I. PENDAHULUAN

Seperti manusia, bintang juga mengalami perubahan tahap kehidupan. Sebutannya adalah evolusi. Mempelajari evolusi bintang sangat penting bagi manusia, terutama karena kehidupan kita bergantung pada matahari. Matahari sebagai bintang terdekat harus kita kenali sifat-sifatnya lebih jauh.

Dalam mempelajari evolusi bintang, kita tidak bisa mengikutinya sejak kelahiran sampai akhir evolusinya. Usia manusia tidak akan cukup untuk mengamati bintang yang memiliki usia hingga milyaran tahun. Jika demikian tentunya timbul pertanyaan, bagaimana kita bisa menyimpulkan tahap-tahap evolusi sebuah bintang?

Pertanyaan tersebut dapat dijawab dengan kembali menganalogikan bintang dengan manusia. Jumlah manusia di bumi dan bintang di angkasa sangat banyak dengan usia yang berbeda-beda. Kita bisa mengamati kondisi manusia dan bintang yang berada pada usia/tahapan evolusi yang berbeda-beda. Ditambah dengan pemodelan, akhirnya kita bisa menyusun teori evolusi bintang tanpa harus mengamati sebuah bintang sejak kelahiran hingga akhir evolusinya.

II. EVOLUSI BINTANG

Bintang merupakan benda langit yang dapat memancarkan cahaya sendiri. Lalu yang dimaksud evolusi bintang adalah perubahan perlahan-lahan sejak suatu bintang terjadi sampai menjadi bintang yang stabil, kemudian memasuki deret utama dalam waktu yang lama, kemudian menjadi bintang raksasa merah, lalu mengalami keadaan degenerasi, seterusnya melontarkan sebagaian masanya bagian luar dan membentuk masa kecil dengan kerapatan yang besar. Sampai menjadi bintang neutron dan black hole melalui beberapa tahapan. Tahap-tahapnya sebagai berikut :1. Tahap Awal

Bintang terbentuk dari pengerutan gravitasional kabut atau nebula lalu sebagian energi potensialnya tepancarkan mejadi energi termal dan energi radiasi menjadi gumapalan membesar lalu suhu pusatnya cukup tinggi untuk berlangsungnya reaksi inti menjadi tekanannya cukup besar untuk menghentikan pengerutan sehingga bintang menjadi stabil dan kemudian masuk ke deret utama.

2. Evolusi Deret Utama

Bintang menghabiskan sekitar 90% umurnya untuk membakar hidrogen dalam reaksi fusi yang menghasilkan helium dengan temperatur dan tekanan yang sangat tinggi di intinya. Pada fase ini bintang dikatakan berada dalam deret utama dan disebut sebagai bintang katai putih.3. Bintang Raksasa Merah

Bila sutau bintang telah mulai menghabiskan bahan bakar hidrogennya sehingga bintang itu sendiri kebanyakan helium, maka fusi hidrogen tidak bisa terjadi lagi. Akibatnya tekanan radiasi tidak lagi mampu menahan keruntuhan gravitasi. Oleh karena itu pusat helium mulai runtuh sehingga terjadi lagi perubahan energi potensial gravitasi menjadi energi kinetik termal sehingga pusat bintang bertambah panas. Kerapatan pusat bintang meningkat dari 100 gr/cm3 menjadi sekitar 105 gr/cm3 dan suhu naik menjadi 108K. Pada tingkat suhu ini mulai terjadi fusi helium menjadi unsur-unsur ruang lebih berat seperti karbon, oksigen, dan neon. Proses ini dinamakan pula dengan proses pembakaran helium. Menurut hukum Stfaan-Boltzmann Karena energi per satuan luas W berkurang maka suhunya T juga berkurang. Dengan demikian kini permukaan bintang suhunya menjadi semakin rendah sehingga cahayanya menjadi semakin merah. Jadi pada tahapan ini bintang menjadi bintang yang sangat besar dan dengan cahaya yang kemerahan sehingga disebut raksasa merah.4. Bintang Katai Putih (white dwarf)

