Yang Diam Dalam Gelap

Yang Diam dalam Gelap Sangat mungkin bintang gelap itu masih ada sampai sekarang. Malam tanpa Bintang, Bintang-bintang, Bersama Bintang, Jadilah Bintang, Bintang Kecil. Itu adalah sebagian kecil lagu yang mengambil judul atau tema bintang. Sinar bintang di langit malam memang menjadi sumber inspirasi karya seni yang tidak ada habisnya. Tapi tahukah anda, bintang pertama yang lahir di alam semesta ketika masih baru terbentuk, tidaklah bersinar terang, tapi merupakan bintang kasat mata atau "bintang gelap" dengan ukuran 400 sampai 200 ribu kali lebih besar dari matahari dengan tenaga berasal dari kehancuran materi gelap misterius? Demikian kesimpulan kajian Universitas Utah, Amerika Serikat. Studi tersebut memperkirakan bagaimana proses kelahiran bintang pertama 13 miliar tahun silam mungkin dipengaruhi oleh kehadiran materi gelap-- materi tidak terlihat, tidak teridentifikasi yang diyakini membentuk mayoritas materi alam semesta. Ini bukan studi sembarangan. Untuk sampai pada kesimpulan tersebut, para peneliti di Universitas Utah itu telah melakukan pengkajian terhadap penemuan astronomi di seluruh dunia dan lewat perhitungan fisika yang rumit. "Penemuan ini secara drastis mengubah bingkai kerja teori saat ini tentang formasi pembentukan bintang pertama," ujar Kepala Tim Peneliti Paolo Gondolo. Bahkan, bintang hitam itu mungkin masih ada sampai sekarang. Meski tidak memancarkan cahaya, mereka dapat dideteksi karena memancarkan sinar gamma, neutrinos, dan antimateri. Bintang gelap ini juga berhubungan erat dengan awan gas hidrogen dingin, yang biasanya tidak mengandung partikel energi semacam itu. "Tanpa simulasi yang detail, kami tidak dapat menunjukkan evolusi lebih lanjut bintang gelap," kata Gondolo. "Mereka bisa hidup dalam hitungan bulan, lebih dari 600 juta tahun, atau miliaran tahun dan masih ada sampai sekarang. Tugas kita adalah mencarinya". Sebelum Gondolo melakukan risetnya bersama pakar astrofisika Katherine Freese dari Universitas Michigan, Amerika Serikat, Ann Arbor, dan Douglas Spolyar dari Universitas California, Santa Cruz, beberapa studi sudah mempertimbangkan peranan materi gelap dalam evolusi awal jagat raya. Tapi studi terdahulu itu belum memasukkannya sebagai variabel penting dalam pembentukan sebuah bintang. Para ilmuwan astrofisika percaya adanya materi gelap karena galaksi berotasi lebih cepat daripada apa yang bisa dijelaskan lewat materi yang bisa terlihat di http://www.fisikanet.lipi.go.id/utama.cgi?artikel&1197378631&13

dalamnya. Selain itu, observasi dengan satelit, balon, dan teleskop telah membawa para ilmuwan kepada kesimpulan bahwa materi yang bisa dilihat hanya membentuk empat persen dari seluruh alam semesta. Sekitar 23 persen jagat raya mungkin sekali terdiri atas materi gelap. Adapun sisanya, 73 persen adalah "energi gelap"--kekuatan tidak terlihat dan tidak diketahui yang membuat jagat raya terus mengembang. Partikel masif yang berinteraksi lemah atau WIMP adalah sebagian kandidat kuat untuk materi gelap. Gondolo menyatakan neutralinos adalah jenis WIMP yang harus ada dalam teori fisika partikel yang menjelaskan asal-usul massa dalam alam semesta. Untuk studi ini, para ilmuwan astrofisika mencari tahu bagaimana materi gelap memengaruhi temperatur dan kepadatan gas yang menggumpal bersama itu untuk membentuk sebuah bintang. Begini cerita lengkapnya. Pertama, jagat raya tercipta 13 miliar tahun yang lalu dalam sebuah ekspansi mendadak yang menyebabkan inflasi ruang dan waktu. Teori ini disebut "ledakan besar" (the big bang). Ledakan besar itu menghasilkan radiasi gelombang mikro kosmik dan mengakibatkan fluktuasi ringan dalam temperatur. Beberapa materi awal itu akhirnya mulai menggumpal satu sama lain, sebuah proses yang diakselerasi oleh gaya gravitasi, yang lantas memproduksi bintang dan galaksi. Materi tersebut kebanyakan adalah materi gelap tapi termasuk materi normal, seperti hidrogen dan gas helium. Teori konvensional tentang bagaimana sebuah bintang terbentuk menyatakan bahwa hidrogen dan atom helium menggumpal dan menggulung bersama dalam awan proto-stellar. Mereka lantas mendingin, membuat awan tersebut mengerut, dan menjadi lebih padat. Proses pendinginan dan pengerutan dari embrio bintang itu terus berlangsung sampai fusi hidrogen menjadi helium dimulai, memicu proses fusi yang membakar dalam matahari dan bintang lainnya. Tapi prosesnya tidak berhenti sampai di sini. Studi Gondolo dan timnya juga menemukan bahwa neutralinos dari materi gelap berinteraksi sedemikian rupa sehingga mereka "saling membunuh", memproduksi partikel subatomik yang disebut quark dan anti-quark yang menghasilkan panas. Ketika awan protostellar hidrogen dan helium itu mencoba mendingin dan mengecil, materi gelap mempertahankannya tetap panas dan besar, mencegah terpicunya fusi nuklir dalam bintang. "Proses pemanasan berkontra-interaksi dengan proses pendinginan, sehingga sang bintang berhenti berkontraksi untuk sementara, membentuk bintang gelap, 80-100 juta tahun setelah ledakan besar," katanya. "Inilah hasil utama kajian kami."

http://www.fisikanet.lipi.go.id/utama.cgi?artikel&1197378631&13

Walaupun namanya bintang gelap, ia tetap terdiri atas materi normal, seperti molekul hidrogen dan atom helium. Perbedaannya, ia sangat besar dan lebih "gendut" bila disejajarkan dengan matahari dan bintang lainnya. Mereka juga memancarkan panas dalam bentuk gelombang inframerah. "Bintang itu jauh lebih besar dari matahari," kata Gondolo. Diameternya bisa mencapai 4 unit astronomi (372 juta mil atau 4 kali jarak rata-rata matahari dan bumi) sampai 2 ribu unit astronomi--cukup besar untuk menelan 15 ribu sistem tata surya! Quark dan anti-quark yang diproduksi oleh bintang hitam pada gilirannya akan menghasilkan partikel turunan berupa sinar gamma, neutrinos, dan antimateri. "Dengan mata telanjang, kita tidak bisa melihatnya. Tapi radiasinya akan menghanguskan semua yang ada di dekatnya," katanya. Ada kemungkinan lain, yakni walaupun bintang gelap berumur cukup lama, pada akhirnya akan berubah menjadi bintang normal. Tapi Gondolo dan rekannya percaya proses pendinginan gas dan pemanasan oleh materi gelap di dalam bintang terus berada dalam kondisi yang seimbang, sehingga bintang gelap berusia cukup panjang.

http://www.fisikanet.lipi.go.id/utama.cgi?artikel&1197378631&13