Sainskita.com - Jika kita melihat ke arah langit pada malam hari, kita akan melihat bintang-bintang bertaburan. Cahanyanya kelap-kelip. Betapa indahnya. Membuat takjub bagi yang memandang.
Namun, pernahkah kamu berpikir berapa sih massa dari bintang tersebut, atau bagaimana cara kita atau astronom bisa menghitungnya? Di sini, saya akan membantu menjelaskan.
Tahukah kamu, dalam astronomi, ada yang dikenal dengan istilah bintang biner. Bintang biner merupakan sistem bintang yang terdiri dari dua bintang yang berputar mengelilingi pusat massa yang sama.
Sistem bintang ini memberikan semua informasi yang dibutuhkan bagi kita untuk mengukur massa bintang.
Merujuk pada EarthSky, Sabtu (15/5/2021), ada banyak bintang biner yang memenuhi langit. Faktanya, sebagian besar dari semua bintang yang kita lihat adalah bagian dari sistem bintang ganda dari dua atau lebih bintang.
Untuk mencari massa bintang itu, kita hanya perlu mengetahui dua hal. Pertama, sumbu semi-mayor atau jarak rata-rata antara dua bintang. Ini sering dinyatakan dalam satuan astronomi, yakni jarak rata-rata antara bumi dan matahari.
Kedua, waktu yang diperlukan bagi dua bintang berputar mengelingi satu dengan yang lain. Ini biasa disebut dengan periode orbit, dan sering dinyatakan dalam bumi-tahun.
Dengan dua pengamatan itu saja, para astronom dapat menghitung massa bintang, yang biasanya mereka nyatakan dalam satuan massa matahari, yaitu ukuran berapa banyak matahari kita yang "ditimbang" oleh bintang itu.
Perlu diketahui, matahari memiliki massa yaitu 1,989 x 10 30 kilogram, atau sekitar 333.000 kali massa planet bumi.
Contohnya saja Sirius, bintang yang paling terang di langit malam. Jika dilihat dengan menggunakan mata telanjang, Sirius tampak seperti bintang tunggal. Padahal, tidak. Dia termasuk bintang biner.
Kedua bintang mengorbit satu sama lain dengan periode sekitar 50 tahun bumi, dengan jarak rata-rata sekitar 20 unit astronomi. Yang lebih terang dari keduanya disebut Sirius A, sedangkan pendamping yang lebih redup disebut Sirius B.
Lalu, bagaimana astronom menemukan massa Sirius A dan B?
Mereka hanya memasukkan jarak rata-rata antara dua bintang dan periode orbitnya ke dalam rumus yang pertama kali diturunkan oleh Johannes Kepler pada tahun 1618, dan dikenal sebagai hukum Ketiga Kepler:
Massa total = jarak 3 / periode 2
Di sini, jarak adalah jarak rata-rata antara bintang adalah 20 dalam satuan astronomi, dan periode orbitnya adalah 50 tahun.
Setelah dikalkulasikan, kita mendapatkan massa totalnya adalah sekitar tiga kali massa matahari. Ingat, ini bukan massa dari satu bintang tetapi dari kedua bintang yang dijumlahkan.
Untuk mengetahui massa masing-masing bintang, kita perlu mengetahui jarak rata-rata setiap bintang dari barycenter atau pusat massa yang sama dari kedua bintang itu. Untuk mempelajari ini, sekali lagi astronom mengandalkan pengamatan mereka.
Ternyata Sirius B, bintang yang kurang masif, berjarak sekitar dua kali lebih jauh dari barycenter daripada Sirius A. Itu berarti Sirius B memiliki sekitar setengah massa Sirius A.
Jadi, jika kita mengetahui keseluruhan sistem adalah sekitar tiga massa matahari, Anda dapat menyimpulkan bahwa massa Sirius A adalah sekitar dua massa matahari, sedangkan Sirius B hampir sama dengan massa matahari kita.
Namun, bagaimana dengan bintang yang sendirian di sistem bintangnya, seperti matahari?
Sistem bintang biner sekali lagi menjadi kuncinya. Setelah kita menghitung massa untuk banyak bintang dalam sistem biner, dan juga mengetahui seberapa bercahaya mereka, kita perhatikan bahwa ada hubungan antara luminositas dan massanya.
Dengan kata lain, untuk bintang tunggal, kita hanya perlu mengukur luminositasnya dan kemudian menggunakan hubungan luminositas massa untuk mengetahui massanya. [far]
