Bagaimana Bisa Bintang Methuselah Lebih Tua dari Semesta?


Info Astronomy - Selama lebih dari 1 abad terakhir, para astronom telah mengamati bintang aneh yang terletak pada jarak sekitar 190 tahun cahaya dari Bumi di arah rasi bintang Libra. Dikatalogkan sebagai HD 140283, atau lebih dikenal dengan Methuselah, ia merupakan salah satu bintang tertua di alam semesta.

Pada tahun 2000, para astronom mencari tahu berapa usia bintang tersebut menggunakan pengamatan melalui satelit Hipparcos milik Agensi Antariksa Eropa (ESA). Anehnya, hasil perhitungan mengungkapkan bahwa usia bintang Methuselah diperkirakan sekitar 16 miliar tahun.

Hasil perhitungan tersebut cukup mengejutkan bagi para astronom mengingat usia alam semesta sendiri, yang ditentukan dari pengamatan latar belakang gelombang mikro kosmis, baru berusia 13,8 miliar tahun. Bagaimana bisa ada bintang yang lebih tua dari alam semestanya?

Bintang Methuselah diketahui sudah tua karena bintang subraksasa ini miskin logam, yang dengan kata lain sebagian besar penyusunnya hanya hidrogen dan helium, dengan mengandung sangat sedikit besi. Dengan komposisi semacam itu, bintang ini kemungkinan sudah terbentuk sebelum unsur besi menjadi sangat umum di alam semesta.

Karena pada masa-masa awal alam semesta, unsur berat seperti besi belum ada. Bintang-bintang yang mengandung unsur besi baru terbentuk ketika bintang-bintang berusia tua, seperti Methuselah, meledak dalam supernova. Dari supernova pertama itulah alam semesta mulai kaya akan unsur-unsur yang lebih berat daripada hidrogen dan helium.

Penasaran bagaimana bisa Methuselah lebih tua dari alam semesta, sekelompok astronom pada tahun 2003 hingga 2011 pun menggunakan Teleskop Antariksa Hubble untuk mengamati dan meneliti bintang ini, yang hasilnya membuat para astronom dapat mencatat posisi, jarak, dan keluaran energi bintang Methuselah. Perkiraan usia bintang ini pun bisa lebih diketahui dengan baik.


Dari pengamatan Hubble itu, bintang Methuselah memiliki rasio oksigen-besi yang lebih tinggi dari yang diperkirakan sebelumnya. Dan karena oksigen masih belum begitu melimpah di alam semesta selama beberapa juta tahun awal setelah terbentuk, usia Methuselah pastilah lebih muda.

Hasilnya, pada tahun 2013, dipublikasikan lah usia bintang Methuselah sesuai pengamatan terbaru menjadi 14,46 ± 0.8 miliar tahun, lebih muda dari 16 miliar tahun, tetapi masih lebih dari usia alam semesta itu sendiri. Meski begitu, perkiraan usia baru ini memiliki ketidakpastian, sang bintang bisa lebih tua 800 juta tahun atau lebih muda 800 juta tahun. Masih ada kemungkinan kalau bintang ini berusia lebih muda dari alam semesta.

Penelitian pun berlanjut.

Memasuki tahun 2021 ini, sebuah penelitian terbaru terhadap bintang Methuselah akhirnya dipublikasikan lagi pada Mei kemarin. Dengan menggunakan pengukuran terbaik saat ini, para astronom yang dipimpin oleh Jianling Tang menggunakan perangkat lunak khusus untuk membuat model tentang bagaimana bintang berubah dari waktu ke waktu berdasarkan sifat dasar mereka seperti massa, luminositas, kandungan unsur, dan sebagainya.

Apa yang Tang dan rekan-rekannya temukan adalah bahwa massa bintang Methuselah adalah 0,81 ± 0,05 kali massa Matahari, dan usianya... 12,01 ± 0,05 miliar tahun!

Hasil penelitian terbaru ini akhirnya bisa membuat teka-teki usia Methuselah terpecahkan. Ia ternyata memang lebih muda dari alam semesta, terbentuk sekitar 2 miliar tahun setelah Big Bang. Dan karena usianya yang sudah sangat sepuh itu, tidak mengherankan jika bintang tersebut saat ini sedang sekarat. Ia sudah kehabisan bahan bakar hidrogen di intinya dan mulai mengembang menjadi raksasa merah.

Fase raksasa merah adalah masa di mana Methuselah nantinya akan mulai melakukan fusi helium. Dan ketika helium di intinya juga habis, Methuselah akan runtuh, melepaskan lapisan luarnya, meninggalkan intinya menjadi katai putih bermassa rendah. Pada saat itu, ia akan mendingin, meredup selama lebih dari miliaran tahun untuk menjadi katai hitam.

Paradoks usia kosmis dari bintang Metusalah sekarang telah terjawab.

Jurnal referensi:
  • Tang, J., & Joyce, M. (2021). Revised Best Estimates for the Age and Mass of the Methuselah Star HD 140283 Using MESA and Interferometry and Implications for 1D Convection. Research Notes of the AAS, 5(5), 117.
  • Lincoln, D. (2021). Have Astronomers Found a Star Older Than the Universe?. The Physics Teacher, 59(3), 154-158.