotasi bintang dan usia dapat diperoleh, maka pengukuran periode rotasi bintang dari setiap bintang dapat dipergunakan untuk menentukan usianya – sebuah teknik yang disebut sebagai gyrochronology, tetapi hal ini tidak serta merta dapat dipergunakan. 

Sebagaimana sistem waktu di Bumi yang memerlukan standar, maka sistem penentuan waktu (usia) tersebut harus dapat dikalibrasikan kepada sebuah standar. 

Sebagaimana kita di Bumi menyatakan bahwa satu tahun terdiri dari 365 hari, dst, maka agar dapat mendapat kesesuaian waktu, harus dapat diperoleh sebuah kestandaran. 

Untuk itu, maka langkah pertama yang para peneliti itu lakukan adalah memulai dari pengukuran sebuah sistem gugus yang telah diketahui usianya. 

Dengan mengukur rotasi pada bintang-bintang anggota gugus, dapat dipelajari rasio putaran bintang-bintangnya untuk menentukan usia-usianya. Pengukuran rotasi bintang anggota gugus pada usia yang berbeda dapat menghubungkan antara putaran dan usianya. 

Untuk dapat mengukur putaran bintang, astronom harus mendapatkan perubahan kecerlangan bintang akibat adanya bintik bintang pada permukaan bintang, sebagaimana bintik Matahari pada permukaan Matahari. 

Bila ada bintik terbentuk pada permukaan dan berada pada arah ke pengamat, maka bintang akan mengalami sedikit peredupan, sampai ketika bintik itu menghilang, dan bintang kembali sedikit lebih cerlang. 

Dengan menentukan berapa lama bintik itu berotasi pada permukaan bintang, maka dapat ditentukan berapa cepat bintang yang diamati berotasi. 

Tentunya perubahan kecerlangan bintang akibat bintik adalah sangat-sangat kecil, lebih kecil dari satu persen dan menjadi lebih kecil lagi pada bintang yang lebih tua. 

Dengan demikian pengukuran rotasi bintang pada bintang-bintang yang lebih tua dari setengah milyar tahun tidak dapat dilakukan dari permukaan Bumi dikarenakan gangguan atmosfer Bumi. 

Tetapi permasalah itu saat ini telah dapat diatasi mempergunakan pengamatan wahana Kepler, karena wahana itu telah dirancang guna mengukur kecerlangan bintang dengan sangat presisi guna penentuan adanya sistem keplanetan pada bintang-bintang. 

Tentunya menentukan hubungan usia-rotasi pada kasus NGC 6811 ini bukanlah pekerjaan mudah bagi Meibom dkk karena mereka telah menghabiskan waktu empat tahun menentukan bintang-bintang anggota gugus atau kebetulan bintang lain yang berada pada arah pandang yang sama. 

Hal ini dilakukan mempergunakan peralatan yang disebut Hectochelle yang terpasang pada teleskop MMT di Mt. Hopkins Arizona selatan. Alat Hectochelle dapat mengamati 240 bintang secara bersamaan, dan dengan demikian telah mengamati sekitar 7000 bintang selama empat tahun pengamatannya.

Setelah mengetahui bintang-bintang yang merupakan anggota gugus, maka selanjutnya data dari Kepler dipergunakan untuk menentukan seberapa cepat bintang-bintang itu berputar. 

Mereka menemukan periode rotasi antara 1 sampai 11 hari (yang lebih panas dan masif berputar lebih cepat), dibanding dengan Matahari yang rasio putarannya hanya 30 hari. 

Yang paling penting dari temuan mereka adalah adanya hubungan massa bintang dengan rasio rotasi dengan sebaran data yang kecil. Temuan ini mengkonfirmasi bahwa gyrochronology adalah metode baru yang dapat dipergunakan untuk mempelajari usia sebuah bintang. 

Tim Meibom saat ini berencana untuk mempelajari sistem gugus yang lebih tua guna mengkalibrasi penentu waktu bintang mereka. Ini tentunya merupakan langkah yang lebih sulit karena bintang yang lebih tua berputar lebih lambat dan memiliki lebih sedikit bintik-bintik, yang artinya perubahan kecerlangannya akan sangat-sangat kecil. 

Pekerjaan Meibom dkk itu telah menjadi sebuah lompatan dalam pemahaman pada bagaimanakah bintang-bintang di langit (termasuk Matahari) bekerja, demikian juga pada pada pemahaman sistem keplanetan di bintang-bintang yang jauh.