Cepat atau lambat bintang akan kehabisan energi nuklirnya. Kemudian bintang mengerut dan melepaskan energi potensialnya. Akhirnya bintang yang mengerut ini mencapai kerapatan yang luar biasa besarnya, dan menjadi bintang yang kecil dan mampat dengan kerapatan massa mencapai 103 kg/cm3 dan suhu permukaanya mencapai 104K. Bintang yang seperti ini dinamakan Katai Putih atau White Dwarf.5. Tahap Pelontaran

Bintang netron dan black hole setelah bintang menangkap elektron dan mamancarkan netron, tekanan dipusat bintang menurun tajam sekali, sehingga menimbulkan ledakan dahsyat dengan energi sekitar 10 pangkat 42 sampai 10 pangkat 44 Joule terkenal dengan sebutan supernova, sehingga terlontar seluruh massanya yang dibagian luar dan tinggal intinya yang menjadi massif dengan kerapatan 10 pangkat 18 Kg/m kubik, yang dinamakan bintang netron atau pulsar dan black hole atau lorong gelap. Disebut lorong gelap, karena sarnpai saat ini masih belum banyak diketahui orang keadaan area ini..

a. Bintang Neutron

Mekanisme keruntuhan bintang menjadi bintang neutron disebabkan karena pengerutan inti oleh gaya gravitasi yang sangat besar yang menyebabkan bintang mengerut dengan cepat menjadi bintang neutron yang sangat mampat.b. Black Hole atau Lubang Hitam

Bila massa bintang 3 kali massa matahari, maka gaya tarikan gravitasinya begitu kuat dan bintang mengerut sehingga diameternya menjadi lebih kecil lagi dan kerapatannya bertambah besar. Gaya yang begitu besar ini mengatasi prinsip larangan Pauli, sehingga terjadi proses keruntuhan gravitasi. Pada proses ini, bintang telah kehabisan bahan bakar nuklirnya dan tidak lagi memancarkan radiasi, dan tekanan materinya tidak mampu lagi menahan gaya tarikan gravitasinya. Gravitasinya menjadi begitu kuat sehingga kecepatan lepas dari bintang itu lebih besar dari pada laju cahaya.

Jadi tidak ada radiasi yang dapat lepas dari bintang tersebut, sehingga kita bisa mengamatinya. Oleh karena itu objek atau bintang semacam ini dinamakan black hole atau lubang hitam dan sering diberi sebutan dengan bintang hantu.

Untuk bisa menjadi sebuah lubang hitam suatu bintang haruslah mengalami suatu keruntuhan gravitasi, mengerut karena tarikan gravitasinya sendiri sampai lebih kecil atau ada di dalam jejari yang dinamakan jejari Schwazschild (Rs).III. KELAHIRAN BINTANG

Berdasarkan hasil pengamatan, luar angkasa diantara bintang-bintang ternyata tidak benar-benar kosong, namun terdapat materi berupa gas dan debu yang disebut materi antar bintang. Di beberapa tempat materi antar bintang dapat dilihat sebagai awan antar bintang yang disebut Nebula, contohnya Nebula Orion. Kerapatan awan bintang sangatlah kecil bila dibandingkan dengan udara di sekeliling kita. Walaupun demikian, awan bintang memiliki volume yang sangat besar, sehingga cukup banyak untuk membentuk ribuan bintang.

Lalu bagaimana awan antar bintang (Nebula) itu bisa membentuk bintang? Gaya gravitasi memegang peranan sangat penting dalam proses pembentukan bintang. Jika terjadi suatu peristiwa hebat, misalnya ledakan bintang, di suatu tempat sekelompok materi antar bintang akan menjadi lebih mampat daripada sekitarnya. Bagian luar awan ini akan tertarik oleh gaya gravitasi materi di bagian dalam. Akibatnya, awan akan mengerut dan semakin mampat. Peristiwa ini disebut kondensasi.

Tetapi, tidak semua awan yang berkondensasi itu akan menjadi bintang. Akibat kondensasi tekanan di dalam awan akan meningkat dan akan melawan pengerutan. Bila tekanan melebihi gaya gravitasi, awan akan tercerai kembali dan proses terbentuknya bintang tidak akan terjadi.

