Ledakan Bintang dalam Peringatan Kemerdekaan Indonesia

Hanya berselang dua hari menjelang peringatan kemerdekaan Indonesia yang ke-68, sebuah kilatan cahaya yang dihasilkan sebuah peristiwa ledakan bintang (nova) muncul di langit malam. Dan hanya berselang dua hari kemudian, kilatan cahaya tersebut telah demikian terang sehingga mudah dideteksi dan diabadikan umat manusia khususnya dengan perlengkapan fotografis memadai. Pada tingkat terang +4,3 di puncak kecemerlangannya, ledakan bintang ini menjadi salah satu dari 35 nova paling terang yang pernah terjadi sepanjang sejarah umat manusia sekaligus nova paling terang yang pernah kita saksikan dalam enam tahun terakhir. Bagi Indonesia, nova ini ibarat kembang api langit yang menerangi saat-saat peringatan kemerdekaan Indonesia.

Nova Delphini 2013 diabadikan penulis pada 16 Agustus 2013 dengan kamera. Delphinus, Vulpecula dan Sagitta merupakan nama-nama rasi bintang, sementara alfa dan gamma adalah nama-nama bintang dalam rasi yang terkait. Sumber: Sudibyo, 2013.

Nova Delphini 2013 diabadikan penulis pada 16 Agustus 2013 dengan kamera. Delphinus, Vulpecula dan Sagitta merupakan nama-nama rasi bintang, sementara alfa dan gamma adalah nama-nama bintang dalam rasi yang terkait. Sumber: Sudibyo, 2013.

Nova ini pertama kali dideteksi oleh Koichi Itagaki (Jepang) pada Kamis dinihari 15 Agustus 2013 (pukul 01:00 WIB) lalu. Saat itu ia menyaksikan ada sebintik cahaya tak biasa dengan tingkat terang +6,7 yang terekam lewat bidikan teleskopnya tatkala mengamati selempang galaksi Bima Sakti tepatnya di dalam rasi Delphinus, gugusan bintang yang berbentuk mirip lumba-lumba. Bintik cahaya tersebut tak ada dalam pengamatan lain di area yang sama pada sehari sebelumnya. Setelah mengeliminasi berbagai kemungkinan seperti komet/asteroid hingga satelit buatan, maka Itagaki menyimpulkan bintik cahaya tersebut mungkin adalah ledakan bintang (nova) dan lantas dikodekan sebagai PNV J20233073+2046041. Pengamatan-pengamatan dari berbagai penjuru memastikan kebenaran dugaan tersebut, baik berdasar analisis spektroskopi maupun perbandingan citra (foto) kawasan rasi Delphinus masa kini dengan citra pra-15 Agustus 2013. Sehingga nova tersebut pun dikodekan ulang sebagai Nova Delphini 2013, sesuai dengan tatanama yang berlaku sebelum General Catalog of Variable Stars memberinya nama resmi.

Bersamaan dengan pengesahannya sebagai nova, pengamatan demi pengamatan memastikan Nova Delphini 2013 kian bertambah terang saja dari ke hari. Jika semula hanya memiliki tingkat terang semu +6,7 berselang 24 jam kemudian tingkat terangnya telah meningkat jadi +5,5. Berselang sehari berikutnya Nova Delphini 2013 bahkan lebih cemerlang lagi karena tingkat terangnya telah mencapai +4,3. Dengan demikian nova ini telah melampaui ambang batas terendah kemampuan mata manusia untuk menyaksikan benda-benda langit, yakni tingkat terang +6. Sehingga ledakan bintang ini secara harfiah mulai bisa disaksikan dengan mata manusia di langit malam meski tak ditunjang alat-alat bantu optik seperti halnya teleskop maupun binokular. Namun butuh lingkungan yang cukup gelap atau pinggiran kota untuk dapat menikmatinya. Sejumlah aktivitas pengamatan pun digelar secara sporadis, termasuk dari Indonesia.

Nova Delphini 2013 (tanda panah), diabadikan oleh John Chumack pada 14 Agustus 2013 dengan mengunakan teleskop berdiameter 40 cm, hanya dalam beberapa jam setelah ditemukan. Sumber: Chumack, 2013.

