Bukan Bintang Gagal, Katai Coklat Ini adalah Dinamo Magnet

Ilustrasi aurora katai coklat.
Chuck Carter dan Gregg Hallinan/Caltech

Terlalu kecil untuk menjadi sebuah bintang, namun terlalu besar untuk menjadi sebuah planet, itulah katai coklat yang kerap dijuluki “bintang gagal.” Jika kamu kurang senang dengan nama julukan ini, tak perlu risau, karena para astronom telah menemukan sebuah katai coklat spesial yang mirip dengan bintang.

Katai coklat adalah jenis objek kosmik yang eksotis. Diperkirakan memiliki massa antara 13-80 massa Jupiter, katai coklat dapat didefinisikan sebagai sebuah planet masif atau sebuah bintang berukuran kecil. Katai coklat layaknya jembatan yang menghubungkan planet terbesar dengan bintang terkecil.

Massa sebuah bintang harus cukup besar, sehingga gaya gravitasinya cukup kuat untuk mempertahankan proses fusi nuklir di bagian inti. Misalnya Matahari kita yang tergolong sebagai bintang katai kuning paruh baya, mampu melakukan proses fusi nuklir 600 juta ton atom hidrogen per detik.

Para astronom mengklasifikasikan bintang menurut luminositas (kecerahan) dan suhu permukaan berdasarkan Diagram Hertzsprung-Russell. Mulai dari binang yang paling terang dan paling panas (suhu permukaan sekitar 30.000 Kelvin) adalah bintang kelas “O”, lalu “B”, “A”, “F”, “G”, “K” hingga “M” dalam urutan suhu. Katai coklat berada di kelas “M6,5” (suhunya kurang dari 3.000 Kelvin), lalu terus berlanjut hingga “L”, “T” dan “Y”. Kelas Y adalah bintang yang paling dingin, dengan suhu dapat mencapai minus 23 derajat Celsius.

Katai coklat tidak pernah dianggap sebagai bintang sejati, karena ukurannya yang terlalu kecil untuk melakukan fusi nuklir di bagian inti dan gaya gravitasinya tidak cukup kuat untuk mempertahankan fusi nuklir. Namun semua itu tergantung massa, dan katai coklat mengandung massa yang cukup untuk secara sporadis melakukan fusi nuklir unsur lithium dan deuterium.

Ilustrasi sebuah katai coklat yang terlihat dari permukaan sebuah planet.
Mark Garlick /Science Photo Library/Getty Images

Jupiter supermasif atau Bintang superkecil?

Jupiter adalah sebuah planet masif yang memiliki lapisan atmosfer tebal dengan inti berbatu seukuran Bumi. Jika massanya ditingkatkan 13 kali lipat, maka Jupiter akan setara dengan katai coklat. Perbandingan ini menunjukkan kualitas dari sebuah bintang tulen. Misalnya, katai coklat yang memperlihatkan aktivitas konveksi di atmosfer, seperti air yang mendidih di dalam ceret, material dipanaskan di dekat inti katai coklat dan naik ke atmosfer. Saat sampai ke permukaan, arus konveksi memancarkan radiasi inframerah yang mendingin dan kembali masuk ke interior. Planet seperti Jupiter tidak menunjukkan aktivitas serupa, unsur kimiawi atmosfernya membentuk lapisan yang tidak mendukung arus konveksi berskala besar.

Tapi tak sekadar aktivitas arus konveksi, katai coklat juga memiliki medan magnet yang cukup kuat. Misalnya katai coklat yang diberi kode LSR J1835+3259. Menurut makalah studi yang dipublikasikan di Astrophysical Journal edisi September 2017, LSR J1835+3259 bersifat magnetis, bahkan setara dengan medan magnet Matahari kita.

Terletak sekitar 18,5 tahun cahaya dari Bumi, LSR J1835+3259 diperkirakan mengandung 55 kali massa Jupiter. Selama ekspedisi pengamatan, para peneliti mencatat polarisasi cahaya inframerah yang dipancarkan dari katai coklat. Teknik yang diterapkan bisa mengungkap kondisi magnetik di dekat permukaan katai coklat.

Apa yang mereka temukan sungguh mengejutkan, seiring rotasi, wilayah magnetik yang begitu kuat mulai terlihat, lebih kuat daripada medan magnet yang dihasilkan oleh bintik surya yang kita amati di Matahari. Bintik surya adalah wilayah yang aktif secara magnetis dan berpotensi memicu pelepasan massa koronal, suar surya yang menghasilkan aliran kuat angin surya dan berpotensi menyebabkan badai geomagnetik kuat di Bumi.

Dalam sebuah wawancara dengan New Scientist, para peneliti menjelaskan LSR J1835+3259 berusia sangat muda (sekitar 20 juta tahun) dan medan magnet yang kuat kemungkinan dapat berinteraksi dengan objek di cakram protoplanet (jika ada). Tapi jika wilayah magnetik aktif dapat bertahan dalam kurun waktu yang lama dan mewakili medan magnetnya secara global, berarti LSR J1835+3259 cenderung “mirip bintang”.

Jadi, daripada menyebut katai coklat sebagai bintang gagal, mungkin istilah yang lebih tepat adalah dinamo magnet.

Ditulis oleh: Ian O’Neill, science.howstuffworks.com

Sumber: This Brown Dwarf Isn't a 'Failed Star' — It's a Magnetic Powerhouse