Temuan Mutakhir Partikel Debu Bintang di Antarktika

Baru ditemukan sebuah partikel debu bintang cebol putih ("white dwarf"/WD) di padang es Antarktika. Temuan ini sedang dikaji oleh tim ilmuwan dari Universitas Arizona, antara lain oleh Pierre Haenecour, Jane Howe, dan Toma Zega./1/ 

Kajian atas partikel debu bintang ini, yang baru pertama kali ditemukan, akan memberi banyak pengetahuan astrofisika baru, khususnya tentang ihwal bagaimana sistem Matahari kita terbentuk milyaran tahun lalu, dan umumnya tentang termodinamik ledakan bintang-bintang (atau "novae"; tunggal "nova"). 

Partikel debu ini, yang diberi nama LAP-149, berasal dari debu-debu ledakan sebuah WD yang terjadi sebelum sistem Matahari kita terbentuk 4,5 milyar tahun lalu./2/ 

Butiran partikel ini ditemukan dalam kandungan sebuah meteorit yang telah jatuh di kawasan es La Paz di Antarktika. Meteorit ini berasal dari luar sistem Matahari kita dan telah jatuh ke planet Bumi. 

Bintang-bintang WD adalah sisa-sisa bintang-bintang  tua (dengan massa rendah) yang telah meledak karena reaksi berantai fusi termonuklir dalam bahan bakar nuklir yang terdapat pada inti bintang-bintang tua ini. 

Cahaya putih dingin yang berpendar dari sebuah WD adalah remah-remah dari energi yang dihasilkan oleh reaksi-reaksi termofisika fusi bintang-bintang tua dari mana bintang-bintang WD terbentuk. 

Pada saat sebuah bintang WD mengorbit sebuah bintang lain yang lebih besar dalam suatu sistem bintang biner, WD tersebut dapat menyedot materi dari bintang lain yang menjadi pasangannya itu. 

Begitu materi yang disedot sebuah WD sudah cukup terakumulasi, materi ini secara berkala dapat mencapai suhu yang cukup tinggi yang selanjutnya memicu reaksi fusi termonuklir kembali dalam WD tersebut, dan reaksi ini akan bermuara pada suatu ledakan dahsyat yang melempar ke kevakuman kosmik partikel-partikel awan debu-debu bintang yang kandungannya berlimpah dengan elemen-elemen carbon, oksigen dan silikon. 

Dari debu-debu bintang yang berlimpah ini, ada yang terlontar sampai ke Bumi lewat meteorit-meteorit. 

Kajian-kajian atas partikel LAP-149 ini sedang dijalankan. 

Ditemukan, bukan saja mikrostruktur partikel ini (yang ukurannya beberapa ratus nanometer), tapi juga silikat yang kaya dengan oksigen dan isotop carbon ^13C yang luar biasa banyak, mencapai 50.000 kali lipat dari yang umum atau normal ditemukan pada planet-planet dan benda-benda lain dalam sistem Matahari kita sendiri. 

Dus, para ahli menyimpulkan bahwa debu-debu carbon dan oksigen yang berlimpah dalam nanopartikel-nanopartikel oksida campuran debu-debu grafit dan silikat LAP-149 yang terlontar dari ledakan sebuah bintang WD adalah unsur-unsur esensial yang membentuk sistem Matahari kita. 

Citra data mikroskopik partikel LAP-149 yang diberi warna. Merah: carbon. Biru: oksigen. Hijau: silikon. Sumber gambar: Haenecour et al., 2019

Berbagai studi yang cermat atas komposisi kimiawi dan mikrostruktur partikel LAP-149 ini akan memberi banyak pengetahuan baru tentang termodinamik ledakan sebuah bintang WD dan tentang bagaimana sistem-sistem Matahari, khususnya sistem Matahari kita, tercipta, yang tidak atau belum kita ketahui sebelumnya. 

Selain itu, studi-studi lebih lanjut atas partikel LAP-149 dan atas partikel-partikel debu-debu bintang yang diharapkan masih akan ditemukan lagi, juga akan menambah pengetahuan kita tentang kosmologi pada umumnya dan tentang ihwal bagaimana molekul-molekul kehidupan dapat terbentuk. 

Unsur-unsur kimiawi yang membentuk jagat raya berasal baik dari debu-debu novae maupun, pada awal sekali saat bintang-bintang belum tercipta, dari Bing Bang 13,7 milyar tahun lalu (yakni unsur-unsur kimiawi hidrogen, helium, dan sedikit lithium). 

Sementara ini, karena atom-atom yang berisi nanopartikel LAP-149 yang sudah ditemukan ini belum cukup jumlahnya, usia partikel LAP-149 belum dapat ditentukan. 

Jika makin banyak partikel yang sama ditemukan dari meteorit-meteorit lain, baik yang sudah jatuh ke Bumi maupun yang berada dan bergerak di angkasa luar, dan dengan demikian usia partikel-partikel itu dapat ditentukan, maka pengetahuan kita akan menjadi lebih baik tentang rupa struktural bagian galaksi Bima Sakti yang dapat diobservasi dari Bumi. Selain itu, kita juga akan mengetahui hal-hal apa yang memicu terbentuknya sistem Matahari kita. 

Jakarta, 05 Mei 2019

ioanes rakhmat

Sumber-sumber: 

/1/ Pierre Haenecour, Jane Y. Howe, et al., "Laboratory evidence for co-condensed oxygen-and-carbon -rich meteoritic stardust from nova outbursts", Nature Astronomy, 29 April 2019. 

Lihat juga Pierre Haenecour, et al., "Ashes of a Dying Star's Hold Clues about Solar System's Birth", University of Arizona UANews, 29 April 2019.

Juga Matt Davis, "Found in Antarctica: A 'Weirdo particle' that predates the Sun", Big Think, 02 May 2019. 

/2/ Ihwal bagaimana sistem Matahari kita terbentuk, sudah banyak ditulis. Lihat antara lain Nola Taylor Redd, "How Did the Solar System Form?", Space.com, 01 Feb 2017.