Pada setiap kondensasi kerapatan gas dalam awan bertambah besar. Riwayat gumpalan awan induk akan terjadi lagi di dalam gumpalan awan yang lebih kecil. Demikian seterusnya. Peristiwa ini disebut fragmentasi. Awan yang tadinya satu terpecah menjadi ratusan bahkan ribuan awan yang mengalami pengerutan gravitasi. Pada akhirnya, suhu menjadi cukup tinggi sehingga awan-awan tersebut akan memijar dan menjadi embrio bintang yang disebut protostar. Jadi, bintang tidak terbentuk sendiri-sendiri namun berasal dari suatu kondensasi besar, bintang terbentuk dalam kelompok. Hal ini didukung oleh pengamatan. Dalam galaksi kita pun terdapat banyak gugus bintang.

1. PROTOSTAR

Suatu protostar yang telah mengakhiri proses fragmentasinya akan terus mengerut akibat gravitasinya sendiri. Materi dalam protostar sebagian besar adalah hidrogen dengan kerapatan seragam pada awalnya. Evolusi protostar ditandai dengan keruntuhan yang sangat cepat.

Laju evolusi pada tahap ini, temperatur di pusat bintang cukup tinggi untuk berlangsungnya pembakaran hidrogen. Pada saat itu tekanan di dalam bintang menjadi besar dan pengerutan pun berhenti. Ia menjadi bintang di deret utama. Namun bila massa bintang terlalu kecil, suhu di pusat bintang tidak akan cukup tinggi untuk berlangsungnya reaksi pembakaran hidrogen. Bintang akhirnya mendingin dan menjadi bintang katai gelap tanpa adanya reaksi yang berarti.2. EVOLUSI LANJUT

Selanjutnya bintang mencapai deret utama berumur nol (zero age main-sequence, ZAMS). Komposisi bintang tersebut masih homogen, mencerminkan komposisi awan antar bintang yang membentuknya. Energi yang dipancarkan bintang terutama berasal dari reaksi inti yang berlangsung di pusat bintang. Yaitu reaksi fusi yang merubah hidrogen menjadi helium, dengan perlahan terjadi perubahan komposisi di pusat bintang, hidrogen berkurang dan helium bertambah. Akibatnya struktur bintang pun berubah, bintang makin terang, jari-jari bertambah besar, tempertur efektif berkurang.

Ada perbedaan proses evolusi bintang tergantung dari massa bintang tersebut. Pada bintang bermassa besar, terjadi reaksi daur karbon yang terkonsentrasi ke pusat, disebut pusat konveksi. Pada bintang tipe ini, di bagian selubungnya tidak terjadi reaksi inti. Karena itu, komposisi selubung masih sama dengan komposisi awal. Lain halnya dengan bintang bermassa rendah yang membangkitkan energinya tidak terkonsentrasi di pusat. Konveksi justru terjadi di selubung.

Akibat reaksi pembakaran hidrogen, jumlah helium di pusat bintang bertambah. Timbunan helium di pusat bintang itu mengakibatkan terjadinya pengerutan gravitasi secara perlahan. Bila massa pusat helium ini mencapai 10 % hingga 20% massa bintang, pusat helium tidak lagi mengerut dengan perlahan namun runtuh dengan cepat. Saat itu struktur bintang berubah, bagian luar bintang akan memuai dengan cepat, bintang berubah menjado bintang raksasa merah. Saat itu, bintang mempunyai 2 sumber energi yaitu pembakaran hidrogen di kulit yang melingkupi pusat helium, dan pembakaran helium di pusat bintang.

