BINTANG: CIRI, BAGAIMANA IA TERBENTUK, KITARAN HIDUP, STRUKTUR - SAINS - 2026

A bintang adalah objek astronomi terdiri daripada gas, terutamanya hidrogen dan helium, dan disimpan dalam keseimbangan terima kasih kepada kuasa graviti, yang cenderung untuk memampatkan, dan tekanan gas, yang mengembang ia.

Dalam proses ini, bintang menghasilkan sejumlah besar tenaga dari intinya, di mana terdapat reaktor peleburan yang mensintesis helium dan unsur-unsur lain dari hidrogen.

Gambar 1. Pleiades, di buruj Taurus, yang dapat dilihat pada musim sejuk utara, merupakan gugusan sekitar 3,000 bintang yang berjarak 400 tahun cahaya. Sumber: Wikimedia Commons.

Dalam tindak balas peleburan ini, jisim tidak dipulihara sepenuhnya, tetapi sebahagian kecil diubah menjadi tenaga. Dan kerana jisim bintang sangat besar, walaupun ia adalah yang paling kecil, begitu juga jumlah tenaga yang dikeluarkannya sesaat.

Ciri-ciri bintang

Ciri utama bintang adalah:

- Jisim : sangat berubah-ubah, mulai dari pecahan kecil jisim Matahari hingga bintang supermasif, dengan massa beberapa kali jisim suria.

- Suhu : ia juga kuantiti berubah. Dalam fotosfera, yang merupakan permukaan bintang yang bercahaya, suhunya berada dalam lingkungan 50000-3000 K. Sementara di pusatnya mencapai jutaan Kelvin.

- Warna : berkait rapat dengan suhu dan jisim. Semakin panas bintang, semakin biru warnanya dan sebaliknya, semakin sejuk, semakin cenderung ke arah merah.

- Luminositi : ia bergantung pada daya yang dipancarkan oleh bintang, yang biasanya tidak seragam. Bintang terpanas dan terbesar adalah yang paling bercahaya.

- Besarnya : itu adalah kecerahan jelas yang mereka lihat ketika dilihat dari Bumi.

- Pergerakan : bintang mempunyai pergerakan relatif sehubungan dengan bidangnya, serta pergerakan putaran.

- Umur : bintang boleh setua alam semesta - kira-kira 13.8 bilion tahun - dan semuda 1 bilion tahun.

Bagaimana bintang terbentuk?

Matahari, salah satu daripada berjuta-juta bintang di Bima Sakti.

Bintang terbentuk dari keruntuhan graviti awan gas kosmik dan debu yang besar, yang kepadatannya sentiasa berubah-ubah. Bahan primordial di awan ini adalah hidrogen dan helium molekul, dan juga jejak semua unsur yang diketahui di Bumi.

Pergerakan zarah-zarah yang membentuk sejumlah besar jisim yang tersebar di angkasa adalah rawak. Tetapi sesekali ketumpatannya meningkat sedikit pada satu titik, menyebabkan mampatan.

Tekanan gas cenderung melepaskan mampatan ini, tetapi daya graviti, yang menarik molekul bersama-sama, sedikit lebih tinggi, kerana zarah-zarah itu lebih dekat bersama, dan kemudian mengatasi kesan ini.

Selanjutnya, graviti bertanggungjawab untuk meningkatkan jisim lebih banyak lagi. Dan apabila ini berlaku, suhu meningkat secara beransur-ansur.

Sekarang bayangkan proses pemeluwapan ini dalam skala besar dan dengan masa yang ada. Daya graviti adalah jejari dan awan jirim yang terbentuk akan mempunyai simetri sfera. Ia dipanggil protostar.

Di samping itu, awan jirim ini tidak statik, tetapi berputar dengan pantas apabila bahan itu berkontrak.

Lama kelamaan, teras akan terbentuk pada suhu yang sangat tinggi dan tekanan yang sangat besar, yang akan menjadi reaktor peleburan bintang. Jisim kritikal diperlukan untuk ini, tetapi apabila ia berlaku, bintang mencapai keseimbangan dan dengan demikian bermula, sehingga boleh dikatakan, kehidupan dewasa.

Jisim dan evolusi bintang seterusnya

Jenis tindak balas yang boleh berlaku di nukleus akan bergantung pada jisim yang dimilikinya pada awalnya, dan dengannya evolusi seterusnya bintang.

Untuk jisim kurang dari 0.08 kali jisim Matahari - kira-kira 2 x 10 30 kg - bintang tidak akan terbentuk, kerana inti tidak akan menyala. Objek yang terbentuk secara beransur-ansur akan menjadi sejuk dan kondensasi akan menjadi perlahan, sehingga menimbulkan kerdil coklat.

