Bintang Neutron: Pengertian, Struktur, dan Penemuannya

Ada berbagai macam jenis benda-benda langit yang telah ditemukan oleh para astronom. Mulai dari keberadaan asteroid, komet, exoplanet, lubang hitam, hingga masih lain sebagainya. Dari benda-benda langit yang ada tentu kita sudah tidak asing dengan banda langit yang bernama bintang.

Dapat dikatakan bintang merupakan salah satu benda langit yang dapat memancarkan cahaya sendiri. Cahaya yang dipancarkan berasal dari reaksi fusi nuklir kemudian menghasilkan energi pada bagian inti.

Menurut ilmu astronomi, bintang diartikan sebagai semua benda masif dengan massa 0,08 sampai dengan 200 massa Matahari, yang sedang dan pernah melangsungkan pembangkitan energi melalui reaksi fusi nuklir. Dalam hal ini bintang katai dan bintang neutron yang sudah tidak menghasilkan energi tetap mendapat julukan sebagai bintang.

Berbicara mengenai bintang neutron, sangat erat kaitannya dengan bintang yang telah runtuh dan merupakan salah satu benda-benda kosmik. Lalu apa sebenarnya bintang neutron ini?

Pengertian Bintang Neutron

Bintang neutron adalah bagian ini dari bintang yang telah runtuh, berasal dari bintang berukuran raksasa dan masif dengan massa total sekitar 10 hingga 25 dari massa Matahari, akan tetapi massanya dapat lebih apabila bintang neutron mengandung banyak logam.

Dapat dikatakan jika bintang neutron merupakan bentuk tahapan akhir dari kehidupan bintang yang telah menua. Bintang neutron berisi neutron dengan kandungan elektron dan proton yang amat sedikit.

Bintang neutron merupakan objek kosmik terkecil dan terpadat di alam semesta. Diperkirakan jika diameter dari bintang neutron mencapai 10 km dengan massa sekitar 1,4 dari massa Matahari.

Proses terbentuknya bintang neutron berawal dari adanya ledakan super besar atau supernova yang dialami oleh bintang masif. Ledakan diikuti oleh runtuhnya gravitasi kemudian inti bintang memadat melewati kerapatan bintang katai putih ke inti atom.

Jika sudah terbentuk, bintang neutron tidak lagi menjadi bintang yang aktif menghasilkan energi atau panas. Secara perlahan bintang neutron mulai mendingin, akan tetapi terdapat kemungkinan bintang ini dapat berkembang lebih jauh jika terjadi tabrakan atau akresi.

Bintang-bintang neutron yang diamati pada umumnya mempunyai suhu yang amat panas dengan suhu permukaan mencapai 600.000 K. Kepadatan bintang neutron dapat diibaratkan sebagai sebuah kotak korek api berukuran normal yang di dalamnya berisi bahan bintang neutron dengan berat sekitar 3 miliar ton.

Bahkan medan magnet yang dihasilkan oleh bintang neutron mencapai 10⁸ – 10¹⁵ (100 juta – 1 kuadriliun) kali lebih kuat dari medan magnet Bumi. Sedangkan medan gravitasi yang terdapat pada permukaan bintang mencapai 200 miliar kali lebih kuat dibandingkan medan gravitasi planet Bumi.

Ketika inti bintang runtuh, kecepatan rotasinya mengalami peningkatan sebagai akibat dari kekekalan momentum sudut. Bahkan untuk bintang neutron yang baru terbentuk mempunyai putaran yang amat cepat atau beberapa ratus kali per detik.

Ketika berputar, bintang neutron memancarkan radiasi elektromagnetik yang terdeteksi sebagai pulsar. Tercatat bintang neutron dengan putaran tercepat bernama PSR J1748-2446ad dengan kecepatan putaran 716 kali per detik atau 43.000 putaran per menit.

Struktur Bintang Neutron

Hingga saat ini pemahaman mengenai struktur bintang neutron masih ditentukan oleh model matematika. Namun beberapa detail dapat diambil melalui studi mengenai osilasi bintang neutron.

Model bintang neutron saat ini menunjukkan jika materi yang berada di permukaan bintang neutron terdiri dari inti atom biasa yang dihancurkan menjadi beberapa kisi padat dengan lautan elektron yang mengalir di antara celahnya.

Besar kemungkinan inti di bagian permukaan adalah besi sebab energi mengikat besi yang tinggi per nukleon. Akan tetapi ada kemungkinan juga jika unsur-unsur berat seperti besi, tenggelam begitu saja di bawah permukaan dan hanya menyisakan inti ringan seperti hidrogen dan helium.

Atmosfer bintang neutron diduga mempunyai ketebalan amat tinggi, sekitar beberapa mikrometer, dan dinamikanya dikendalikan oleh medan magnet bintang neutron. Pada bagian bawah atmosfer terdapat lapisan kerak yang padat, sangat keras dan sangat halus dengan tingkat ketidakteraturan permukaan maksimum 5 mm akibat dari medan gravitasi yang ekstrim.

Penemuan Bintang Neutron Termasif

Para ahli astronom telah berhasil menemukan bintang neutron termasif berjarak 4.600 tahun cahaya dari Bumi. Bintang neutron tersebut mempunyai berat sekitar 100 juta ton dan diberi nama J0740+6620, berukuran 2,17 kali lipat dari Matahari dengan massa 333.000 kali massa Bumi.

Bahkan menurut para ahli, jika dilihat dari ukuran dan bentuknya, bintang neutron telah mendekati batas kepadatan suatu objek sebelum menghancurkan dirinya sendiri.

Ditemukan Lubang Hitam Pada Bintang Neutron

Untuk pertama kalinya para ahli astronom menemukan lubang hitam yang berada dekat dengan bintang neutron. Bahkan lubang hitam tersebut melahap bintang neutron dan menciptakan riak dalam ruang waktu yang disebut sebagai gelombang gravitasi dengan jarak tempuh lebih dari 900 juta tahun cahaya untuk mencapai ke detektor Bumi.

Tabrakan pertama terdeteksi pada 5 Januari 2020 oleh observatorium Virgo di Italia dan salah satu dari dua detektor membentuk Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) di Amerika Serikat. Diketahui jika terdapat lubang hitam sekitar 8,9 kali lebih besar dari Matahari, memakan bintang neutron berukuran 1,9 kali massa Matahari.