Hikayat Sebutir Bintang

Jika anda dongak ke langit pada suatu malam yang terang tanpa gangguan awan, anda akan dapat menyaksikan beribu-ribu cahaya semulajadi kecil berkerdipan di ruang angkasa yang malap tersebut. Cahaya itu sangat dikenali sebagai bintang. Sejak zaman dahulukala, bintanglah yang kerap kali menghiasi langit malam, membentuk pelbagai corak yang dikenali sebagai buruj yang tampil berbeza-beza pada setiap musim di mana ianya pernah membantu pelayaran dan juga pertanian. Tetapi tahukah anda bintang-bintang ini mempunyai kisah hidupnya yang tersendiri? Ya, seperti hidupan lain, bintang juga ada kitaran hidup dari lahir sampailah ia mati. Nak tau lebih lanjut? Teruskan membaca hikayat sebutir bintang.

Kelahiran bintang

Sebelum kita bercakap mengenai pembentukan bintang, kita kena cakap serba sedikit mengenai persekitaran di mana pembentukan bintang itu terjadi. Jika kita lihat di langit, terdapat banyak ruang kosong di antara bintang-bintang yang kita panggil sebagai ruang antara bintang (interstellar space). Hakikatnya ruangan itu bukanlah sekadar hampagas dan kosong semata-mata kerana terdapat jirim yang sangat rendah ketumpatannya mengisi ruangan tersebut dan ianya dinamakan medium antara najam (interstellar medium, ISM). Jirim ini terdiri daripada gas dalam pelbagai bentuk (ion, atom, molekul) serta debu dan sinar kosmos. Gas-gas yang wujud di dalam ISM ini didominasi hidrogen, helium, dan beberapa elemen berat yang lain dalam jumlah yang kecil.

Persekitaran yang lebih padat daripada purata ISM dipanggil awan antara najam (interstellar clouds) dan ianya adalah berbeza-beza; bergantung kepada suhu dan ketumpatan jirim di dalamnya. Terdapat satu persekitaran yang sangat tumpat dan dingin, di mana suhunya mencecah serendah 10 hingga 30 Kelvin yang membolehkan gas wujud dalam bentuk molekul. Persekitaran ini dipanggil awan molekul (molecular clouds) dan ianya memainkan peranan penting dalam pembentukan bintang.

Terbentuknya bintang di dalam gumpalan gas dingin ini yang digelar Pillars of Creation. (Kredit: NASA, ESA, dan Hubble Heritage Team)

Di dalam awan molekul selalunya terdapat beberapa kawasan yang dipanggil teras awan molekul di mana ianya lebih tumpat. Terdapat dua jenis teras, iaitu teras jisim rendah dan teras jisim tinggi. Teras jisim rendah menghasilkan bintang berjisim rendah, dan teras jisim tinggi menghasilkan kedua-dua bintang berjisim rendah dan tinggi. Untuk memahami bagaimana teras awan molekul boleh terbentuk, kita kena tahu faktor yang bertindak ke atas awan. Secara umumnya, terdapat dua faktor yang bertindak ke atas awan di angkasa.

[su_note note_color=”#d90e10″ text_color=”#ffffff” radius=”5″]Graviti: Tarikan graviti menarik bahan-bahan disekelilingnya ke dalam tompokan gas. Semakin tinggi ketumpatan, semakin kuat tarikan graviti ke dalam.[/su_note]

[su_note note_color=”#364eb2″ text_color=”#ffffff” radius=”5″]Tekanan: Tekanan gas dari pergerakan atom dan molekul menolak ke luar. Semakin tinggi suhu gas, semakin laju pergerakan zarah dan semakin kuat tolakan ke luar.[/su_note]

Kedua-dua faktor ini memainkan peranan dalam menentukan kestabilan awan-awan yang terdapat di angkasa. Kebiasaannya, awan ini seimbang diantara daya tarikan graviti yang menarik ke dalam dan juga tekanan gas yang menolak keluar. Namun, terdapat gangguan yang mengganggu gugat kestabilan ini lalu mewujudkan beberapa kawasan yang lebih tumpat di dalam awan molekul. Kawasan inilah yang dinamakan teras awan molekul.

