Metode Baru untuk Mengukur Massa Bintang

Ilustrasi. Kredit: Michael Smelzer, Vanderbilt University
Info Astronomy - Bagaimana cara mengetahui massa bintang di alam semesta? Apakah memakai timbangan raksasa? Tentu tidak. Baru-baru ini, sekelompok astronom telah mengenalkan metode baru yang lebih baik untuk mengukur massa jutaan bintang soliter, terutama yang memiliki sistem planet.

Mendapatkan pengukuran akurat tentang berapa massa sebuah bintang tidak hanya memainkan peran penting dalam memahami bagaimana bintang tersebut lahir, berkembang, dan mati, tetapi juga penting dalam menilai sifat sebenarnya dari ribuan planet ekstrasurya yang sekarang diketahui mengorbit sebagian besar bintang terdekat Matahari kita.

Metode ini sebenarnya dibuat khusus untuk misi wahana antariksa Gaia milik European Space Agency (ESA), yang kini sedang dalam proses memetakan bintang-bintang di galaksi Bimasakti dalam tiga dimensi, serta juga untuk Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) yang akan diluncurkan tahun depan dan akan melakukan survei 200.000 bintang paling terang untuk mencari makhluk asing.

"Kami telah mengembangkan metode baru untuk 'menimbang' bintang soliter," kata Keivan Stassun, profesor fisika dan astronomi di Universitas Stevenson, yang mengarahkan pengembangan metode tersebut.

"Pertama, kita menggunakan cahaya total dari bintang dan paralaksnya untuk menyimpulkan diameternya. Selanjutnya, kita menganalisis bagaimana cahaya dari bintang tersebut berkedip, yang memberi kita tentang gravitasi permukaannya. Kemudian kita menggabungkan keduanya. untuk mendapatkan massa total bintang itu," pungkasnya.

Stassun dan rekan-rekannya -- Enrico Corsaro dari INAF-Osservatorio Astrofisico di Italia; Joshua Pepper dari Universitas Leigh; dan Scott Gaudi dari Universitas Negeri Ohio -- telah menguji coba metode tersebut dan menunjukkan keakuratannya dengan menggunakan 675 bintang dengan massa yang telah diketahui dalam sebuah artikel ilmiah yang bisa dibaca di Jurnal Astronomi.

Secara tradisional, metode yang paling akurat untuk menentukan massa bintang yang jauh adalah dengan mengukur orbit sistem bintang ganda, yang disebut sistem biner. Hukum gerak Newton memungkinkan para astronom menghitung massa kedua bintang tersebut dengan mengukur orbit keduanya.

Namun, sistem bintang biner seperti itu hanya kurang dari separuh sistem bintang di galaksi kita, dan lagi sistem biner hanya membentuk seperlima dari jenis bintang kerdil merah yang sejauh ini merupakan bintang yang cocok untuk berburu planet ekstrasurya.

Oleh karena itu, para astronom harus menemukan berbagai metode lain untuk memperkirakan massa bintang soliter. Metode fotometrik yang mengklasifikasikan bintang menurut warna dan kecerahan adalah yang paling umum, namun tidak terlalu akurat. Sementara metode asteroseismologi, yang mengukur fluktuasi cahaya yang disebabkan oleh suara yang masuk melalui interior bintang, sangat akurat namun hanya bekerja pada beberapa ribu bintang paling dekat dan paling terang saja.

Evolusi bintang tergantung massanya. Kredit: Redorbit.com
"Metode kami dapat mengukur massa sejumlah besar bintang dengan akurasi 10 sampai 25 persen. Dalam kebanyakan kasus, ini jauh lebih akurat daripada yang mungkin dilakukan dengan metode lain yang sudah ada, dan yang penting, metode ini dapat diterapkan pada bintang soliter sehingga kami tidak terbatas pada bintang biner," kata Stassun.

Metode ini sendiri merupakan perpanjangan dari pendekatan yang dikembangkan Stassun empat tahun lalu dengan mahasiswa pascasarjana Fabienne Bastien, yang sekarang menjadi asisten profesor di Pennsylvania State University. Dengan menggunakan perangkat lunak untuk visualisasi data khusus yang dikembangkan oleh tim astronom Vanderbilt, Bastein menemukan pola kedipan yang halus pada cahaya bintang yang berisi informasi berharga tentang gravitasi permukaan bintang.

Tahun lalu, Stassun dan kolaboratornya mengembangkan metode empiris untuk menentukan diameter bintang dengan menggunakan data katalog bintang yang telah dipublikasikan. Ini melibatkan penggabungan informasi tentang luminositas dan suhu bintang dengan data paralaks misi Gaia. (Efek paralaks adalah perpindahan posisi benda yang disebabkan oleh perubahan sudut pandang pengamat.)

"Dengan menggabungkan kedua teknik ini, kami telah menunjukkan bahwa kami dapat memperkirakan massa bintang yang dikatalogkan oleh misi Kepler NASA dengan akurasi sekitar 25 persen dan kami memperkirakan akan memberikan akurasi sekitar 10 persen untuk jenis bintang yang akan diamati menggunakan misi TESS tahun depan," kata Stassun.

Mengetahui massa bintang yang memiliki sistem planet merupakan faktor penting dalam menentukan massa dan ukuran planet yang mengelilinginya. Kesalahan dalam perkiraan massa bintang, seperti dengan menggunakan metode fotometrik, bisa mengakibatkan kesalahan sebanyak 67 persen dalam menghitung massa planetnya, atatu kira-kira sama dengan menganggap planet yang sebenarnya memiliki massa mirip Merkurius tapi justru diperkirakan bermassa mirip Bumi.

Jadi, sangat penting untuk menilai secara tepat sifat semua planet asing yang telah mulai dideteksi oleh para astronom dalam beberapa tahun terakhir ini untuk menentukan planet apa yang sebenarnya kita temukan.


Sumber: Siaran pers Vanderbilt University
Metode Baru untuk Mengukur Massa Bintang Metode Baru untuk Mengukur Massa Bintang Reviewed by Riza Miftah Muharram on Desember 18, 2017 Rating: 5

Hype - Jangan Lewatkan!