Nova Delphini 2013 (tanda panah), diabadikan oleh John Chumack pada 14 Agustus 2013 dengan mengunakan teleskop berdiameter 40 cm, hanya dalam beberapa jam setelah ditemukan. Sumber: Chumack, 2013.

Nova

Apa sebenarnya nova? Ia adalah peristiwa pelepasan energi sangat besar dari sebuah bintang khususnya dari lapisan terluarnya. Akibatnya ada bagian dari lapisan terluar itu yang terlepas dan melejit menjauh dengan kecepatan tinggi sebagai representasi gelombang kejut (shockwave). Pelepasan energi tersebut berasal dari reaksi fusi termonuklir, persis seperti yang terjadi dalam teras bom hidrogen yang menjadi generasi kedua dari senjata nuklir. Sehingga jika cahaya nova diuraikan menjadi warna-warna warna cahaya visualnya lewat teknik spektroskopi, maka akan muncul garis-garis spektrum emisi Hidrogen yang lebih dikenal sebagai garis-garis Balmer.

Nova selalu terjadi pada sebuah bintang katai putih atau cebol putih (white dwarf). Bintang katai putih merupakan bintang eksotik yang menjadi muara dari tahap akhir kehidupan sebuah bintang biasa yang berbobot kurang lebih setara Matahari kita. Kita telah mengetahui sebuah bintang seperti pada umumnya dari reaksi fusi termonuklir dalam intinya, yang mengubah Hidrogen menjadi Helium dalam jumlah besar disertai pelepasan energi sangat besar dan radiasi foton gelombang elektromagnetik berenergi tinggi yang amat berlimpah. Pancaran foton gelombang elektromagnetik ke segala arah dari inti bintang menghasilkan apa yang disebut tekanan radiasi yang arahnya keluar, namun besarnya persis sama dengan tarikan gravitasi akibat massa bintang itu sendiri (yang mengarah ke intinya). Keseimbangan inilah yang mempertahankan eksistensi bintang tersebut. Maka kala kita merasakan hangatnya berkas sinar Matahari kita, di balik kehangatan itu tersembunyi perjuangan mati-matian sang surya dari detik ke detik dalam mempertahankan tekanan radiasinya guna menghindari kehancuran mematikan akibat tarikan gravitasinya sendiri.

Keseimbangan tersebut tak berlangsung selamanya seiring terbatasnya massa bintang, yang berarti juga terbatasnya jumlah Hidrogen yang siap ‘dibakar’ menjadi Helium. Kala Hidrogen kian menipis, Helium mulai ‘dibakar’ dalam reaksi fusi termonuklir untuk menjadi Oksigen dan Karbon sehingga tekanan radiasi yang diproduksinya pun membesar. Akibatnya dimensi bintang bakal mengembang berkali-kali lipat sebagai pertanda tahap raksasa merah (red giant). Lima milyar tahun ke depan Matahari kita bakal mengalaminya dan bakal mengembang hingga 150 kali lipat lebih besar dibanding sekarang. Maka pada saat itu Matahari bakal ‘menelan’ planet Merkurius dan Venus serta memanggang Bumi demikian rupa sehingga jauh lebih panas mendidih ketimbang hari ini.

Hasil observasi Nova Delphini 2013 dengan teleskop GAO-ITB RTS+DSS7 di Observatorium Bosscha pada 16 Agustus 2013, yang dilakukan oleh Rhisa Azalia, Gabriela K Haans, Saeful Ahyar dan Hakim L. Malasan. Nampak spektrum cahaya nova ini khususnya spektrum emisi Hidrogen dalam bentuk garis Hidrogen-alfa (merah) dan Hidrogen-beta (hijau). Sumber: Bosscha, 2013.

Hasil observasi Nova Delphini 2013 dengan teleskop GAO-ITB RTS+DSS7 di Observatorium Bosscha pada 16 Agustus 2013, yang dilakukan oleh Rhisa Azalia, Gabriela K Haans, Saeful Ahyar dan Hakim L. Malasan. Nampak spektrum cahaya nova ini khususnya spektrum emisi Hidrogen dalam bentuk garis Hidrogen-alfa (merah) dan Hidrogen-beta (hijau). Sumber: Bosscha, 2013.

