Bagaimana Para Astronom Mengetahui Massa dan Radius Bintang?

Bintang-bintang. Kredit: Observatorium Astronomi Publik Nasional Iran

Info Astronomy - Dari miliaran bintang yang kita amati di langit malam, mereka semua tidaklah sama. Masing-masing memiliki massa dan radius yang berbeda. Lalu, bagaiamana para astronom dapat mengetahui perbedaan itu? Apakah perlu mengirim wahana antariksa ke sana untuk sekadar mengetahuinya?

Inilah spesialnya astronomi. Kita tidak perlu selalu mendekati objek semesta yang ingin diteliti, cukup mempelajarinya dari jauh, dari permukaan Bumi.

Pada dasarnya, mengukur massa bintang dalam sistem biner itu mudah. Sistem biner terdiri dari dua atau lebih bintang yang mengorbit satu sama lain. Dengan mengukur ukuran orbit, kecepatan orbital bintang, dan periode orbital mereka, kita dapat menentukan dengan tepat berapa massa bintang tersebut.

Tapi, bagaimana dengan bintang yang tidak berada di dalam sistem biner? Mudah saja, para astronom telah memiliki apa yang disebut sebagai diagram Hertzsprung-Russel. Diagram ini dapat digunakan untuk menjadi faktor penentu massa sebuah bintang.

Sebagai contoh, untuk bintang yang berada di fase Deret Utama seperti Matahari kita, sifat-sifat bintang jenis ini memiliki keterkaitan dengan massanya. Massa bintang dapat menentukan seberapa lama kala hidupnya. Semakin besar massa bintang, semakin cepat ia membakar hidrogen sehingga kala hidupnya singkat.

Sifat-sifat bintang yang disinggung di atas antara lain berupa luminositas dan temperaturnya. Dengan mengetahui sifat-sifat tersebut, maka kita bisa mengetahui massanya. Sebagai contoh, sebuah bintang yang berada di Deret Utama luminositasnya sebanding dengan pangkat 3,5 massanya.

Diagram Hertzsprung-Russell. Kredit: Wikimedia Commons

Lalu, bagaimana para astronom mengetahui radius sebuah bintang yang jaraknya sangat jauh dari Bumi kita? Untuk menemukan diameter sebuah bintang, kita membutuhkan tiga buah informasi tentang bintang. Yang pertama adalah jaraknya dari Bumi, kedua adalah kecerahannya, dan terakhir adalah warnanya.

Langkah pertama, kita bisa mengetahui keluaran daya total bintang dengan mengetahui kecerahannya di Bumi dan jaraknya. Langkah kedua, cari tahu suhu permukaan bintangnya. Alam semesta benar-benar memberi para astronom kemudahan karena bintang adalah objek yang cukup mudah ditebak.

Maksudnya adalah, begitu kita mengetahui salah satu sifat bintang yang ingin diteliti, kita dapat secara umum mengetahui sifat-sifat lain yang ingin kita ketahui tentang bintang itu. Ini karena bintang berperilaku seperti "benda hitam". Ini adalah istilah fisika yang menjelaskan bagaimana objek dengan suhu tertentu bersinar pada panjang gelombang yang berbeda (sehingga mempengaruhi warnanya).

Sebagian besar objek di alam semesta menyerupai "benda hitam" (tidak ada hubungannya dengan warna hitam, itu hanya terminologi). Anda mungkin sudah memiliki pemahaman intuitif tentang pengalaman sehari-hari Anda. Misalnya, saat Anda memanaskan sebuah benda, maka warna benda tersebut menjadi merah. Dan ketika semakin panas, maka warnanya kuning, biru, dan akhirnya putih.

Karena bintang-bintang merupakan "benda hitam" yang sangat baik, dengan mengetahui warna bintang kita bisa mengetahui berapa suhu dasarnya dengan cukup akurat. Dan karena kita sudah bisa mengetahui suhu dan kecerahan total bintang, maka kita bisa mengetahui luas permukaannya, dan dengan demikian diameternya.

Jadi, itulah bagaimana para astronom bisa mengetahui massa dan radius bintang. Semoga dapat menambah wawasan Anda!

---

Sumber: Cornell University.