Sebaliknya, jika protostar terlalu besar, ia juga tidak akan mencapai keseimbangan yang diperlukan untuk menjadi bintang, jadi ia akan runtuh dengan ganas.

Teori pembentukan bintang oleh keruntuhan graviti disebabkan oleh ahli astronomi Inggeris dan ahli kosmologi James Jeans (1877-1946), yang juga mengusulkan teori keadaan alam semesta yang stabil. Hari ini teori ini, yang berpendapat bahawa jirim diciptakan secara berterusan, telah dibuang demi teori Big Bang.

Kitaran hidup bintang

Seperti yang dijelaskan di atas, bintang dibentuk oleh proses pemeluwapan nebula yang terbuat dari gas dan debu kosmik.

Proses ini memerlukan masa. Dianggarkan ia berlaku antara 10 dan 15 juta tahun, sementara bintang memperoleh kestabilan terakhirnya. Setelah tekanan gas yang meluas dan kekuatan keseimbangan graviti mampatan, bintang memasuki apa yang disebut urutan utama.

Mengikut jisimnya, bintang itu terletak pada salah satu garisan rajah Hertzsprung-Russell atau rajah HR. Ini adalah grafik yang menunjukkan pelbagai garis evolusi bintang, semuanya ditentukan oleh jisim bintang.

Dalam grafik ini, bintang diperingkat mengikut cahaya mereka berdasarkan suhu efektifnya, seperti yang ditunjukkan di bawah:

Gambar 2. Gambar rajah HR, dibuat secara bebas oleh ahli astronomi Ejnar Hertzsprung dan Henry Russell sekitar tahun 1910. Sumber: Wikimedia Commons. ITU.

Garis evolusi bintang

Urutan utama adalah kawasan pepenjuru kasar yang melalui pusat rajah. Di sana, pada suatu ketika, bintang-bintang yang baru terbentuk masuk, mengikut jisimnya.

Bintang paling panas, terang, dan paling besar berada di bahagian atas dan ke kiri, sementara bintang paling sejuk dan terkecil berada di kanan bawah.

Massa adalah parameter yang mengatur evolusi bintang, seperti yang telah dikatakan beberapa kali. Sesungguhnya, bintang yang sangat besar menggunakan bahan bakarnya dengan cepat, sementara bintang yang kecil dan sejuk, seperti kerdil merah, menguruskannya dengan lebih perlahan.

Rajah 3. Perbandingan ukuran antara planet (1 dan 2) dan bintang (3,4,5 dan 6). Sumber: Wikimedia Commons. Dave Jarvis (https://dave.autonoma.ca/).

Bagi seorang manusia, kerdil merah hampir kekal, belum ada kerdil merah yang diketahui.

Bersebelahan dengan urutan utama adalah bintang-bintang yang, kerana evolusi mereka, telah berpindah ke garis lain. Di atas adalah bintang-bintang raksasa dan hebat, dan di bawah kerdil putih.

Jenis spektral

Apa yang datang kepada kita dari bintang jauh adalah cahaya mereka, dan dari analisisnya banyak maklumat diperoleh mengenai sifat bintang. Di bahagian bawah rajah HR terdapat sebilangan huruf yang menunjukkan jenis spektrum yang paling biasa:

OBAFGKM

Bintang dengan suhu tertinggi adalah O dan yang paling sejuk adalah kelas M. Sebaliknya, setiap kategori ini dibahagikan kepada sepuluh subtipe yang berlainan, membezakannya dengan nombor dari 0 hingga 9. Contohnya, F5, bintang antara antara F0 dan G0.

Klasifikasi Morgan Keenan menambahkan kilauan bintang pada jenis spektrum, dengan angka Rom dari I hingga V. Dengan cara ini Matahari kita adalah bintang jenis G2V. Harus diingat bahawa memandangkan kebolehubahan bintang yang luar biasa, ada klasifikasi lain bagi mereka.

Setiap kelas spektrum mempunyai warna yang jelas, menurut rajah HR dalam gambar. Ini adalah warna yang hampir dapat dilihat oleh pemerhati tanpa instrumen atau teropong pada malam yang sangat gelap dan terang.

Berikut adalah penerangan ringkas mengenai ciri mengikut jenis spektrum klasik:

Taipkan O

Mereka adalah bintang biru dengan warna ungu. Mereka dijumpai di sudut kiri atas rajah HR, iaitu, besar dan terang, serta suhu permukaan tinggi, antara 40,000 hingga 20,000 K.

Contoh bintang jenis ini ialah Alnitak A, di tali pinggang buruj Orion, kelihatan pada malam-malam di musim sejuk utara, dan Sigma-Orionis dalam buruj yang sama.