Namun jumlah Helium pun terbatas. Sehingga begitu Helium habis, reaksi fusi termonuklir boleh dikata berhenti dan tak ada lagi tekanan radiasi sehingga tarikan gravitasi pun tak ada yang mengimbangi. Akibatnya bintang, khususnya intinya, bakal mengerut dan terus mengerut hingga mencapai satu titik dimana elektron-elektronnya, yang jarak pisah antar sesamanya kini jauh lebih kecil seiring pengerutan, mulai mengambil-alih. Dengan telah terisinya seluruh tingkat energi elektron dan berlakunya prinsip eksklusi Pauli, maka timbul tekanan yang menghentikan proses pengerutan lebih lanjut terutama bila massa inti bintang tak melampaui batas Chandrasekhar. Namun pada saat itu bintang telah demikian mengerut sehingga telah menjadi kerdil/katai. Inilah bintang katai putih yang dikenal memiliki kerapatan materi sangat tinggi. Sejumput materi bintang katai putih yang hanya seukuran kotak korek api bisa memiliki massa berton-ton! Kelak Matahari kita pun bakal mengalami nasib serupa, menjadi bintang katai putih dengan ukuran hanya sebesar Bumi saja.

Bagaimana sebuah nova bisa terbentuk, yakni saat bintang katai putih (white dwarf) dalam sistem bintang ganda mulai menyerap materi berupa gas Hidrogen dan Helium (stream of gas) dari bintang pasangannya, yang dalam skema ini berbentuk mirip Matahari (sunlike star). Aliran materi yang menuju bintang katai putih menumpuk di permukaannya dan lama-kelamaan kian memanas sehingga akhirnya menjadi nova. Sumber: astrobob.areavoices.com, 2013.

Bagaimana sebuah nova bisa terbentuk, yakni saat bintang katai putih (white dwarf) dalam sistem bintang ganda mulai menyerap materi berupa gas Hidrogen dan Helium (stream of gas) dari bintang pasangannya, yang dalam skema ini berbentuk mirip Matahari (sunlike star). Aliran materi yang menuju bintang katai putih menumpuk di permukaannya dan lama-kelamaan kian memanas sehingga akhirnya menjadi nova. Sumber: astrobob.areavoices.com, 2013.

Bintang katai putih membawa konsekuensi tersendiri terutama karena dominasi sistem bintang ganda dalam jagat raya kita. Saat sebuah bintang mengakhiri hidupnya dan berubah menjadi bintang katai putih sementara pasangannya masih tetap bertahan namun juga telah menua (sehingga mulai menjalani tahap raksasa merah), maka mulailah bintang katai putih menyedot materi pasangannya secara bertahap dan berkesinambungan. Maka permukaan bintang katai putih pun mulai menumpuk materi bintang pasangannya, yang didominasi Hidrogen dan Helium. Kian lama materi ini kian menebal dan oleh tarikan gravitasi yang sangat ekstrim lantas tertekan hebat sehingga bersuhu sangat tinggi, melampaui suhu bintang katai putih itu sendiri. Suatu saat, bilamana suhunya telah melampaui 20 juta derajat Kelvin (20 juta derajat Celcius), mulailah tumpukan Hidrogen dan Helium ini menjalani reaksi fusi termonuklir meski hanya sesaat (untuk ukuran bintang). Sebagai akibatnya terjadilah pelepasan energi sangat besar yang ditandai dengan peningkatan kecerlangan (peningkatan tingkat terang) secara mendadak. Inilah nova. Bila bintang katai putih rata-rata melepaskan energi hanya antara 0,001 hingga 0,001 energi Matahari, maka saat menjadi nova pengeluaran energinya membengkak hebat menjadi antara beberapa kali hingga ratusan ribu kali lipat Matahari.

