Cara Astronom Mengetahui Ukuran Bintang

Info Astronomy - Di langit malam yang cerah, bintang-bintang tampak hampir tak ada bedanya. Sinarnya berkelap-kelip, kenampakannya hanya seperti bintik-bintik kecil. Lalu, bagaimana para astronom bisa tahu ukuran dari bintang-bintang itu?

Tidak, kita tidak perlu mengendarai pesawat antariksa berkecepatan cahaya untuk sekadar berkunjung ke bintang untuk mengukur diameternya dengan meteran. Tahukah kamu kalau teknologi pengamatan astronomi sudah sedemikian maju? Penelitian terhadap bintang bisa dilakukan di Bumi.

Metode penelitian yang selama ini digunakan adalah: mengamati spektrum bintang. Menganalisis spektrum bintang tidak hanya membuat kita bisa mengetahui suhu bintang, tetapi juga mengukur komposisi kimianya secara terperinci serta tekanan di atmosfernya. Dari tekanan atmosfer tersebut, kita pada akhirnya juga mendapatkan petunjuk tentang ukuran bintang.

Baca Juga: Bagaimana Astronom Tahu Bagian Dalam Matahari?

Apa itu spektrum? Mungkin hal ini masih terdengar asing untukmu. Spektrum merupakan uraian cahaya bintang yang diperoleh dengan menggunakan spektrograf. Cahaya tersebut akan terurai ke seluruh panjang gelombang dan kemudian terbentuklah spektrum bintang yang merupakan kumpulan bayangan celah atau absorbsi untuk berbagai panjang gelombang.

Petunjuk Ukuran Bintang

Meskipun hanya tampak seperti bintik-bintik cahaya kecil dalam pandangan dari Bumi, sejatinya bintang-bintang memiliki berbagai ukuran yang berbeda. Pada suatu fase dalam kehidupan mereka, bintang dapat berkembang hingga ukuran yang sangat besar. Bintang-bintang besar seperti itu disebut sebagai raksasa. Spektrum bintang membuat kita tahu seberapa besar ukuran bintang.

Bagaimana caranya? Katakanlah, kamu ingin menentukan apakah sebuah bintang yang kamu amati itu adalah bintang raksasa atau bintang kecil seperti Matahari. Amatilah spektrumnya.

Bintang-bintang raksasa cenderung memiliki fotosfer besar yang mengembang. Karena begitu besar, atom-atom bintang raksasa juga tersebar dalam volume yang besar, yang berarti bahwa kepadatan partikel di fotosfer bintang tersebut rendah.

Akibatnya, tekanan di fotosfer bintang raksasa juga rendah. Tekanan rendah ini mempengaruhi spektrum dalam dua cara. Pertama, bintang dengan fotosfer bertekanan rendah menunjukkan garis spektral yang lebih sempit daripada bintang dengan suhu yang sama tapi dengan fotosfer bertekanan tinggi.

Perhatikan gambar di bawah ini:

Perbedaannya cukup besar, sehingga studi spektra yang cermat dapat membuat kita mengetahui mana dari dua bintang dengan suhu yang sama yang memiliki tekanan lebih tinggi (yang artinya ia adalah bintang yang kecil) dan mana yang memiliki tekanan lebih rendah (yang artinya ia adalah bintang raksasa).

Baca Juga: Cara Astronom Mengetahui Massa Bintang

Mengapa hal ini bisa terjadi? Menurut LumenLearning.com, hal ini disebabkan oleh tabrakan antarpartikel di fotosfer bintang — lebih banyak tabrakan menyebabkan garis spektrum yang lebih renggang. Tabrakan antarpartikel tentu saja akan lebih sering terjadi pada bintang dengan kepadatan lebih tinggi.

Kedua, lebih banyak atom terionisasi di bintang raksasa daripada di bintang kecil seperti Matahari dengan suhu yang sama. Ionisasi atom dalam lapisan terluar bintang terutama disebabkan oleh foton, dan jumlah energi yang dibawa oleh foton ditentukan oleh suhu. Namun, berapa lama atom terionisasi sebagian tergantung pada tekanan.

Dibandingkan dengan apa yang terjadi di Matahari (dengan fotosfer yang relatif padat), atom terionisasi dalam fotosfer bintang raksasa cenderung tidak terlalu dekat dengan elektron untuk berinteraksi dan bergabung dengan sama lain, sehingga menjadi netral kembali. Atom terionisasi memiliki spektrum yang berbeda dari atom yang netral.

Jadi, begitulah para astronom bisa mengetahui ukuran bintang-bintang.