Bermulanya pembentukan bintang adalah apabila kawasan awan tersebut cukup besar sehinggakan tarikan graviti berupaya mengatasi tekanan gas lalu menyebabkan teras awan tersebut berpecah kepada serpihan dan mulai meruntuh. Sepanjang peranapan ini berlaku, suhu dan kepadatan mulai meningkat di tengah-tengah kelompok serpihan awan-awan yang berpecah tadi. Momentum sudutan menyebabkan kawasan luar serpihan berputar dan mendap, seterusnya berubah menjadi cakera di sekeliling. Sementara itu, kawasan yang lebih tumpat di tengah pula membentuk sebuah gas sfera yang sangat panas, digelar sebagai protobintang.

Gambaran artis mengenai cakera berputar dan pancutan gas daripada protobintang jenis O yang sangat besar (Kredit: ESO/L. Calada)

Protobintang bukanlah sebuah bintang. Ianya masih di peringkat janin di mana ia masih lagi membesar dengan mengumpul jirim seperti gas daripada awan molekul asalnya dan juga daripada cakera sekelilingnya kerana jisim protobintang terlalu rendah untuk betul-betul “hidup” di angkasa. Secara ringkasnya, semasa proses pengumpulan ini, pelanggaran zarah-zarah gas sesama sendiri dan juga kesan geseran akan menghasilkan haba dan suhu yang tinggi akan menghasilkan kesan radiasi. Tenaga haba dan radiasi yang dihasilkan pada mulanya boleh terlepas ke ruang angkasa pada saat ianya terhasil, tetapi apabila semakin padat protobintang tersebut, ianya menjadi legap dan haba tidak lagi boleh melepasi kawasan terbabit, lalu memanaskan lagi protobintang.

Pemanasan ini akan terus berlaku sehinggalah ribut stellar terbentuk untuk menyahkan sisa jirim yang berlebihan dan juga untuk menghalang jirim lain mendarat. Pada peringkat ini, protostar berhenti membesar dan bertukar menjadi bintang pra-jujukan-utama (pre-main-sequence star) di mana tenaganya dihasilkan melalui penguncupan graviti. Akan tibanya suatu masa apabila kemampatan bintang pra-jujukan-utama (PJU) ini menjadi sesuai untuk proses pelakuran nuklear bermula. Apakah itu pelakuran nuklear?

[su_note note_color=”#f05e1b” text_color=”#ffffff” radius=”5″]Pelakuran nuklear adalah proses pencantuman dua atau lebih nukleus atom yang akan menghasilkan sebuah nukleus yang lebih berat. Dalam proses ini, sebahagian daripada jisim akan bertukar menjadi tenaga yang dibebaskan.[/su_note]

Apabila bintang PJU sudah mula melakur atom hidrogen menjadi helium, serta terus menggantikan penguncupan graviti sebagai penghasil tenaga yang utama, maka ianya sudah tidak lagi menjadi bintang pra-jujukan-utama. Bintang ini sudahpun menjadi bintang jujukan utama (main sequence star). Dalam erti kata lain, bintang ini sudah secara rasminya menjadi sebutir bintang yang akan terus bersinar di angkasa selagi proses pelakuran nuklear terus berjalan, memancarkan cahaya dan haba kepada semua yang berada di sekelilingnya.

Nota: Disebabkan artikel ini agak panjang, mungkin peringkat hayat bintang lain akan diceritakan di entri akan datang.

Nota 2: Jika terdapat sebarang kesalahan fakta dan tatabahasa, saya sangat menghargai pembetulan di ruangan komen. Terima kasih kerana membaca.