Sebagian kita kadang keliru membedakan nova dengan supernova. Meski sama-sama pelepasan energi sangat besar dalam tempo singkat dari bintang, energi supernova jauh lebih besar ketimbang nova. Reaksi fusi termonuklir dalam supernova terjadi pada hampir segenap bagian bintang, sementara nova hanya di lapisan terluarnya saja. Dan sebagai produk akhirnya, supernova menghancurkan seluruh bagian bintang tanpa sisa ataupun membentuk bintang eksotik lainnya seperti bintang neutron maupun lubang hitam, sementara nova masih tetap menyisakan bintang katai putih-nya seperti sedia kala. Bila supernova hanya terjadi sekali saja bagi sebuah bintang, nova dapat terjadi berulang-ulang setiap beberapa tahun sekali bagi sebuah bintang katai putih sepanjang bintang pasangannya masih setia memasok materi. Dan akhirnya, bila supernova hanya dapat terjadi pada bintang yang berkali-kali lipat lebih massif ketimbang Matahari ataupun pada bintang katai putih yang menyerap materi bintang pasangannya dengan demikian rakus sehingga massanya membengkak melampaui batas Chandrasekhar, nova hanya bisa terjadi pada bintang katai putih yang massanya di bawah batas Chandrasekhar (yakni 1,4 kali lipat Massa Matahari)

Pengamatan

Pengamatan oleh observatorium dari berbagai penjuru, termasuk Observatorium Bosscha di Lembang (Jawa Barat) yang bertulangpunggung teleskop GAO-ITB, menunjukkan Nova Delphini 2013 memiliki spektrum Balmer nan kuat dalam wujud Hidrogen-alfa (warna merah) dan Hidrogen-beta (warna hijau). Selain dominasi unsur Hidrogen, cahaya yang dipancarkan Nova Delphini 2013 juga menunjukkan jejak-jejak unsur minor seperti Helium, Silikon, Magnesium, Natrium dan bahkan Besi. Namun pengamatan dengan menggunakan teleskop landas bumi (teleskop antariksa) Swift yang bekerja dalam spektrum sinar-X menunjukkan nova ini tidak melepaskan sinar-X. Dari jejak-jejak spektrum Hidrogen-nya diketahui gelombang kejut produk nova ini melejit dengan kecepatan cukup tinggi, yakni antara 2.000 hingga 2.300 km/detik atau antara 7,2 juta hingga 8,28 juta kilometer per jam!

Sejauh ini belum diketahui bintang katai putih mana yang mengalami ledakan hingga menjadi Nova Delphini 2013. Namun menyaksikan cepatnya nova ini bertambah kecemerlangannya (dari +6,7 menjadi +4,3 hanya dalam tempo dua hari) dan sebaliknya juga cepatnya nova ini meredup setelah mencapai puncak kecerlangannya (dari +4,3 pada 16 Agustus 2013 menjadi tinggal +5,7 pada 22 Agustus 2013) mengindikasikan bintang tersebut terletak pada jarak antara 11.400 hingga 17.900 tahun cahaya dari Bumi kita. Dengan demikian ledakan tersebut sejatinya telah terjadi pada 11.400 hingga 17.900 tahun silam. Hanya keajaiban ruang-waktu jagat raya semata, yang disebabkan oleh terbatasnya kecepatan cahaya, yang membuat kilatan peristiwa tersebut baru terdeteksi pada masakini.

Nova Delphinus 2013 diabadikan oleh Mutoha Arkanuddin pada 16 Agustus 2013 menggunakan teleskop di lingkungan kota Yogyakarta. Sumber; Arkanuddin, 2013.

Nova Delphinus 2013 diabadikan oleh Mutoha Arkanuddin pada 16 Agustus 2013 menggunakan teleskop di lingkungan kota Yogyakarta. Sumber; Arkanuddin, 2013.

Pada jarak tersebut, dengan tingkat terang +4,3 saat mencapai puncaknya yang menjadikan Nova Dephini 2013 sebagai nova paling terang dalam enam tahun terakhir dan salah satu dari 35 nova tercemerlang sepanjang sejarah astronomi modern, maka Nova Delphini 2013 melepaskan energi antara 200 ribu hingga 500 ribu kali lipat Matahari kita. Namun demikian tak ada yang perlu dikhawatirkan. Dengan jarak demikian jauh, energi luar biasa besar itu telah sangat meluruh sehingga tak berimbas apapun bagi Bumi kita.

Referensi : Sky & Telescope, 2013.

Iklan

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s