Blue Straggler, Peremajaan Bintang Melalui Tabrakan dan Vampirisme

Ilustrasi dua cara pembentukan blue straggler atau peremajaan bintang di dalam gugus bintang globular. Model pertama menggambarkan fenomena tabrakan fisik antara dua bintang bermassa rendah di lingkungan padat yang penuh sesak. Mereka menggabungkan massa dan bahan bakar untuk membentuk bintang tunggal yang lebih panas. Model kedua menggambarkan proses vampirisme dari transformasi sepasang bintang. Bintang bermassa lebih rendah menghisap hidrogen dari bintang bermassa lebih besar dan memicu peremajaan.
Kredit: NASA/ESA

Menggunakan Teleskop Antariksa Hubble kolaborasi NASA dan ESA, satu tim astronom telah menemukan dua jenis peremajaan bintang di gugus bintang globular Messier 30. Studi terbaru menyimpulkan efek tabrakan bintang dan proses yang disebut vampirisme berperan pada “face lift” bintang. Para astronom juga mengungkap bukti bahwa kedua jenis “blue straggler” atau “rejuvenated star” (peremajaan bintang biru), dihasilkan selama fenomena dinamika kritis yang disebut “keruntuhan inti” di Messier 30 beberapa miliar tahun yang lalu.

Gugus bintang globular biasanya dihuni oleh bintang-bintang yang suda sangat tua, berusia sekitar 12-13 miliar tahun. Namun sebagian kecil dari mereka secara signifikan lebih muda daripada seluruh populasi. Karena dianggap telah jauh tertinggal oleh bintang-bintang lain yang mengikuti jalur normal evolusi untuk menjadi raksasa merah, bintang-bintang biru belia ini dijuluki blue straggler. Mereka tampaknya mengalami peremajaan, dari lanjut usia kembali ke masa remaja sebagai bintang yang lebih panas dan lebih cerah, sekaligus memperoleh kesempatan untuk memulai hidup baru dalam proses itu.

Satu tim astronom menggunakan Hubble untuk mempelajari blue straggler di Messier 30, sebuah gugus bintang globular yang terbentuk sekitar 13 miliar tahun lalu dan pertama kali ditemukan Charles Messier pada tahun 1764. Terletak sekitar 28.000 tahun cahaya dari Bumi, ikatan ratusan ribu bintang ini menduduki ruang relatif sempit, hanya seluas sekitar 90 tahun cahaya.

Meskipun fenomena blue straggler telah diketahui sejak sejak awal tahun 1950-an, proses yang membentuk mereka adalah teka-teki astrofisika yang belum terpecahkan. “Seperti melihat beberapa anak di dalam foto sekelompok manula di panti jompo. Wajar untuk menanyakan mengapa mereka ada di sana.” kata Francesco Ferraro dari Universitas Bologna di Italia, penulis utama makalah ilmiah yang telah dipublikasikan di jurnal Nature. Para ilmuwan telah mempelajari bintang-bintang blue straggler selama bertahun-tahun dan memahami bahwa usia mereka sudah sangat tua.

Mereka mengalami peremajaan jika berada dalam sistem biner (ganda) rapat. Dalam sistem itu, bintang yang kurang masif justru bertindak layaknya “vampir” yang menyedot hidrogen “segar” dari bintang pendamping yang lebih masif. Pasokan bahan bakar baru hidrogen memungkinkan bintang yang kurang masif untuk menjadi lebih biru dan lebih panas, berperilaku layaknya sebuah bintang pada tahap awal evolusi.

Studi juga mengungkap beberapa blue straggler yang telah diremajakan oleh semacam “face lift” bintang, melalui tabrakan antar bintang. Face lift hampir merupakan tabrakan fisik secara langsung antara dua bintang yang memungkinkan mereka untuk bersatu, mencampur bahan bakar nuklir dan menyalakan kembali api fusi nuklir. Proses penyatuan bintang dan sistem biner melibatkan bintang dengan massa sekitar dua kali massa rata-rata bintang di dalam gugus.

“Observasi kami menunjukkan perbedaan sifat antara blue straggler yang terbentuk dari tabrakan dan vampirisme. Variasi ini sekaligus memperkuat kedua skenario pembentukan yang benar-benar terjadi,” jelas anggota tim Giacomo Beccari dari ESA (Badan Antariksa Eropa).

Menggunakan data dari Wide Field Planetary Camera 2 (WFPC2) Hubble, tim menyimpulkan bintang-bintang blue straggler lebih terkonsentrasi di pusat gugus. “Lokasi mengindikasikan blue straggler lebih masif daripada sebagian besar bintang di dalam gugus,” tambah Ferraro. “Bintang yang lebih masif cenderung tenggelam jauh ke pusat gugus, seperti sebuah bola bilyar yang tenggelam dalam seember madu.”

Gugus bintang globular Messier 30.
Kredit: NASA/ESA

Wilayah pusat gugus bintang globular adalah lingkungan yang padat, interaksi antar bintang hampir tidak bisa dihindari. Tim menduga sekitar satu atau dua miliar tahun lalu, Messier 30 mengalami “keruntuhan inti” yang memulai pergeseran bintang ke arah pusat gugus dan mengarah ke peningkatan konsentrasi bintang dengan cepat. Keruntuhan inti meningkatkan jumlah peristiwa tabrakan antar bintang secara drastis dan memicu pembentukan salah satu tipe blue straggler. Di sisi lain, peningkatan konsentrasi bintang karena keruntuhan inti justru mengganggu sistem biner, mendorong fenomena vampirisme yang menghasilkan salah satu tipe blue straggler lainnya.

“Hampir 10% gugus bintang globular di galaksi telah mengalami keruntuhan inti, tetapi inilah pertama kalinya kita mengamati efek keruntuhan inti melalui populasi bintang,” pungkas Barbara Lanzoni dari Universitas Bologna.

“Dua variasi populasi blue straggler di Messier 30 adalah peninggalan keruntuhan inti yang terjadi dua miliar tahun lalu. Dalam konteks luas, penemuan kami menyediakan bukti langsung terkait dampak dinamika gugus pada proses evolusi bintang. Setidaknya sekarang kita harus mengungkap apakah gugus bintang globular lainnya juga menampung dua tipe blue straggler dimaksud.”

Ditulis oleh: Staf www.nasa.gov, editor: Rob Garner

Sumber: Vampires and collisions rejuvenate stars

#terimakasihgoogle dan #terimakasihnasa