Awan Molekuler Kosmik, Lokasi Kelahiran Bintang-Bintang

Awan Molekuler Perseus, kumpulan gas dan debu kosmik yang membentang sepanjang 500 tahun cahaya diketahui menampung banyak bintang berusia belia.
Kredit: NASA/JPL-Caltech

Ruang antarbintang di dalam sebuah galaksi hampir sepenuhnya hampa dan hanya diisi oleh atom-atom hidrogen yang begitu tersebar. Atom-atom hidrogen terpisah sangat jauh, jika ukuran rata-rata sebuah atom setara dengan manusia, maka setiap atom akan terpisah sekitar 465 juta mil (jarak Matahari-Jupiter). Karena sangat panas, atom-atom hidrogen bergerak sangat cepat. Mereka terpapar radiasi ultraviolet ganas dari bintang-bintang dan sulit menyatu untuk membentuk ikatan molekul. Bahkan atom yang kebetulan membentuk ikatan molekul tidak akan bertahan terlalu lama karena kembali dikoyak oleh radiasi ultraviolet.

Namun tidak semua kondisi di ruang antarbintang seperti itu. Ruang antarbintang juga terdiri dari awan tebal debu dan gas sisa-sisa pembentukan galaksi. Karena lebih dingin daripada wilayah lain di seluruh galaksi, awan kosmik adalah lokasi yang ideal untuk melahirkan bintang-bintang baru. Ketika massa jenis atom 1.000 kali lebih tinggi daripada massa jenis di ruang antarbintang pada umumnya, atom cenderung membentuk ikatan molekul dan awan gas berevolusi menjadi awan molekuler.

Layaknya awan di langit Bumi, awan molekuler juga menggumpal dan terlihat gembung. Diameter awan molekuler di galaksi Bima Sakti membentang mulai kurang dari 1 tahun cahaya hingga sekitar 300 tahun cahaya, mengandung molekul gas yang cukup untuk membentuk 10 hingga 10 juta bintang seperti Matahari kita. Awan molekuler yang melampaui massa 100.000 Matahari disebut Awan Molekuler Raksasa.

Galaksi spiral tulen mengandung sekitar 1.000-2.000 awan molekuler raksasa dan ada lebih banyak lagi awan molekuler yang berukuran lebih kecil. Awan molekuler pertama kali ditemukan di Bima Sakti dengan teleskop radio sekitar 25 tahun yang lalu. Karena molekul dalam awan tidak memancarkan cahaya optik (kasat mata), tetapi melepaskan emisi gelombang radio, jadi dibutuhkan teleskop radio untuk melacak dan mempelajari sifat fisik awan gas molekuler. Sebagian besar molekul gas sangat dingin (sekitar minus 440 derajat Fahrenheit) karena terlindung dari paparan sinar ultraviolet. Karena massa jenis gas lebih tinggi dalam kondisi yang lebih dingin, gaya gravitasi lebih mudah meruntuhkan awan molekuler untuk memproduksi bintang-bintang baru.

Ironisnya, kondisi ideal untuk memproduksi bintang sekaligus meniadakan proses kelahiran bintang, mengingat bintang-bintang belia yang sangat panas meningkatkan suhu molekul hingga melampaui 1.000 derajat Fahrenheit, kondisi yang tidak menguntungkan untuk melahirkan bintang-bintang baru. Ketika suhu melampaui 3.000 derajat Fahrenheit, molekul gas akan terurai menjadi atom.

Kepadatan molekul gas dapat meningkat secara signifikan di dekat pusat beberapa awan molekuler raksasa, sekitar 1 miliar molekul per inci kubik. (Meskipun padat menurut standar astronomi, molekul gas semacam itu masih 100 miliar kali lebih tipis daripada udara yang kita hirup di Bumi!) Di wilayah ruang yang padat seperti itu, gas dapat menggumpal untuk membentuk bintang-bintang baru. Meskipun proses pembentukan bintang belum sepenuhnya dipahami, ada bukti observasi yang menunjukkan sebagian besar bintang dilahirkan di wilayah terpadat awan molekuler.

Apa yang terjadi saat bintang mulai terbentuk di Awan Molekuler Raksasa tergantung pada lingkungan kosmik di sekitarnya. Dalam kondisi normal di sebagian besar galaksi spiral, termasuk Bima Sakti, laju kelahiran bintang akan berhenti setelah beberapa bintang dilahirkan, karena wilayah pembentuk bintang justru dicerai-beraikan oleh bintang-bintang yang baru dilahirkan. Peningkatan suhu panas memecah molekul dan mengusir gas. Saat kabut gas dan debu kosmik menghilang, bintang-bintang muda yang sebelumnya tersembunyi di dalamnya mulai terlihat dan awan molekuler tak lagi mampu membentuk bintang-bintang baru. Dua tahun lalu Teleskop Antariksa Hubble NASA mengungkap wilayah pembentuk bintang di tiga pilar gas Nebula Elang.

Awan Molekuler Raksasa di tengah fenomena tabrakan antar galaksi dapat mengalami nasib yang berbeda. Ketika tabrakan menghancurkan molekul gas antarbintang dan laju kelahiran bintang meningkat pesat, tekanan gas di sekitar Awan Molekuler Raksasa meningkat seratus hingga seribu kali lipat. Para astronom memprediksi gas panas di sekitarnya dapat memicu kelahiran bintang dengan sangat cepat di seluruh awan molekuler melalui gelombang kejut.

Beberapa ratus ribu bintang yang terbentuk dari gas molekuler dingin seperti itu mengkonsumsi sebagian besar gas sebelum sempat tersebar dan dipanaskan. Fenomena ganas tersebut mengubah Awan Molekuler Raksasa menjadi gugus-gugus bintang yang masing-masing mengandung hingga 1 juta bintang. Observasi Hubble menunjukkan banyak gugus bintang yang baru terbentuk, tetap terikat erat secara gravitasi dan berevolusi menjadi gugus bintang globular, seperti yang kerap ditemukan di lingkaran halo Bima Sakti.

Ditulis oleh: Staf hubblesite.org

Sumber: Background Information: Giant Molecular Clouds, Breeding Grounds for Star Birth

Artikel terkait: Misteri Variasi Usia Bintang di Awan Molekuler Perseus

#terimakasihgoogle