Bergabungnya 2 White Dwarf

Para astronom mengumumkan penemuan sejumlah besar variasi oksigen yang tidak biasa pada dua buah bintang dari jenis yang sangat langka. Penemuan ini mengisyaratkan bahwa asal-usul kedua jenis bintang tersebut mungkin berhubungan dengan proses fisika yang terjadi dibalik bergabungnya sepasang bintang kerdil putih.

Bintang ganjil tersebut dikenal sebagai tipe bintang hydrogen-deficient (HdC) dan R Coronae Borealis (RCB). Keduanya hampir-hampir tidak memiliki kandungan hidrogen — elemen yang menyusun hampir 90% pada kebanyakan bintang. Yang mengejutkan, keduanya memiliki kandungan isotop oksigen-18 ribuan kali lebih tinggi dibandingkan bintang normal seperti Matahari. Penemuan kandungan oksigen-18 yang abnormal itu berdasarkan observasi near-infrared spectroscopic menggunakan perangkat Gemini Near-Infrared Spectrograph (GNIRS) yang dipasang di teleskop 8-meter Gemini-South di Chile.

Penemuan ini dipresentasikan pada pertemuan American Astronomical Society ke-209 di Seattle, Washington oleh kelompok yang terdiri dari: Dr. Geoffrey C. Clayton (Louisiana State University, Baton Rouge, LA), Dr. Thomas R. Geballe (Gemini Observatory, Hilo, HI), Dr. Falk Herwig (Keele University, UK) dan Dr. Christopher Fryer (Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM), serta Dr. Martin Asplund (Mount Stromlo Observatory, Australia).

Peristiwa bergabungnya dua bintang kerdil putih dapat menjelaskan kelimpahan oksigen-18 di beberapa bintang langka. Ilustrasi diatas menunjukkan sebagian dari proses penggabungan tersebut. Energi yang dihasilkan menyebabkan bitang baru hasil penggabungan mengembang hingga 1.000 kali lebih besar dari bintang kerdil-putih yang membentuknya (Gambar: Jon Lomberg)

Terdorong oleh penemuan ini, kelompok tersebut melakukan simulasi terhadap reaksi nuklir yang akan berlangsung apabila dua bintang dari tipe kerdil putih bergabung menjadi satu bintang — berdasarkan teori Prof. Ronald F. Webbink (University of Illinois) pada 1984 mengenai asal-usul bintang tipe RCB. Menurut Clayton, proses tersebut cukup tepat untuk menghasilkan oksigen-18 yang teramati pada kedua bintang tersebut. “Saat proses penggabungan, ketika reaksi nuklir mengambil bagian, temperatur tidak terlalu panas atau terlalu dingin, namun cukup tepat untuk menghasilkan sejumlah besar oksigen-18,” demikian Clayton.

Salah satu tantangan untuk memahami bintang-bintang ini adalah bagaimana oksigen-18 dapat terbentuk dari nitrogen dalam bintang sementara oksigen-16 yang berasal dari karbon yang sudah ada sebelumnya tetap berada dalam jumlah yang wajar. “Rasio antara kandungan oksigen-18 dengan oksigen-16 sangat penting, dan dalam kedua bintang ini, rasionya sangat timpang. Meskipun kita memerlukan permodelan yang lebih presisi, teori gabungan bintang kerdil putih kelihatannya memungkinkan hal ini terjadi,” jelas Clayton.

Bintang RCB adalah sekelompok kecil bintang super-raksasa (supergiant) yang kaya akan unsur karbon yang kecerlangannya sedang berkurang dalam interval yang tidak teratur, biasanya dalam durasi beberapa tahun, sebelum kembali ke kecelangan semula. Teori terkini memperkirakan bahwa karbon yang sewaktu-waktu berkondensasi dalam gas yang terlontar mungkin bertanggung jawab terhadap meredupnya cahaya bintang tersebut. Di sisi lain, bintang tipe HdC, walaupun mirip dengan tipe RCB dalam kelimpahan elemennya, tidak melontarkan gas, dan karenanya tidak menghasilkan debu atau menunjukkan tingkat kecerlangan yang berubah-ubah.

Teori alternatif dari penggabungan pasangan bintang kerdil putih yang diusulkan oleh Icko Iben (University of Illinois) menyebutkan bahwa bintang yang kaya oleh kandungan oksigen-18 dapat terbentuk apabila sebuah bintang tunggal yang sedang berada di ambang fase sebagai bintang kerdil-putih mengalami fusi termonuklir yang penghabisan (final-flash) di dekat permukaannya. Hal ini membuat bintang tersebut mengembang hingga seukuran bintang super-raksasa sementara atmosfer luarnya mengalami pendinginan.

Model final-flash ini merupakan penjelasan yang menarik karena sebelumnya dua bintang yang dikenal sebagai V605 Aquilae dan Sakurai’s Object telah diketahui mengalami tahapan ini, dimana kedua bintang tersebut menunjukkan kesamaan dengan bintang tipe RCB dalam kelimpahan materi, temperatur, dan kecerlangannya. Demikian dijelaskan Thomas R. Geballe, salah seorang anggota tim. “Namun demikian, kedua bintang itu kini diketahui hanya menghabisakan beberapa tahun dalam fase tersebut dan dengan demikian hanya mengalami periode yang sangat singkat sebagai bintang super-raksasa dingin sehingga membuatnya tidak dapat digolongkan kedalam tipe RCB yang ada di galaksi Bimasakti,” jelas Geballe. Bintang dari jenis ini sedemikian jarang hingga total hanya 55 buah bintang HdC dan RCB yang dikenali di galaksi kita. (astronomy.com)

credits