AlegsaOnline.com

Katai putih

Pengarang: Leandro Alegsa

18-05-2022

Katai putih adalah bintang yang kompak. Materi mereka terjepit bersama. Gravitasi telah menarik atom-atomnya saling berdekatan, dan melepas elektron-elektronnya. Massa katai putih mirip dengan massa Matahari, tetapi volumenya mirip dengan Bumi.

Katai putih adalah evolusi akhir dari semua bintang yang massanya tidak cukup tinggi untuk menjadi bintang neutron. Lebih dari 97% bintang di Bima Sakti akan menjadi bintang katai putih.^§1 Setelah masa hidup bintang deret utama yang mengandung hidrogen berakhir, bintang tersebut akan mengembang menjadi raksasa merah yang memadukan helium dengan karbon dan oksigen di intinya. Jika raksasa merah tidak memiliki massa yang cukup untuk memadukan karbon, sekitar 1 miliar K, karbon dan oksigen yang tidak aktif akan menumpuk di pusatnya. Setelah menumpahkan lapisan terluarnya untuk membentuk planetari nebula, ia akan meninggalkan intinya, yaitu katai putih.

Materi dalam katai putih tidak lagi mengalami reaksi fusi, sehingga bintang tidak memiliki sumber energi. Hal ini tidak didukung oleh panas fusi terhadap keruntuhan gravitasi.

Bintang seperti Matahari akan menjadi katai putih ketika bahan bakarnya sudah habis. Menjelang akhir hidupnya, bintang ini akan melalui tahap raksasa merah, dan kemudian kehilangan sebagian besar gasnya, sampai yang tersisa berkontraksi dan menjadi katai putih muda.

Foto Sirius A dan Sirius B yang diambil oleh Teleskop Hubble. Sirius B, yang merupakan katai putih, dapat dilihat sebagai titik cahaya redup di sebelah kiri bawah Sirius A yang jauh lebih terang.

Sejarah

Bintang katai putih ditemukan pada abad ke-18. Bintang katai putih pertama, yang disebut 40 Eridani B, ditemukan pada 31 Januari 1783 oleh William Herschel.^p73 Bintang ini merupakan bagian dari sistem tiga bintang yang disebut 40 Eridani.

Bintang katai putih kedua ditemukan pada tahun 1862, tetapi pada awalnya dikira katai merah. Itu adalah bintang kecil di dekat bintang Sirius. Bintang pendamping ini, yang disebut Sirius B, memiliki suhu permukaan sekitar 25.000 kelvin, sehingga dianggap sebagai bintang panas. Namun, Sirius B sekitar 10.000 kali lebih redup daripada bintang utama, Sirius A. Para ilmuwan telah menemukan bahwa massa Sirius B hampir sama dengan massa Matahari. Artinya, Sirius B dulunya adalah bintang yang mirip dengan Matahari.

Pada tahun 1917, Adriaan van Maanen menemukan katai putih yang disebut Van Maanen 2. Itu adalah katai putih ketiga yang ditemukan. Ini adalah katai putih terdekat dengan Bumi, kecuali Sirius B.

Radiasi dan suhu

Katai putih memiliki luminositas (jumlah total cahaya yang dipancarkan) yang rendah, tetapi intinya sangat panas. Inti mungkin 10⁷ K, sedangkan permukaannya hanya 10⁴ K.

Katai putih sangat panas ketika terbentuk, tetapi karena tidak memiliki sumber energi, secara bertahap ia akan meradiasikan energinya dan mendingin. Ini berarti, radiasi yang memberinya warna biru atau putih pada awalnya, akan berkurang seiring waktu. Dalam waktu yang sangat lama, katai putih akan mendingin hingga suhu di mana ia tidak lagi memancarkan cahaya. Kecuali katai putih mendapatkan materi dari bintang pasangan atau sumber lain, radiasinya berasal dari panas yang tersimpan. Ini tidak tergantikan.

Katai putih mendingin perlahan-lahan karena dua alasan. Mereka memiliki area permukaan yang sangat kecil untuk memancarkan panas ini, sehingga mereka mendingin secara bertahap, tetap panas untuk waktu yang lama. Selain itu, katai putih sangat buram. Materi degenerasi yang membentuk sebagian besar katai putih menghentikan cahaya dan radiasi elektromagnetik lainnya, sehingga radiasi tidak membawa banyak energi.

Pada akhirnya, semua katai putih akan mendingin menjadi katai hitam, yang disebut demikian karena mereka tidak memiliki energi untuk menciptakan cahaya. Belum ada katai hitam karena dibutuhkan waktu lebih lama dari usia alam semesta saat ini bagi katai putih untuk mendingin. Katai hitam adalah apa yang akan tersisa dari bintang setelah semua energinya (panas dan cahaya) habis.

Penyalaan kembali

Katai putih dapat menyala kembali dan meledak sebagai supernova jika mereka mendapatkan lebih banyak materi. Ada massa maksimum agar katai putih tetap stabil. Ini dikenal sebagai batas Chandrasekhar.

Sebagai contoh, sebuah katai bisa menarik materi dari bintang pasangannya, sehingga membuatnya melewati batas Chandrasekhar. Massa ekstra akan memulai reaksi fusi karbon. Menurut para astronom, penyalaan kembali ini mungkin menjadi penyebab supernova Tipe Ia.

Pertanyaan dan Jawaban

T: Apa yang dimaksud dengan kurcaci putih?

J: Katai putih adalah bintang yang padat dan materinya telah dirapatkan oleh gravitasi dan elektron-elektronnya terlepas.

T: Bagaimana perbandingan massa katai putih dengan Matahari?

J: Massa katai putih mirip dengan massa Matahari, tapi volumenya mirip dengan volume Bumi.

T: Jenis bintang apa yang menjadi katai putih?

A: Katai putih adalah kondisi evolusi terakhir dari semua bintang yang massanya tidak cukup tinggi untuk menjadi bintang neutron. Lebih dari 97% bintang di Bimasakti akan menjadi bintang katai putih.

T: Bagaimana bintang raksasa merah terbentuk?

A: Setelah masa hidup bintang deret utama berakhir, bintang tersebut akan mengembang dan membentuk bintang raksasa merah yang menggabungkan helium dengan karbon dan oksigen di intinya. Jika tidak memiliki massa yang cukup untuk menyatukan karbon, karbon dan oksigen yang tidak aktif akan menumpuk di pusatnya.

T: Apa yang terjadi setelah pelepasan lapisan terluar untuk membentuk planetari nebula?

A: Setelah melepaskan lapisan terluarnya untuk membentuk planetari nebula, yang tersisa adalah inti yang menjadi katai putih.

T: Apakah materi di dalam katai putih mengalami reaksi fusi?

A: Tidak, materi di katai putih tidak lagi mengalami reaksi fusi sehingga tidak ada sumber energi untuknya dan tidak dapat ditopang oleh panas untuk melawan keruntuhan gravitasi.

T: Bagaimana Matahari menjadi katai putih?

J: Matahari akan menjadi katai putih ketika bahan bakarnya habis menjelang akhir hidupnya; pertama-tama ia akan melalui tahap raksasa merah kemudian kehilangan sebagian besar gasnya hingga akhirnya mengerut menjadi katai putih muda.