Meski masih misterius, materi gelap adalah lima kali lebih banyak
daripada materi biasa di alam semesta. Materi gelap mempengaruhi
pembentukan dan pengelompokan galaksi, serta gerak bintang-bintang
melalui galaksi mereka. Jadi para ilmuwan tergoda untuk bertanya-tanya
apa efek materi gelap pada pembentukan dan evolusi bintang-bintang?
Masalahnya adalah kita tidak bisa memastikan tanpa pemahaman tentang
jenis materi gelap yang ada. Namun ini tidak menghentikan beberapa
astronom dari berspekulasi ...
Istilah Dark Star atau bintang gelap bukanlah bintang yang redup atau gelap, tetapi mengacu pada bintang-bintang yang juga terdiri dari materi gelap disamping materi biasa. Bintang bintang seperti ini justru bisa lebih terang dan lebih panas daripada bintang-bintang (pada kelas yang sama) yang hanya terdiri dari materi biasa.
Awalnya bintang-bintang gelap atau Dark Stars adalah jenis bintang yang diprediksi ada hanya di awal alam semesta sebelum bintang konvensional mampu terbentuk. Namun penelitian terbaru menyatakan bahwa ada kemungkinan bintang gelap masih ada dan terbentuk, dan mungkin mereka ada dalam galaksi kita sendiri.
Satu ide adalah bahwa materi gelap bisa terakumulasi dalam inti bintang. Meskipun perkiraan kepadatan arus materi gelap di sekitar bintang seperti Matahari tidak akan memiliki efek yang signifikan, tetapi jika kepadatannya sekitar 200 kali lebih padat, dan jika materi gelap adalah jenis yang dikenal sebagai materi gelap asimetris (Asymmetric Dark Matter disingkat ADM), maka itu bisa mempengaruhi kecerahan bintang, terutama yang berukuran matahari atau lebih kecil.
Salah satu ide tentang materi gelap adalah bahwa materi gelap mungkin terdiri dari beberapa jenis partikel yang belum diketahui (WIMPs). Sama seperti partikel materi biasa, yang memiliki pasangan partikel anti-materi, partikel materi gelap juga mungkin memiliki pasangan partikel anti materi gelap. Materi gelap Asymmetric adalah jenis materi gelap hipotetis di mana ada asimetri antara materi biasa dan anti materi gelap. Ini berarti bahwa kedua jenis tidak akan memusnahkan satu sama lain dengan sangat efektif, sehingga jenis sinyal sinar gamma yang beberapa astronom telah mencarinya (dan mungkin telah ditemukan) tidak akan sangat kuat.
Tapi ADM tersebut akan berinteraksi dengan reaksi nuklir di dalam inti bintang. Sebagai hasil dari interaksi ini, fusi yang terjadi akan lebih efisien, sehingga bintang itu akan menghasilkan lebih banyak cahaya dan panas daripada yang diharapkan. Untuk bintang-bintang besar, dorongan ekstra ini akan menjadi kecil dibandingkan dengan yang dihasilkan materi biasa, tetapi untuk bintang yang lebih kecil (terutama bintang kerdil merah) dorongan ekstra ini bisa menjadi signifikan. Akibatnya, bintang yang kecil bisa lebih cerah dan lebih panas dari yang diharapkan.
Karena diperkirakan materi gelap akan memiliki kepadatan yang lebih tinggi disekitar inti galaksi, jadi kepadatan materi gelap di wilayah itu mungkin cukup tinggi untuk memiliki dampak terukur pada fusi bintang. Jika itu terjadi, maka kita harus bisa mengamati bintang kerdil merah di dekat pusat galaksi yang lebih panas dan lebih terang dari prediksi massa mereka. Mengamati bintang katai merah seperti itu di inti galaksi kita sendiri akan sulit karena banyaknya gas dan debu di daerah itu, tapi mungkin efek seperti itu dapat diamati di galaksi lain.
Namun, para ilmuwan juga mencatat bahwa ada kemungkinan bahwa bintang bisa menangkap ADM dalam lingkungan yang kaya dengan materi gelap seperti pusat galaksi kita, dan kemudian bermigrasi ke tempat lain di galaksi, mungkin lebih dekat dengan kita. Dalam kasus ini, para ilmuwan memprediksi bahwa efek dari materi gelap masih akan terlihat dan lebih mudah terdeteksi.
Namun semua ini masih cukup spekulatif. Materi gelap masih menjadi misteri besar, dan mungkin ADM tidak ada. Tapi mengembangkan jenis model untuk menentukan efek apa yang mungkin terjadi tetap merupakan sebuah usaha yang berguna. Dengan cara itu, jika kita mulai melihat efek ini, mereka bisa membawa kita ke model yang benar.