Gambar 4. Tiga bintang Orion's Belt. Dari kiri ke kanan Alnitak, Alnilam dan Mintaka. Di samping itu, di sebelah Alnitak, nebula Api dan Horsehead. Sumber: Wikimedia Commons.

Jenis B

Mereka mudah dilihat dengan mata kasar. Warnanya putih-biru, dengan suhu permukaan antara 10.000 -7000 K. Sirius A, bintang binari dalam buruj Canis Major adalah bintang tipe A, seperti Deneb, bintang paling terang di Swan.

Jenis F

Mereka kelihatan putih cenderung kuning, suhu permukaannya lebih rendah daripada jenis sebelumnya: antara 7000 hingga 6000 K. Bintang polar Polaris, dari buruj Ursa Minor tergolong dalam kategori ini, begitu juga Canopus, bintang paling terang buruj Carina, terlihat jauh di selatan hemisfera utara, semasa musim sejuk utara.

Taipkan G

Mereka berwarna kuning dan suhunya antara 6000 hingga 4800 K. Matahari kita termasuk dalam kategori ini.

Jenis K

Pada prinsipnya, tidak mudah untuk mengetahui struktur dalaman bintang, kerana kebanyakannya adalah objek yang sangat jauh.

Berkat kajian Matahari, bintang yang paling dekat, kita tahu bahawa kebanyakan bintang terdiri dari lapisan gas dengan simetri sfera, di tengahnya terdapat inti di mana pelakuran berlaku. Ini merangkumi lebih kurang 15% daripada jumlah keseluruhan bintang.

Di sekitar inti ada lapisan seperti mantel atau sampul dan akhirnya ada suasana bintang, yang permukaannya dianggap sebagai batas luarnya. Sifat lapisan ini berubah dengan masa dan evolusi diikuti oleh bintang.

Dalam beberapa kes, pada titik di mana hidrogen, bahan bakar nuklear utamanya habis, bintang membengkak dan kemudian mengusir lapisan terluarnya ke angkasa, membentuk apa yang dikenali sebagai nebula planet, di tengah-tengah nukleus kosong. , selepas ini dikenali sebagai kerdil putih.

Tepatnya di sampul bintang, di mana pengangkutan tenaga dari teras ke lapisan luar berlaku.

Gambar 5. Lapisan Matahari, bintang yang paling banyak dikaji. Sumber: Wikimedia Commons.

Jenis bintang

Pada bahagian yang dikhaskan untuk jenis spektrum, jenis bintang yang diketahui sekarang telah disebut secara umum. Ini dari segi ciri-ciri yang ditemui melalui analisis cahaya.

Tetapi sepanjang evolusi mereka, sebahagian besar bintang bergerak mengikut urutan utama dan juga meninggalkannya, terletak di cawangan lain. Hanya bintang kerdil merah yang kekal dalam urutan utama sepanjang hidup mereka.

Terdapat jenis bintang lain yang sering disebutkan, yang kami terangkan secara ringkas:

Bintang kerdil

Ini adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan jenis bintang yang sangat berbeza, yang di sisi lain mempunyai ukuran yang sama. Beberapa bintang dibentuk dengan jisim yang sangat rendah, tetapi yang lain yang dilahirkan dengan jisim yang jauh lebih tinggi malah menjadi kerdil sepanjang hayatnya.

Sebenarnya, bintang kerdil adalah jenis bintang yang paling banyak terdapat di alam semesta, jadi perlu diperhatikan ciri-ciri mereka:

Kerdil coklat

Mereka adalah protostar yang jisimnya tidak cukup untuk memulakan reaktor nuklear yang mendorong bintang ke urutan utama. Mereka boleh dianggap berada di tengah-tengah antara planet gergasi gas seperti Musytari dan bintang kerdil merah.

Oleh kerana mereka kekurangan sumber tenaga yang stabil, mereka ditakdirkan untuk sejuk perlahan. Contoh kerdil coklat adalah Luhman 16 di buruj Vela. Tetapi ini tidak menghalang planet mengorbitnya, kerana beberapa telah dijumpai setakat ini.

Kerdil merah

Rajah 6. Ukuran perbandingan antara Matahari, kerdil merah Gliese 229A, kerdil coklat Teide 1 dan Gliese 229 B dan planet Musytari. Sumber: NASA melalui Wikimedia Commons.

Jisim mereka kecil, kurang daripada Matahari, tetapi kehidupan mereka berjalan mengikut urutan utama kerana mereka menghabiskan bahan bakar mereka dengan berhati-hati. Atas sebab ini mereka juga lebih sejuk, tetapi mereka adalah jenis bintang yang paling banyak dan juga yang paling lama.

Kerdil putih

Ia adalah sisa bintang yang meninggalkan urutan utama ketika bahan bakar di intinya habis, membengkak sehingga menjadi raksasa merah. Selepas ini, bintang melepaskan lapisan luarnya, mengurangkan ukurannya dan hanya meninggalkan inti, yang merupakan kerdil putih.

