Mengenal Batas Chandrasekhar, Batas Agar Bintang Tak Meledak

Ilustrasi bintang katai putih. Kredit: All About Space/Image Publishing

Info Astronomy - Bila berat badan manusia terlalu besar, ada peningkatan risiko serangan jantung; Ketika bobot bintang kerdil putih terlalu besar (bertambah massa), maka juga mengalami "serangan jantung" yang lebih fatal, sebuah ledakan supernova!

Massa terbesar yang bisa dimiliki oleh bintang kerdil putih agar tidak meledak sebagai supernova disebut sebagai batas Chandrasekhar. Nilainya kira-kira 1,4 sol (atau 1,4 kali massa Matahari). Namun, nilai pastinya agak bergantung pada komposisi bintang kerdil putih dan seberapa cepat ia berputar.

Nama nilai pembatas ini diambil dari nama seorang astrofisikawan keturunan India-AS, Subrahmanyan Chandrasekhar, yang merumuskannya pada tahun 1930 saat ia berusia 19 tahun. Dengan menggunakan teori relativitas khusus Albert Einstein dan prinsip-prinsip fisika kuantum, Chandrasekhar menunjukkan bahwa tidak mungkin bagi bintang kerdil putih bisa stabil jika massanya lebih besar dari 1,4 kali massa Matahari.

Untuk membuktikan hal itu, para astronom lain kala itu meneliti beberapa bintang kerdil putih. Menariknya, seluruh massa bintang kerdil putih yang diteliti lebih kecil dari batas Chandrasekhar. Hal ini pun mengonfirmasi bahwa bila bintang memiliki massa yang lebih besar dari nilai batas Chandrasekhar, maka sang bintang dapat mengakhiri hidupnya dengan meledak sebagai supernova untuk nantinya berevolusi sebagai bintang neutron atau lubang hitam.

Subrahmanyan Chandrasekhar saat masih berkuliah di Universitas Cambridge. Kredit: Wikimedia Commons

Kerdil putih adalah akhir bagi kehidupan kebanyakan bintang di alam semesta. Begitu bintang-bintang telah menghabiskan semua bahan bakar hidrogen yang ada, bintang bermassa rendah akan menumpahkan lapisan atmosfer terluarnya untuk membentuk nebula planeter, meninggalkan inti berkerapatan tinggi yang terdiri dari karbon, oksigen, dan nitrogen di tengah-tengahnya.

Bintang yang sudah menjadi kerdil putih tidak dapat runtuh lagi karena tekanan degenerasi elektron, efek kuantum yang berasal dari fakta bahwa elektron adalah fermion (secara teknis, hanya dua fransi yang dapat menempati keadaan energi tertentu, satu putaran ke atas dan satu putaran ke bawah).

Lalu, apa yang terjadi pada inti sebuah bintang masif yang memiliki massa lebih dari 1,4 sol? Selama bintang tersebut masih melakukan fusi nuklir, maka inti bintangnya tidak akan runtuh karena masih sangat panas. Tapi begitu inti itu tidak lagi melakukan fusi karena kehabisan bahan bakar hidrogen, maka intinya akan runtuh, secara spektakuler meledak dalam supernova.

Jadi, itulah batas Chandrasekhar. Kita bisa mengetahui bagaimana masa depan sebuah bintang dengan menghitung massanya lalu memasukkannya dalam batas ini. Matahari kita, karena memiliki massa kurang dari 1,4 sol, maka di akhir kehidupannya tidak akan meledak sebagai supernova, melainkan hanya membentuk nebula planeter saja.

---

Sumber: Britanica, Universe Today, Universitas DePaul.