Evolusi tahap akhir suatu bintang masih belum pasti. Namun dari beberapa perhitungan didapat bahwa unsur kimia yang lebih berat dari karbon terbentuk di pusat bintang. Inti helium, berubah menjadi karbon, selanjutnya membentuk oksigen. Hal ini menyebabkan temperatur pusat meningkat, dan saat mencapai 600 derajat, inti karbon akan berinteraksi membentuk magnesium, neon, dan natrium. Demikian seterusnya akan terjadi pembakaran unsur kimia dalam bintang. Hingga akhirnya akan terbentuk inti besi. Besi merupakan inti yang paling mantap dan tidak akan bereaksi membentuk inti yang lebih berat. Selanjutnya, akan terjadi keruntuhan gravitasi pusat besi yang menyebabkan Supernova.3. SUPERNOVA

Tidak semua bintang mengakhiri hidupnya dengan meledak menjadi Supernova, yaitu hanya terjadi pada bintang yang massanya 8 kali massa matahari atau lebih pasif dari Matahari. Nah, supernova akan terjadi ketika bintang tersebut tidak lagi memiliki cukup bahan bakar untuk proses fusi di inti bintang. Menciptakan tekanan keluar sehingga memicu terjadinya dorongan gravitasi kedalam massa bintang yang besar.

Saat ledakan terjadi, bintang akan melepaskan sejumlah besar energi dan memuntahkan elemen berat seperti kalsium dan besi ke ruang antar bintang. Materi yang dilepaskan ini kemudian menjadi benih yang mengisi awan debu dan gas dimana bintang dan planet baru akan dilahirkan. Dan siklus terbentuknya bintang dimulai dari awal.4. SISA KEMATIAN BINTANG

Materi yang dilepaskan bintang pada saat terjadinya Supernova akan menjadi benih bintang baru. Lalu bagaimana nasib bintang yang mati? Untuk bintang bermassa sedang, ia akan berubah menjadi bintang katai putih. Untuk bintang bermassa besar yang setelah meledak massanya 1.4 3 kali massa Matahari akan berubah menjadi bintang neutron. Sedangkan yang lebih besar dari 3 kali massa Matahari akan berubah menjadi black hole.5. KEMBALI KE ASAL

Sepintas supernova merupakan tahap akhir dari kehidupan sebuah bintang. Namun, kita tidak boleh lupa bahwa bintang-bintang dan planet pengiringnya juga dilahirkan dari keruntuhan gravitasional awan gas dan debu antar bintang. Dengan demikian, supernova selain merupakan akhir dari riwayat sebuah bintang, di sisi lain juga merupakan pemicu tahapan evolusi bintang yang melahirkan bintang-bintang baru.

Banyak dari elemen-elemen berat yang dihasilkan selama hidup sebuah bintang atau setelah meledak menjadi sebuah supernova tersebar di ruang antar bintang. Sebagian dari "debu bintang" ini bergabung dengan gas yang runtuh dan membentuk bintang lain di suatu tempat. Miliaran tahun kemudian, generasi bintang-bintang berikutnya pun terlahir.

IV. KESIMPULAN

Bintang tidak berbeda jauh dengan manusia atau makhluk hidup yang ada di Bumi. Bintang dilahirkan, berkembang, dan pada akhirnya padam, tidak bersinar lagi. Bedanya, tentu saja bintang tidak berkembang biak. Nah, proses evolusi bintang ini, bila dibandingkan dengan usia manusia atau bahkan usia seluruh peradaban manusia, tentunya memakan waktu yang sangat lama hingga milyaran tahun. Contohnya Matahari dalam tata surya kita, yang tidak tampak berubah sejak zaman nenek moyang hingga saat ini.

Bintang lahir dari sekumpulan awan gas dan debu yang kita sebut nebula. Ukuran awan ini sangat besar (diameternya mencapai puluhan SA) tetapi kerapatannya sangat rendah. Awal dari pembentukan bintang dimulai ketika ada gangguan gravitasi (misalnya, ada bintang meledak/supernova), maka partikel-partikel dalam nebula tersebut akan bergerak merapat dan memulai interaksi gravitasi di antara mereka setelah sebelumnya tetap dalam keadaan setimbang. Akibatnya, partikel saling bertumbukan dan temperatur naik.

Tidak semua bintang mengakhiri hidupnya dengan meledak menjadi Supernova, yaitu hanya terjadi pada bintang yang massanya 8 kali massa matahari atau lebih massif dari Matahari. Nah, supernova akan terjadi ketika bintang tersebut tidak lagi memiliki cukup bahan bakar untuk proses fusi di inti bintang. Menciptakan tekanan keluar sehingga memicu terjadinya dorongan gravitasi kedalam massa bintang yang besar. 8