Kematian Bintang Besar

• Mungkin 15, 2024

Bintang masif terlahir dengan cara yang sama dengan bintang yang lebih kecil seperti Matahari. Gravitasi membuat awan gas runtuh hingga cukup padat dan cukup panas untuk memulai pembakaran hidrogen. Ini adalah fusi nuklir atom hidrogen untuk membuat atom helium. Gaya luar energi dari reaksi nuklir menyeimbangkan tarikan gravitasi. Sebuah bintang seperti Matahari tidak akan kehabisan bahan bakar selama milyaran tahun, tetapi sebuah bintang besar terbakar dengan terang dan menembus bahan bakarnya dalam waktu singkat.

Nukleosintesis Stellar
Ketika sebuah bintang kehabisan bahan bakar hidrogen, inti kontrak. Itu menghasilkan panas, mungkin cukup untuk memulai pembakaran helium. Ini terjadi pada bintang seperti matahari, serta bintang yang lebih masif dari Matahari. Meskipun inti berkontraksi, lapisan luarnya mengembang. Bintang seperti matahari membengkak raksasa merah dan bintang masif ke supergiants merah.

Tetapi ketika helium habis, fusi berakhir untuk bintang-bintang yang massanya 0,5 hingga 8 kali massa Matahari. Karena tanpa fusi tidak ada kekuatan luar untuk menahan gravitasi, bintang itu runtuh menjadi a katai putih.

Dan bintang besar - apa yang terjadi pada mereka? Karena mereka lebih besar, mereka membakar lebih panas. Fusi Helium menghasilkan karbon dan oksigen, dan sebuah bintang masif kemudian dapat memadukan atom yang lebih berat ini untuk menghasilkan atom yang lebih berat. Mereka dapat melalui beberapa siklus seperti itu sampai bintang memadukan silikon menjadi besi dan berakhir dengan inti besi. Proses menggabungkan elemen yang lebih ringan menjadi yang lebih berat dikenal sebagai nukleosintesis bintang.

Ketika bintang memiliki inti besi, itulah akhirnya. Anda tidak dapat memadukan zat besi untuk melepaskan energi. Gravitasi akhirnya menang. Dengan tidak ada yang menghentikannya, bintang itu runtuh dengan cara yang paling spektakuler.

Sedikit tentang atom
Sebelum melanjutkan cerita, kita perlu mencatat beberapa fakta tentang atom.

• Sebuah atom memiliki a inti terbuat dari proton (dengan muatan positif) dan neutron (yang netral).


• Di sekitar nukleus ada awan yang mengorbit elektron dengan muatan negatif.


• Inti adalah ribuan kali lebih kecil dari seluruh atom.


• Meskipun elektronnya sangat kecil dibandingkan dengan proton dan neutron, orbitnya besar.


• Materi biasa terbuat dari atom yang sebagian besar merupakan ruang kosong - kelihatannya padat karena elektron bergerak sangat cepat.

Tetapi bagaimana jika kita bisa memasukkan elektron ke dalam inti dan membuang semua ruang itu?

Bintang itu runtuh
Ada begitu banyak masalah dalam bintang yang runtuh sehingga intinya tidak berakhir sebagai bintang katai putih. Ia runtuh dengan sangat keras sehingga elektron-atom dari atom-atomnya didorong ke dalam nukleus. Di sana mereka bereaksi dengan proton untuk menghasilkan neutron dan neutrino. (Neutrino adalah partikel subatomik yang sangat kecil tanpa muatan listrik dan hampir tanpa massa.) Inti sekarang terbuat dari neutron dan sangat padat. Ini semua terjadi dalam sepersekian detik - jauh lebih sedikit daripada waktu yang dibutuhkan untuk membaca paragraf ini.

Inti menjadi sangat padat sehingga tidak tahan terhadap keruntuhan lebih lanjut, dan materi yang jatuh dengan kecepatan tinggi akan mengenai dan memantul. Tabrakan melepaskan semua neutrino itu. Mereka membawa energi dari keruntuhan inti, dan memanaskan semua material yang rusak hingga miliaran derajat. Semuanya kecuali inti neutron terlempar keluar dengan kecepatan jutaan kilometer per jam. Gelombang kejut mendorong melalui puing-puing yang meluas, dan elemen yang lebih ringan menyatu menjadi yang lebih berat, termasuk yang sangat berat seperti emas dan uranium. Ini terjadi dalam lima belas menit pertama.

Kami menyebutnya ledakan a supernova, dan itu sangat kuat untuk sementara itu seterang seluruh galaksi.

Bintang neutron
Jika inti dari bintang yang runtuh adalah antara 1,5 dan 3 kali massa Matahari, itu menjadi a bintang neutron. Meskipun memiliki banyak massa, ingat bahwa atom-atomnya telah runtuh, jadi jari-jarinya hanya sekitar 10 km (6 mil). Namun satu sendok teh masalah ini akan berbobot miliaran ton. Bintang itu tidak dapat runtuh lebih jauh karena neutron yang padat itu mengerahkan kekuatan luar yang disebut tekanan degenerasi neutron.

Bintang neutron yang berputar cepat adalah a pulsar. Saat ia berputar, ia memancarkan gelombang radiasi elektromagnetik. Setiap kali berputar ke arah kita, pulsa emisi radio dapat dideteksi. Pulsar milidetik berputar sangat cepat sehingga hanya ada milidetik di antara pulsa. Pulsar pada gambar header adalah pulsar milidetik, tetapi secara unik memancarkan radiasi gamma.

Lubang hitam
Jika inti lebih masif dari sekitar tiga kali massa Matahari, bahkan tekanan degenerasi tidak dapat menghentikan keruntuhan. Hasilnya adalah a lubang hitam. Ini sebenarnya bukan lubang di ruang, tetapi gravitasi dari massa yang sangat terkonsentrasi memutar ruang. Gravitasinya sangat kuat sehingga kecepatan yang dibutuhkan untuk melarikan diri darinya lebih besar daripada kecepatan cahaya, sehingga cahaya pun tidak bisa lepas.Meskipun kita tidak dapat melihat lubang hitam, kadang-kadang kita dapat mendeteksi efek gravitasi pada benda lain.

Sisa Supernova
Inti dari bintang masif berakhir sebagai bintang neutron atau lubang hitam, tetapi ada juga materi lainnya, materi yang dikeluarkan dari bintang dalam ledakan. Cangkang gas dan debu yang mengembang, didorong oleh gelombang kejut, disebut a sisa supernova. Di situlah nukleosintesis unsur-unsur berat terjadi, dan ketika ia bergerak, ia memperkaya ruang antara bintang-bintang dengan unsur-unsur berat ini. Selain itu, gelombang kejut dapat memicu pembentukan bintang baru, dan bintang-bintang baru akan mendapat manfaat dari unsur-unsur berat yang tertinggal.

Petunjuk Video: Apa Yang Terjadi Jika Bintang Terbesar di Alam Semesta Meledak (Mungkin 2024).