daur kehidupan bintang
TRANSCRIPT
Daur Kehidupan Daur Kehidupan BintangBintang
Mahasena PutraMahasena PutraKK Astronomi – FMIPAKK Astronomi – FMIPA
Seri Kuliah Umum AstronomiSeri Kuliah Umum Astronomi28 April 200728 April 2007
OutlineOutline PendahuluanPendahuluan Motivasi dari pengamatanMotivasi dari pengamatan Kelahiran bintangKelahiran bintang Mendapatkan struktur bintangMendapatkan struktur bintang Evolusi bintangEvolusi bintang
Massa kecilMassa kecil Massa besarMassa besar Bintang gandaBintang ganda
PendahuluanPendahuluan Habitat bintang Habitat bintang
adalah galaksiadalah galaksi Bintang yang Bintang yang
terdekat adalah terdekat adalah MatahariMatahari
Matahari berada Matahari berada di galaksi Bima di galaksi Bima SaktiSakti
Bintang Bintang mempengaruhi mempengaruhi evolusi kimia evolusi kimia galaksigalaksi
Motivasi dari Motivasi dari pengamatan pengamatan (1/4)(1/4)
Terang bintang Terang bintang bermacam-macambermacam-macam
Warna bintang Warna bintang bermacam-macambermacam-macam
Motivasi dari Motivasi dari pengamatan pengamatan (2/4)(2/4)
Diagram Diagram Hertzsprung-RussellHertzsprung-Russell
Plot antara Plot antara luminositas terhadap luminositas terhadap warna / spektrum / warna / spektrum / temperatur temperatur permukaanpermukaan
[Spektrum] [Jarak]
Motivasi dari Motivasi dari pengamatan pengamatan (3/4)(3/4)
Motivasi dari Motivasi dari pengamatan pengamatan (4/4)(4/4)
Kelahiran Bintang Kelahiran Bintang (1/2)(1/2)
Mula-mula seperti “puzzle.”
Kelahiran Bintang Kelahiran Bintang (2/2)(2/2)
Bintang berasal dari awan (gas Bintang berasal dari awan (gas dingin) yang terkondensasi, dan dingin) yang terkondensasi, dan terfragmentasiterfragmentasi
Awan yang terkondensasi akan naik Awan yang terkondensasi akan naik tekanan dan temperaturnya perlahan-tekanan dan temperaturnya perlahan-lahan, sambil memancarkan radiasi lahan, sambil memancarkan radiasi ke luarke luar
3/ 2
JTM
Fusi NuklirFusi Nuklir Pada temperatur ~15 juta derajat Pada temperatur ~15 juta derajat
Celcius di pusat bintang, reaksi fusi Celcius di pusat bintang, reaksi fusi dimulai !dimulai !
4 (4 (11H) --> H) --> 44He + 2 eHe + 2 e++ + 2 neutrino + + 2 neutrino + energienergi
Dari mana energi berasal ?Dari mana energi berasal ? Massa empat buah Massa empat buah 11H > massa satu H > massa satu
buah buah 44HeHe E = mc2
Berapa energinya ?Berapa energinya ? 4 (4 (11H) --> H) --> 44He + 2 eHe + 2 e++ + 2 neutrino + energi + 2 neutrino + energi
Energi Energi = 25 MeV= 25 MeV= 4 x 10= 4 x 10-12-12 Joule Joule= 1 x 10= 1 x 10-15-15 Kalori Kalori
Tetapi terjadi 10Tetapi terjadi 103838 kali per detik di kali per detik di Matahari !Matahari !
Matahari punya 10Matahari punya 105656 atom H untuk dibakar ! atom H untuk dibakar !
KesetimbanganKesetimbangan Energi yang Energi yang
dilepaskan oleh dilepaskan oleh fusi nuklir fusi nuklir mengimbangi gaya mengimbangi gaya gravitasigravitasi
Sepanjang hidup Sepanjang hidup bintang, dua gaya bintang, dua gaya ini menentukan ini menentukan berbagai tahapan berbagai tahapan yang terjadiyang terjadi
Bintang muda tidak Bintang muda tidak terlalu statisterlalu statis
Gas dilontarkan dari sistem bintang ganda yang masih muda
Mendapatkan struktur Mendapatkan struktur bintangbintang
Dari struktur bintang Dari struktur bintang dengan komposisi kimia dengan komposisi kimia
seragam…seragam…
Evolusi BintangEvolusi Bintang
•Jejak evolusi•Isochrone
Daur KehidupanDaur Kehidupan
Bintang bermassa kecilBintang bermassa kecil Bintang menghabiskan sebagian besar masa Bintang menghabiskan sebagian besar masa
hidupnya sambil membakar hidrogen di pusatnyahidupnya sambil membakar hidrogen di pusatnya Setelah hidrogen di pusat bintang habis …Setelah hidrogen di pusat bintang habis …
Energi yang dilepaskan oleh fusi nuklirEnergi yang dilepaskan oleh fusi nuklirmengimbangi gaya gravitasimengimbangi gaya gravitasi
Pusat bintang runtuhPusat bintang runtuh Energi kinetik keruntuhan berubah menjadi panasEnergi kinetik keruntuhan berubah menjadi panas Panas ini menyebabkan bagian luar mengembangPanas ini menyebabkan bagian luar mengembang Sementara itu, bersama dengan keruntuhan Sementara itu, bersama dengan keruntuhan
