Kisah Bintang-bintang 10 Ribu Kali Matahari di Awal Mula Semesta

Bintang-bintang pertama di alam semesta diduga memiliki massa lebih dari 10.000 kali massa Matahari, kira-kira 1.000 kali lebih besar dari bintang terbesar yang masih menyala saat ini.

Saat ini, bintang terbesar yang terdeteksi berukuran 100 kali massa Matahari.

Alam semesta awal, dikutip dari Space, adalah tempat yang jauh lebih eksotis; penuh dengan bintang mega-raksasa yang hidup cepat dan mati di usia sangat muda.

Lebih dari 13 miliar tahun yang lalu, tidak lama setelah Big Bang atau Dentuman Besar, alam semesta tidak memiliki bintang. Hampir seluruhnya hanya terdiri dari hidrogen dan helium.

Selama ratusan juta tahun, gas netral mulai menumpuk menjadi bola-bola materi yang semakin padat. Periode ini dikenal sebagai Abad Kegelapan kosmik.

Di alam semesta modern, bola materi padat dengan cepat runtuh membentuk bintang. Namun, itu karena alam semesta modern memiliki sesuatu yang tidak dimiliki alam semesta awal.

Ketika itu, banyak unsur yang lebih berat daripada hidrogen dan helium. Unsur-unsur ini sangat efisien dalam memancarkan energi. Hal ini memungkinkan gumpalan padat menyusut dengan sangat cepat, runtuh ke kepadatan yang cukup tinggi untuk memicu fusi nuklir.

Proses fusi nuklir yaitu menggerakkan bintang dengan menggabungkan unsur yang lebih ringan menjadi unsur yang lebih berat.

Satu-satunya cara untuk mendapatkan unsur yang lebih berat adalah melalui proses fusi nuklir yang sama. Beberapa generasi bintang yang terbentuk, melebur, dan mati memperkaya kosmos hingga keadaannya saat ini.

Tanpa kemampuan melepaskan panas dengan cepat, bintang generasi pertama mestinya terbentuk dalam kondisi yang jauh berbeda dan jauh lebih sulit.

Cold Fronts

Untuk memahami teka-teki bintang pertama ini, tim ahli astrofisika beralih ke simulasi komputer canggih dari zaman kegelapan untuk memahami apa yang terjadi saat itu.

Mereka melaporkan temuan mereka pada bulan Januari dalam sebuah makalah yang diterbitkan ke database pracetak arXiv dan diserahkan untuk kajian sejawat atau peer review ke Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Karya baru ini menampilkan semua unsur kosmologis biasa, antara lain materi gelap untuk membantu menumbuhkan galaksi, evolusi dan penggumpalan gas netral, serta radiasi yang dapat mendinginkan dan terkadang memanaskan kembali gas.

Cold front adalah aliran materi dingin yang bergerak cepat, yang menghantam struktur yang sudah terbentuk.

Para peneliti menemukan jaringan interaksi yang kompleks mendahului pembentukan bintang pertama.

Gas netral mulai terkumpul dan menggumpal. Hidrogen dan helium melepaskan sedikit panas, yang memungkinkan gumpalan gas netral perlahan-lahan mencapai kepadatan yang lebih tinggi.

Tetapi gumpalan dengan kepadatan tinggi menjadi sangat hangat, menghasilkan radiasi yang memecah gas netral dan mencegahnya terpecah menjadi banyak gumpalan yang lebih kecil.

Itu berarti bintang yang terbuat dari gumpalan tersebut bisa menjadi sangat besar.

Bintang supermasif

Interaksi bolak-balik antara radiasi dan gas netral ini menyebabkan genangan gas netral yang masif pada awal galaksi pertama.

Gas jauh di dalam proto-galaksi membentuk piringan akresi yang berputar cepat, sehingga membentuk cincin materi yang mengalir cepat yang terbentuk di sekitar objek masif, termasuk black hole di alam semesta modern.

Sementara itu, di tepi luar proto-galaksi, bagian depan gas yang dingin menghujani. Front terdingin dan paling masif menembus proto-galaksi sampai ke piringan akresi.

Front dingin ini menghantam piringan, dengan cepat meningkatkan massa dan kerapatannya ke ambang kritis, sehingga memungkinkan bintang pertama muncul.

Dikutip dari Phys, ketika itu terjadi, gelombang kejut terbentuk. Gelombang kejut itu dengan cepat membuat gas tidak stabil dan memicu keruntuhan seketika kantong-kantong materi yang besar.

Kantung besar itu bisa puluhan ribu kali lebih besar dari Matahari, dan dalam beberapa kasus bahkan 100 ribu kali lebih besar dari Matahari. Tanpa ada yang menghentikan keruntuhannya, mereka segera membentuk bintang raksasa, yang dikenal sebagai bintang supermasif.

Bintang-bintang pertama itu adalah gumpalan gas netral raksasa yang menyalakan inti fusi mereka sekaligus, melewati tahap di mana mereka terpecah menjadi potongan-potongan kecil.

Mereka sangat terang meski hidupnya singkat, kurang dari satu juta tahun. Setelah itu, mereka akan mati dalam semburan ledakan supernova yang dahsyat.

[Gambas:Video CNN]