Menanti Supernova Terakhir di Alam Semesta

Info Astronomy - Supernova adalah peristiwa yang menakjubkan. Bayangkan saja, sebuah bintang berukuran raksasa runtuh oleh gravitasinya sendiri lalu meledak, yang ledakannya membuat ia bersinar lebih terang dari seluruh bintang di galaksi induknya.

Meskipun kita sepertinya jarang melihat supernova, fenomena ini ternyata cukup umum. Berdasarkan pengamatan isotop di galaksi kita, setidaknya ada sekitar dua puluh supernova terjadi di Bimasakti setiap seribu tahun.

Ledakan kosmis yang cemerlang ini membuat unsur-unsur berat begitu melimpah di alam semesta, dan sisa-sisa debu mereka dapat membentuk nebula. Namun, supernova tidak akan terus terjadi selamanya. Di masa depan yang jauh, alam semesta akan mengalami supernova terakhir.

Kapan supernova terakhir terjadi adalah subjek utama dalam sebuah penelitian terbaru. Menggunakan apa yang para astronom ketahui dalam astrofisika, mereka menghitung kapan peristiwa supernova terakhir akan terjadi.

Supernova sendiri disebabkan oleh bintang masif. Sayangnya, tidak semua bintang itu masif, atau dengan kata lain tidak semua bintang akan meledak dalam supernova, dan ditambah lagi jumlah bintang raksasa yang potensial untuk meledak dalam supernova selalu berkurang setiap generasi. Dalam 100 miliar tahun ke depan, bintang-bintang besar akan berhenti terbentuk, dan era supernova akan berakhir.

Tidak adanya bintang-bintang masif yang terbentuk, itu artinya alam semesta akan semakin gelap dari waktu ke waktu. Meski begitu, ada satu jenis bintang yang lebih kecil yang dikenal sebagai kerdil merah yang akan tetap menyala.

Kerdil merah dapat terus bersinar selama triliunan tahun, dan bahkan akan menghabiskan bahan bakarnya sekitar 10^14 tahun. Pada saat kerdil merah terakhir itu mati, hanya akan ada sisa inti dari bintang mati, yang runtuh menjadi kerdil putih, bintang neutron, atau lubang hitam, bergantung pada massanya masing-masing.

Supernova yang terjadi pada bintang yang massanya lebih besar dari sekitar dua kali massa Matahari akan runtuh menjadi lubang hitam, sementara bintang yang bermassa antara 1,4 hingga 2,2 kali massa Matahari akan menjadi bintang neutron, dan sisanya akan menjadi kerdil putih.

Lubang hitam dan bintang neutron bisa dikatakan merupakan objek yang stabil. Lubang hitam adalah materi bintang yang runtuh dan bintang neutron bisa bertahan melawan tarikan gravitasinya sendiri oleh interaksi gaya yang kuat antar nukleon di dalamnya. Sementara itu, kerdil putih adalah cerita yang berbeda.

Bintang kerdil putih mampu melawan tarikan gravitasinya sendiri oleh tekanan degenerasi elektron. Subrahmanyan Chandrasekhar, astronom AS keturunan India, menghitung batas massa tertinggi kerdil putih adalah 1,4 kali massa Matahari. Ia juga memperkirakan bahwa jika ada objek yang massanya lebih kecil dari batas itu, maka secara bertahap akan mendingin menjadi kerdil hitam.

Namun, Chandrasekhar menjabarkan hal itu pada tahun 1930-an, dan sekarang kita tahu bahwa rupanya kerdil putih tidak sesederhana itu. Elemen yang lebih berat di dalam kerdil putih akan tenggelam, menciptakan inti oksigen, neon, dan magnesium. Saat kerdil putih mendingin menjadi kerdil hitam, atom-atom di inti akan bergerak semakin berdekatan.

Hingga akhirnya, atom-atom ini akan cukup dekat satu sama lain sehingga jenis fusi yang aneh dapat terjadi. Fusi normal biasanya terjadi pada suhu yang sangat tinggi. Dua atom bergabung begitu dekat satu sama lain sehingga bisa melebur menjadi suatu elemen baru yang lebih berat. Unsur-unsur di dalam inti kerdil hitam akan melebur menjadi besi.

Diperkirakan, proses evolusi dari kerdil putih menjadi kerdil hitam ini akan memakan waktu sekitar 10^1.100 tahun. Saat inti kerdl hitam menjadi besi padat, ia dapat mencapai titik kritis. Untuk kerdil hitam dengan massa antara 1,2 dan 1,4 massa Matahari, inti besi akan menjadi sangat padat sehingga degenerasi elektron tidak dapat mencegah keruntuhan gravitasi. Inti akan meledak dan runtuh, menciptakan ledakan supernova.

Kerdil hitam terbesar akan meledak lebih dulu, diikuti oleh kerdil hitam yang massanya lebih kecil. Diperkirakan, kerdil hitam terakhir yang akan meledak dalam supernova, atau yang bisa dikatakan sebagai supernova terakhir di alam semesta, akan terjadi sekitar 10^32.000 tahun yang akan datang.

Itu akan menjadi ledakan cahaya terakhir dalam alam semesta yang dingin, gelap, dan mati.

---

Referensi: Caplan, M. E. “Black Dwarf Supernova in the Far Future.” Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2020).