bagian pusat, temperatur dan tekanan di pusat bagian pusat, temperatur dan tekanan di pusat naik …naik …
Bintang bermassa kecil:Bintang bermassa kecil:Fusi lagi …Fusi lagi …
Pada 100 juta derajat Celcius, Pada 100 juta derajat Celcius, Helium melakukan fusi:Helium melakukan fusi:
3 (3 (44He) --> He) --> 1212C + energiC + energi(Be dihasilkan pada intermediate step)(Be dihasilkan pada intermediate step)(Hanya 7.3 MeV dihasilkan)(Hanya 7.3 MeV dihasilkan)
Energi ini dapat menahan bagian Energi ini dapat menahan bagian luar yang sudah mengembang (red luar yang sudah mengembang (red giant)giant)
Bintang bermassa kecil:Bintang bermassa kecil:Akhir hidupnya …Akhir hidupnya …
Setelah Helium habis, Setelah Helium habis, lapisan luar bintang lapisan luar bintang terlontar ke luar:terlontar ke luar:Planetary NebulaPlanetary Nebula
Bintang bermassa kecil:Bintang bermassa kecil:Katai Putih …Katai Putih …
Di pusat planetary nebula terdapat Di pusat planetary nebula terdapat bintang bintang katai putihkatai putih
Ukuran sebesar Bumi dengan massa Ukuran sebesar Bumi dengan massa sebesar Matahari: “satu ton per sebesar Matahari: “satu ton per sendok teh” sendok teh”
Gaya gravitasi diimbangi oleh Gaya gravitasi diimbangi oleh tekanan elektron terdegenerasitekanan elektron terdegenerasi
Bintang bermassa besarBintang bermassa besar Setelah Helium habis, inti runtuh lagi Setelah Helium habis, inti runtuh lagi
sampai cukup panas untuk Karbon sampai cukup panas untuk Karbon melakukan fusi menjadi Magnesium dan melakukan fusi menjadi Magnesium dan OksigenOksigen
1212C + C + 1212C --> C --> 2424Mg Mg atau atau 1212C + C + 44H --> H --> 1616OO
Melalui serangkaian proses, unsur yang Melalui serangkaian proses, unsur yang lebih berat secara bertahap terbentuk dan lebih berat secara bertahap terbentuk dan terbakarterbakar
Tabel PeriodikTabel Periodik
16O + 16O 32S + energy4He + 16O 20Ne + energy
Light Elements Heavy Elements
4 (1H) 4He + energy 3(4He) 12C + energy 12C + 12C 24Mg + energy4He + 12C 16O + energy28Si + 7(4He) 56Ni + energy 56FeC-N-O Cycle
Bintang bermassa besar:Bintang bermassa besar:Akhir hidupnya …Akhir hidupnya …
Bintang massive Bintang massive membakar membakar sederetan unsursederetan unsur
Besi adalah unsur Besi adalah unsur paling stabil, dan paling stabil, dan tidak melakukan fusi tidak melakukan fusi lebih jauhlebih jauh
Besi bahkan Besi bahkan menyerap energi, menyerap energi, bukan menghasilkanbukan menghasilkan
Supernova !Supernova !
Simulasi SupernovaSimulasi Supernova
Supernova RemnantSupernova Remnant
Supernova RemnantSupernova Remnant
All X-ray Energies Silicon
Calcium Iron
Yang tersisa setelah Yang tersisa setelah supernovasupernova
Bintang neutron (Jika massa inti < 5 Bintang neutron (Jika massa inti < 5 x Solar)x Solar) Setelah runtuh, proton dan elektron Setelah runtuh, proton dan elektron
bergabung membentuk neutronbergabung membentuk neutron Ukurannya ~10 kmUkurannya ~10 km
Black Hole (If massa inti > 5 x Solar)Black Hole (If massa inti > 5 x Solar)
Interaksi supernova dengan Interaksi supernova dengan
materi antar bintangmateri antar bintangSupernova mengkompresi debu dan gas yang ada di antara bintang. Gas ini juga diperkaya oleh unsur-unsur dari supernova
Kompresi dapat menyebabkan keruntuhan awan untuk membentuk bintang generasi selanjutnya
Evolusi Bintang GandaEvolusi Bintang Ganda
Animasi
Terimakasih…Terimakasih…
SpektrumSpektrum Spektrum bintang Spektrum bintang
adalah petunjuk adalah petunjuk luminositasluminositas
Mula-mula, hanya Mula-mula, hanya sedikit bintang yang sedikit bintang yang diketahui diketahui luminositasnyaluminositasnya
[Back]
JarakJarak Hanya sedikit bintang yang Hanya sedikit bintang yang
dapat diukur jaraknya dapat diukur jaraknya secara “langsung” dengan secara “langsung” dengan paralaks (~0.7 detik busur)paralaks (~0.7 detik busur)
Bintang-bintang ini penting Bintang-bintang ini penting sebagai kalibrator jarak sebagai kalibrator jarak bintang lainnyabintang lainnya
[Back]