Tahap kerdil putih hanya satu fasa dalam evolusi semua bintang yang bukan kerdil merah atau raksasa biru. Yang terakhir, begitu besar, cenderung mengakhiri hidup mereka dalam letupan besar yang disebut nova atau supernova.

Bintang IK Pegasi adalah contoh kerdil putih, nasib yang mungkin menanti Matahari kita berjuta-juta tahun dari sekarang.

Kerdil biru

Mereka adalah bintang hipotesis, iaitu, keberadaannya belum terbukti. Tetapi dipercayai bahwa kerdil merah akhirnya berubah menjadi kerdil biru ketika kehabisan bahan bakar.

Kerdil hitam

Mereka adalah kerdil putih kuno yang telah benar-benar sejuk dan tidak lagi memancarkan cahaya.

Kerdil kuning dan oren

Bintang dengan jisim yang sebanding dengan atau kurang dari Matahari, tetapi ukuran dan suhu lebih besar daripada kerdil merah, kadang-kadang disebut dengan cara ini.

Bintang Neutron

Ini adalah tahap terakhir dalam kehidupan bintang yang luar biasa, ketika ia telah menghabiskan bahan bakar nuklearnya dan mengalami ledakan supernova. Kerana letupan, inti bintang yang tersisa menjadi sangat padat, sehingga elektron dan proton menyatu menjadi neutron.

Bintang neutron begitu, tetapi begitu padat, sehingga dapat memuat hingga dua kali jisim suria dalam sfera berdiameter sekitar 10 km. Oleh kerana jejarinya telah menurun begitu banyak, pemuliharaan momentum sudut menuntut kelajuan putaran yang lebih tinggi.

Oleh kerana ukurannya, mereka dikesan oleh sinaran kuat yang mereka pancarkan dalam bentuk sinar yang berputar dengan cepat di sebelah bintang, membentuk apa yang dikenali sebagai pulsar.

Contoh bintang

Walaupun bintang mempunyai ciri-ciri yang sama, seperti halnya makhluk hidup, kebolehubahannya sangat besar. Seperti yang telah dilihat, terdapat bintang raksasa dan supergiant, kerdil, neutron, pemboleh ubah, jisim besar, dengan ukuran yang sangat besar, lebih dekat dan lebih jauh:

-Bintang yang paling terang di langit malam adalah Sirius, di buruj Canis Major.

Gambar 7. Sirius, di buruj Canis Major, sekitar 8 tahun cahaya, adalah bintang paling terang di langit malam. Sumber: Pixabay.

-Próxima Centauri adalah bintang paling dekat dengan Matahari.

-Menjadi bintang yang paling terang tidak bermaksud menjadi yang paling bercahaya, kerana jaraknya sangat banyak. Bintang paling bercahaya yang dikenali juga paling besar: R136a1 milik Awan Magellan Besar.

-Jisim R136a1 adalah 265 kali jisim Matahari.

-Bintang dengan jisim terbesar tidak selalu terbesar. Bintang terbesar setakat ini adalah UY Scuti di buruj Shield. Radiusnya kira-kira 1708 kali lebih besar daripada radius Matahari (radius Matahari adalah 6.96 x 108 meter).

-Bintang terpantas sejauh ini ialah US 708, yang bergerak pada 1200 km / s, tetapi baru-baru ini bintang lain ditemui yang melampaui itu: S5-HVS1 dari buruj kren, dengan kelajuan 1700 km / s. Pelakunya dipercayai sebagai lubang hitam supermasif Sagittarius A, di tengah Bima Sakti.

Rujukan

1. Carroll, B. Pengenalan Astrofizik Moden. Ke-2. Edisi. Pearson.
2. Costa, C. Bintang melarikan diri dari kegelapan jantung galaksi. Dipulihkan dari: aaa.org.uy.
3. Díaz-Giménez, E. 2014. Nota Asas Astronomi. Diterbitkan oleh University of Córdoba, Argentina.
4. Jaschek, C. 1983. Astrofizik. Diterbitkan oleh OAS.
5. Martínez, D. Evolusi bintang. Vaeliada. Dipulihkan dari: Buku Google.
6. Oster, L. 1984. Astronomi Moden. Reverté Pengarang.
7. Persatuan Astronomi Sepanyol. 2009. 100 Konsep Astronomi. Edycom SL
8. UNAM. Astronomi Tenaga Tinggi. Bintang Neutron. Dipulihkan dari: astroscu.unam.mx.
9. Wikipedia. Pengelasan Bintang. Dipulihkan dari: es.wikipedia.org.
10. Wikipedia. Bintang. Dipulihkan dari: es.wikipedia.org.