Istilah Dark Star atau bintang gelap bukanlah bintang yang redup atau gelap, tetapi mengacu pada bintang-bintang yang juga terdiri dari materi gelap disamping materi biasa. Bintang bintang seperti ini justru bisa lebih terang dan lebih panas daripada bintang-bintang (pada kelas yang sama) yang hanya terdiri dari materi biasa.
Awalnya bintang-bintang gelap atau Dark Stars adalah jenis bintang yang diprediksi ada hanya di awal alam semesta sebelum bintang konvensional mampu terbentuk. Namun penelitian terbaru menyatakan bahwa ada kemungkinan bintang gelap masih ada dan terbentuk, dan mungkin mereka ada dalam galaksi kita sendiri.
Satu ide adalah bahwa materi gelap bisa terakumulasi dalam inti bintang. Meskipun perkiraan kepadatan arus materi gelap di sekitar bintang seperti Matahari tidak akan memiliki efek yang signifikan, tetapi jika kepadatannya sekitar 200 kali lebih padat, dan jika materi gelap adalah jenis yang dikenal sebagai materi gelap asimetris (Asymmetric Dark Matter disingkat ADM), maka itu bisa mempengaruhi kecerahan bintang, terutama yang berukuran matahari atau lebih kecil.
Salah satu ide tentang materi gelap adalah bahwa materi gelap mungkin terdiri dari beberapa jenis partikel yang belum diketahui (WIMPs). Sama seperti partikel materi biasa, yang memiliki pasangan partikel anti-materi, partikel materi gelap juga mungkin memiliki pasangan partikel anti materi gelap. Materi gelap Asymmetric adalah jenis materi gelap hipotetis di mana ada asimetri antara materi biasa dan anti materi gelap. Ini berarti bahwa kedua jenis tidak akan memusnahkan satu sama lain dengan sangat efektif, sehingga jenis sinyal sinar gamma yang beberapa astronom telah mencarinya (dan mungkin telah ditemukan) tidak akan sangat kuat.
Tapi ADM tersebut akan berinteraksi dengan reaksi nuklir di dalam inti bintang. Sebagai hasil dari interaksi ini, fusi yang terjadi akan lebih efisien, sehingga bintang itu akan menghasilkan lebih banyak cahaya dan panas daripada yang diharapkan. Untuk bintang-bintang besar, dorongan ekstra ini akan menjadi kecil dibandingkan dengan yang dihasilkan materi biasa, tetapi untuk bintang yang lebih kecil (terutama bintang kerdil merah) dorongan ekstra ini bisa menjadi signifikan. Akibatnya, bintang yang kecil bisa lebih cerah dan lebih panas dari yang diharapkan.
Diagram Hertzsprung-Russell untuk bintang
dengan satu solar mass di lingkungan dengan berbagai kepadatan materi
gelap asimetris. Pada kepadatan rendah (garis biru dan ungu),
bintang-bintang yang terang, sedangkan pada kepadatan yang lebih tinggi
(hijau dan oranye garis), bintang-bintang yang lebih dingin jika
dibandingkan dengan bintang-bintang di jalur standar yang tidak
mengandung materi gelap.
Karena diperkirakan materi gelap akan memiliki kepadatan yang lebih tinggi disekitar inti galaksi, jadi kepadatan materi gelap di wilayah itu mungkin cukup tinggi untuk memiliki dampak terukur pada fusi bintang. Jika itu terjadi, maka kita harus bisa mengamati bintang kerdil merah di dekat pusat galaksi yang lebih panas dan lebih terang dari prediksi massa mereka. Mengamati bintang katai merah seperti itu di inti galaksi kita sendiri akan sulit karena banyaknya gas dan debu di daerah itu, tapi mungkin efek seperti itu dapat diamati di galaksi lain.
Namun, para ilmuwan juga mencatat bahwa ada kemungkinan bahwa bintang bisa menangkap ADM dalam lingkungan yang kaya dengan materi gelap seperti pusat galaksi kita, dan kemudian bermigrasi ke tempat lain di galaksi, mungkin lebih dekat dengan kita. Dalam kasus ini, para ilmuwan memprediksi bahwa efek dari materi gelap masih akan terlihat dan lebih mudah terdeteksi.
Namun semua ini masih cukup spekulatif. Materi gelap masih menjadi misteri besar, dan mungkin ADM tidak ada. Tapi mengembangkan jenis model untuk menentukan efek apa yang mungkin terjadi tetap merupakan sebuah usaha yang berguna. Dengan cara itu, jika kita mulai melihat efek ini, mereka bisa membawa kita ke model yang benar.
No comments:
Post a Comment