Para astronom telah lama berjuang untuk mengintip ke dalam “pembibitan” alam semesta. Karena bintang-bintang baru lahir jauh di dalam awan gas dan debu molekuler yang tebal dan buram, mereka tetap tersembunyi dari teleskop optik tradisional. Namun, terobosan baru-baru ini dalam penggunaan gelombang radio telah memungkinkan para ilmuwan untuk “melihat” menembus selubung kosmik ini, menimbang bintang-bintang yang baru lahir dengan mengamati tarian orbitnya.
Tantangan Kerudung Kosmik
Bintang memulai kehidupannya sebagai kantong padat di dalam awan gas hidrogen yang luas. Saat gravitasi menarik material ini ke dalam, inti memanas, yang akhirnya memicu sebuah bintang. Proses ini sangat dinamis; sebuah bintang muda terus menarik gas di sekitarnya, bertambah massanya bahkan saat ia mulai bersinar.
Masalah utama bagi para astronom adalah visibilitas. Selama jutaan tahun pertama kehidupan yang kritis ini, bintang-bintang diselimuti oleh kepompong gelap dan berdebu yang menghalangi cahaya tampak dan bahkan sebagian besar cahaya inframerah. Hal ini membuat sangat sulit untuk mengamati proses pertumbuhan secara real-time.
Memahami tahap ini sangat penting karena massa adalah sifat paling mendasar dari sebuah bintang. Massa sebuah bintang menentukan:
– Kecerahannya (luminositas)
– Suhu permukaannya
– Seluruh umurnya
– Nasib akhirnya (apakah menjadi katai putih atau supernova)
Saat ini, para astronom mengetahui bahwa bintang bermassa rendah jauh lebih umum dibandingkan bintang bermassa tinggi—sebuah konsep yang dikenal sebagai Fungsi Massa Awal —tetapi mereka kekurangan data pengamatan untuk menjelaskan sepenuhnya mengapa distribusi ini ada.
Menggunakan Gelombang Radio untuk Melacak Gerakan Orbital
Untuk menghindari debu tersebut, para peneliti beralih ke astronomi radio. Berbeda dengan cahaya tampak, gelombang radio dapat menembus awan gas padat tanpa hambatan.
Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Sergio A. Dzib Quijano dari Max Planck Institute for Radio Astronomy memanfaatkan Very Long Baseline Array (VLBA) —jaringan teleskop radio raksasa di seluruh Amerika Serikat—untuk mempelajari Kompleks Molekuler Orion. Terletak sekitar 1.300 tahun cahaya, wilayah ini adalah salah satu wilayah pembentuk bintang paling aktif di langit kita.
Tim fokus pada sistem biner —pasangan bintang yang mengorbit pada pusat massa yang sama. Dengan melacak orbit ini, para peneliti menerapkan hukum fisika untuk menghitung massa bintang:
1. Tim mengamati periode orbit (berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk satu revolusi).
2. Mereka mengukur kecepatan (seberapa cepat bintang bergerak).
3. Dengan menganalisis “gerakan tarian” ini, mereka secara matematis dapat memperoleh massa pasti dari bintang-bintang yang terlibat.
Menguji Hukum Evolusi Bintang
Ketepatan VLBA memungkinkan tim melacak 15 sistem biner dengan akurasi milidetik. Resolusi tinggi ini menghasilkan beberapa temuan penting:
- Penentuan Massa: Tim berhasil menentukan massa untuk tujuh sistem.
- Validasi Teori: Dalam empat sistem ini, pengukurannya sangat tepat sehingga dapat dihitung dari “prinsip pertama”, tanpa bergantung pada model teoretis yang sudah ada.
- Menyempurnakan Model: Hasilnya menunjukkan bahwa sebagian besar massa yang diukur selaras dengan prediksi teoretis saat ini. Namun, perbedaan yang ditemukan di beberapa sistem menunjukkan bahwa meskipun model yang ada saat ini sebagian besar sudah benar, model tersebut memerlukan penyempurnaan lebih lanjut untuk memperhitungkan kompleksitas pertumbuhan bintang.
“Pengukuran massa yang akurat ini kini mengubah Orion menjadi laboratorium presisi untuk menguji bagaimana bintang-bintang muda terbentuk dan berevolusi,” kata Jazmin Ordonez-Toro dari Universidad Nacional Autónoma de México.
Kesimpulan
Dengan menggunakan gelombang radio untuk melewati debu kosmik, para astronom telah mengubah nebula Orion menjadi tempat pengujian fisika bintang. Pengukuran massa yang tepat ini memberikan data yang diperlukan untuk menjembatani kesenjangan antara model teoretis dan kenyataan sebenarnya tentang bagaimana bintang dilahirkan.
