Bintang mempunyai kitaran hayat yang menjangkau beberapa juta hingga trilion tahun. Mereka dilahirkan, mengalami perubahan mengikut peredaran masa dan akhirnya menemui penghujungnya apabila bahan api kehabisan untuk menjadi badan remanen yang sangat padat. Bintang yang hangus boleh menjadi a kerdil putih atau bintang neutron atau lubang hitam bergantung kepada jisim asal bintang.
Kehidupan a bintang bermula secara besar-besaran awan antara bintang gas dan habuk dalam galaksi dengan penggumpalan gas disebabkan oleh suhu rendah kepada poket berketumpatan tinggi. Rumpun secara beransur-ansur mengumpulkan lebih banyak jirim dan membesar. Pada satu ketika, rumpun runtuh akibat peningkatan daya graviti. Geseran semasa runtuh memanaskan perkara itu dan bayi bintang dilahirkan. Ini adalah peringkat protostar dalam kitaran hidup bintang.
Keruntuhan di bawah graviti berterusan. Akibatnya, suhu dan tekanan dalam teras terus meningkat. Selepas berjuta-juta tahun, suhu dan tekanan dalam teras protostar menjadi cukup tinggi untuk membolehkan nukleus hidrogen bercantum. Pelaburan nuklear membebaskan sejumlah besar tenaga yang memanaskan bahan itu secukupnya untuk mengelakkan keruntuhan selanjutnya di bawah graviti. Peringkat ini apabila pelakuran nuklear berlaku secara stabil (dan tenaga yang dibebaskan cukup memanaskan bahan untuk mengelakkan keruntuhan graviti) adalah peringkat utama dan fasa terpanjang dalam kehidupan bintang. Bintang pada peringkat ini dipanggil 'bintang jujukan utama' dan peringkat itu dipanggil 'peringkat urutan utama'. Hidrogen adalah bahan api utama bintang. Kadar penggunaan bahan api bergantung pada jisim bintang. Bintang besar akan menggunakan bahan api pada kadar yang lebih tinggi untuk membebaskan tenaga yang mencukupi untuk mengelakkan keruntuhannya di bawah graviti.
Apabila bahan api kehabisan, pelakuran nuklear berhenti dan tiada tenaga untuk memanaskan bahan untuk mengimbangi daya graviti dan teras runtuh di bawah graviti, meninggalkan remanen padat. Ini penghujung bintang. Bintang mati menjadi sama ada kerdil putih atau bintang neutron atau lubang hitam bergantung kepada jisim bintang asal.
Apabila jisim bintang asal kurang daripada 8 kali jisim matahari (<8 M⦿), ia menjadi a kerdil putih. Bintang mati menjadi bintang neutron, apabila jisim bintang asal adalah antara 8 hingga 20 jisim suria (8 M⦿ < M < 20 J⦿) manakala bintang lebih berat daripada 20 jisim suria (>20 M⦿) menjadi lubang hitam apabila minyak kehabisan.
Kerdil Perang (BD)
Bintang mencapai 'peringkat gabungan nuklear' atau 'peringkat jujukan utama' dalam kitaran hayat mereka. Bagaimana jika objek angkasa terbentuk seperti bintang tetapi gagal mencapai tahap ini?
Kerdil perang bermula seperti bintang, menjadi cukup tumpat untuk runtuh di bawah gravitinya tetapi terasnya tidak pernah menjadi cukup tumpat dan panas untuk memulakan pelakuran nuklear dan oleh itu tidak pernah menjadi bintang sejati. Objek ini serupa dalam ciri kepada kedua-dua bintang dan planet.
Kerdil hitam lebih kecil daripada bintang tetapi masih lebih besar daripada bintang planet. Beberapa yang lebih kecil adalah setanding saiznya planet. Yang paling kecil diketahui ialah kira-kira tujuh kali saiz Musytari.
Kerdil hitam adalah penting untuk model pembentukan bintang dalam awan antara bintang gas dan debu. Percubaan sedang dibuat untuk menentukan badan terkecil yang terbentuk dengan cara seperti bintang.
Kerdil coklat yang paling kecil
Baru-baru ini, penyelidik meninjau pusat gugusan pembentuk bintang IC 348 yang terletak kira-kira 1,000 tahun cahaya jauhnya menggunakan Teleskop Angkasa James Webb (JWST). Berdasarkan fotometri objek, pasukan mengenal pasti tiga calon kerdil hitam. Satu daripadanya hanya tiga hingga empat kali jisim Musytari yang menjadikannya kerdil hitam terkecil yang diketahui setakat ini.
Kerdil hitam tiga kali jisim Musytari akan menjadi 300 kali lebih kecil daripada matahari. Bagaimana kerdil hitam kecil itu boleh terbentuk dalam bentuk seperti bintang adalah sukar untuk dijelaskan kerana awan antara bintang kecil biasanya tidak akan runtuh untuk menimbulkan kerdil hitam kerana gravitinya yang lemah. Oleh itu, kerdil hitam kecil itu menimbulkan cabaran sebelum model pembentukan bintang semasa.
***
Rujukan:
- Luhman KL, et al 2023. Tinjauan JWST untuk Planetary Mass Brown Dwarfs dalam IC 348. The Astronomical Journal, Jilid 167, Nombor 1. Diterbitkan 13 Disember 2023. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-3881/ad00b7
- Webb NASA Mengenal pasti Kerdil Perang Terapung Bebas Terkecil. Disiarkan pada 13 Disember 2023. Tersedia di https://www.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-identifies-tiniest-free-floating-brown-dwarf/
***
