Studi Buktikan Bintang-bintang Memang "Berkedip"

Gelombang yang muncul dari inti bintang besar, misalnya, mengeluarkan suara seperti senjata sinar yang melengkung, meledak melalui lanskap asing. (Foto: NASA, ESA, CSA, STSCI and ERO Pr/Space Telescope Science Institut)

JAKARTA, MARIKITABACA.ID -- Sejak dulu banyak yang menyebutkan bintang di langit berkelap-kelip karena efek atmosfer Bumi. Ketika cahaya bintang memasuki atmosfer Bumi, udara akan membiaskan cahaya dengan tingkat yang berbeda tergantung kerapatannya.

Perubahan intensitas ini kemudian menyebabkan cahaya dari bintang berkelap-kelip jika dilihat dari Bumi.

Namun, sebuah studi terbaru mengungkap bahwa bintang memang sebetulnya berkelap-kelip dan bukan karena efek atmosfer. Bintang berkelap-kelip disebabkan oleh gelombang gas yang beriak di permukaannya yang tidak terlihat oleh teleskop yang berada di Bumi saat ini.

Dalam sebuah studi baru yang terbit 27 Juli di jurnal Nature Astronomy, tim peneliti yang dipimpin Universitas Northwestern mengembangkan simulasi 3D pertama energi beriak dari inti bintang masif ke permukaan luarnya. Dengan menggunakan model-model baru ini, para peneliti menentukan, untuk pertama kalinya, berapa banyak bintang yang seharusnya berkelap-kelip.

Untuk pertama kalinya, tim juga mengubah gelombang gas yang beriak menjadi gelombang suara, memungkinkan pendengar untuk mendengar seperti apa bagian dalam bintang dan kelap-kelip seharusnya terdengar.

Evan Anders, pemimpin studi ini mengungkapkan gerakan di inti bintang meluncurkan gelombang seperti yang ada di lautan. Ketika gelombang tiba di permukaan, mereka membuatnya berkelap-kelip sedemikian rupa, sehingga para astronom dapat mengamatinya.

"Untuk pertama kalinya, kami telah mengembangkan model komputer yang memungkinkan kami untuk menentukan seberapa banyak sebuah bintang harus berkelap-kelip sebagai akibat dari gelombang ini," kata Evans, mengutip Science Daily, Kamis (10/8).

"Ini memungkinkan teleskop ruang angkasa di masa depan untuk menyelidiki daerah pusat di mana bintang menempa unsur-unsur yang kita andalkan untuk hidup dan bernafas," imbuhnya.

Kekacauan zona konveksi

Semua bintang memiliki zona konveksi atau tempat di mana energi dialirkan melalui proses konveksi. Untuk bintang masif (setidaknya sekitar 1,2 kali massa Matahari), zona konveksi ini berada di intinya.

"Konveksi di dalam bintang serupa dengan proses yang memicu badai petir. Udara yang didinginkan turun, menghangat, dan naik lagi. Ini adalah proses turbulen yang mengangkut panas," kata Anders.

Hal itu juga membuat gelombang, aliran air kecil yang menyebabkan cahaya bintang meredup dan menjadi lebih terang, menghasilkan kelap-kelip halus. Karena inti bintang masif tidak bisa dilihat, Anders dan tim berusaha membuat model konveksi tersembunyi.

Berdasarkan penelitian yang meneliti sifat-sifat konveksi inti yang bergolak, karakteristik gelombang, dan kemungkinan fitur-fitur pengamatan dari gelombang-gelombang tersebut, simulasi baru yang dilakukan tim ini menyertakan semua fisika yang relevan untuk memprediksi secara akurat bagaimana kecerlangan bintang berubah tergantung pada gelombang yang dihasilkan oleh konveksi.

Setelah konveksi menghasilkan gelombang, gelombang tersebut memantul di dalam bintang yang disimulasikan. Sementara, beberapa gelombang akhirnya muncul ke permukaan bintang untuk menghasilkan efek kelap-kelip, gelombang lain terperangkap dan terus memantul.

Untuk mengisolasi gelombang yang meluncur ke permukaan dan menciptakan kelap-kelip, Anders dan timnya membuat filter yang menjelaskan bagaimana gelombang memantul di dalam simulasi.

"Kami pertama-tama menempatkan lapisan peredam di sekitar bintang --seperti dinding empuk yang Anda miliki di studio rekaman-- sehingga kami dapat mengukur dengan tepat bagaimana konveksi inti membuat gelombang," jelas Anders.

Anders membandingkannya dengan studio musik, yang memanfaatkan dinding berlapis kedap suara untuk meminimalkan akustik, sehingga musisi dapat mengekstraksi "suara murni" dari musik tersebut. Musisi kemudian menerapkan filter dan merekayasa rekaman tersebut untuk menghasilkan lagu sesuai keinginan mereka.

Anders dan kolaboratornya menerapkan filter mereka pada gelombang murni yang mereka ukur keluar dari inti konvektif. Mereka kemudian mengikuti gelombang yang memantul dalam model bintang, akhirnya menemukan bahwa filter mereka secara akurat menggambarkan bagaimana bintang mengubah gelombang yang berasal dari inti.

Mereka kemudian mengembangkan filter berbeda untuk mengetahui bagaimana gelombang memantul di dalam bintang sungguhan. Dengan menerapkan filter ini, simulasi yang dihasilkan menunjukkan para astronom mengharapkan gelombang muncul jika dilihat melalui teleskop yang kuat.

"Bintang menjadi sedikit lebih terang atau sedikit lebih redup tergantung pada berbagai hal yang terjadi secara dinamis di dalam bintang," kata Anders.

"Kelap-kelip yang disebabkan oleh gelombang ini sangat halus, dan mata kita tidak cukup peka untuk melihatnya. Tapi teleskop masa depan yang kuat mungkin dapat mendeteksinya," imbuhnya.

Alunan musik bintang-bintang

Anders dan tim kemudian menggunakan simulasi mereka untuk menghasilkan suara. Karena gelombang ini berada di luar jangkauan pendengaran manusia, para peneliti secara seragam meningkatkan frekuensi gelombang agar terdengar.

Bergantung pada seberapa besar atau terangnya bintang masif, konveksi menghasilkan gelombang yang sesuai dengan suara yang berbeda. Gelombang yang muncul dari inti bintang besar, misalnya, mengeluarkan suara seperti senjata sinar yang melengkung, meledak melalui lanskap asing.

Tapi bintang mengubah suara ini saat gelombang mencapai permukaan. Untuk bintang besar, gelombang seperti senapan sinar bergeser menjadi gema rendah yang bergema melalui ruangan kosong. Sebaliknya, gelombang di permukaan bintang berukuran sedang memunculkan gambar dengungan yang terus-menerus melalui medan berangin.

Dan gelombang permukaan pada bintang kecil terdengar seperti peringatan menyedihkan dari sirene cuaca.

Selanjutnya, Anders dan timnya mengalunkan lagu-lagu melalui bintang-bintang yang berbeda untuk mendengarkan bagaimana bintang-bintang tersebut mengubah lagu-lagu. Mereka mentransmisikan klip audio pendek dari "Jupiter" (sebuah gerakan dari rangkaian orkestra "The Planets" oleh komposer Gustav Holst) dan dari "Twinkle, Twinkle, Little Star" melalui tiga ukuran bintang masif (besar, sedang, dan kecil). Ketika disebarkan melalui bintang-bintang, semua lagu terdengar jauh dan menghantui - seperti sesuatu dari "Alice in Wonderland."

"Kami penasaran bagaimana sebuah lagu terdengar jika didengarkan melalui bintang," kata Anders.

"Bintang-bintang mengubah musiknya dan, dengan demikian, mengubah tampilan gelombang jika kita melihatnya berkelap-kelip di permukaan bintang," imbuhnya.(tim/dmi)

Sumber: cnnindonesia.com