Kisah Terbentuknya Matahari: Terlahir di dalam Gugus Bintang

Kebanyakan bintang di galaksi Bimasakti, termasuk Matahari, lahir dari gugusan bintang. Tapi, apa sebenarnya gugus bintang itu? Gugus bintang adalah sekumpulan bintang yang saling terikat oleh gravitasi, bergerak dan berinteraksi satu sama lain dalam satu titik pusat. Gugus ini terbentuk dari awan gas raksasa yang sebagian besar terdiri dari hidrogen dan helium. Gugus bintang terbagi menjadi dua jenis utama:

• Gugus Bola: Ini adalah gugus yang simetris, menyerupai bola, dan terdiri dari jutaan bintang. Gugus bola diyakini terbentuk sekitar 12 miliar tahun lalu, bersamaan dengan kelahiran Bimasakti, dan usianya bisa mencapai miliaran tahun.
• Gugus Terbuka: Berbeda dengan gugus bola, gugus ini memiliki bentuk yang tidak beraturan dan hanya terdiri dari ratusan hingga ribuan bintang. Usianya lebih muda, berkisar antara beberapa juta hingga beberapa miliar tahun.

Citra gugus bola Caldwell 78 atau NGC 6541 yang diamati oleh Hubble Space Telescope. Gugus bintang ini berjarak sekitar 22.000 tahun cahaya dari Bumi. Sumber: nasa.gov.

Citra gugus terbuka NGC 3603 yang diamati oleh Hubble Space Telescope. Jarak gugus bintang ini sekitar 20.000 tahun cahaya dari Bumi. Sumber: esahubble.org.

BUKTI MATAHARI LAHIR DI GUGUS BINTANG

Seperti bintang-bintang lainnya, Matahari kita diperkirakan terbentuk sekitar 4,6 miliar tahun lalu di dalam sebuah gugus terbuka. Kesimpulan ini didasarkan pada dua penemuan ilmiah yang penting:

• Kandungan Radioaktif di Tata Surya: Meteorit kuno yang ditemukan di Tata Surya mengandung unsur radioaktif, khususnya besi, yang diperkirakan berasal dari ledakan supernova di dekat tempat Matahari terbentuk. Supernova, bintang yang meledak, menyemburkan unsur radioaktif ke angkasa. Jika jaraknya cukup dekat, materi dari supernova tersebut dapat mencemari awan gas pembentuk Matahari. Intensitas terjadinya ledakan supernova yang mencemari Tata Surya dengan unsur radioaktif akan jauh lebih besar kemungkinannya jika Matahari terbentuk di dalam sebuah gugus bintang. Dalam gugus bintang, bintang-bintang bermassa besar berevolusi lebih cepat dan meledak menjadi supernova terlebih dahulu. Ledakan supernova inilah yang mencemari lingkungan sekitar, termasuk Tata Surya kita, dengan unsur-unsur radioaktif seperti besi. Oleh karena itu, lingkungan di dalam gugus terbuka lebih memungkinkan untuk terjadinya kontaminasi radioaktif tersebut.
• Objek-Objek di Pinggiran Tata Surya: Objek kecil di tepi Tata Surya (lebih dari 45 Satuan Astronomi dari Matahari) memiliki orbit yang sangat lonjong dan inklinasi tinggi. Keanehan ini kemungkinan disebabkan oleh papasan dekat Matahari dengan bintang-bintang lain saat masih berada di dalam gugus bintang.

Kombinasi dari ledakan supernova yang menyuntikkan materi radioaktif ke Tata Surya dan gangguan gravitasi dari bintang-bintang tetangga membuat ilmuwan percaya bahwa Matahari lahir bersama bintang-bintang lainnya di dalam gugus terbuka.

BERAPA BANYAK BINTANG YANG BERSAUDARA DENGAN MATAHARI?

Penelitian dari Fred C. Adams dan Gregory Laughlin pada tahun 2001 memperkirakan bahwa gugus terbuka tempat Matahari terbentuk terdiri dari 100 hingga 1.000 bintang. Kemudian, penelitian dari Portegies-Zwart pada tahun 2009 memperkirakan bahwa gugus ini memiliki massa sekitar 500 hingga 3.000 kali massa Matahari, dengan radius antara 1 hingga 3 parsec (1 parsec = 3,26 tahun cahaya).

PROSES KELAHIRAN MATAHARI

Sekitar 4,6 miliar tahun yang lalu, awan gas raksasa di galaksi kita mulai runtuh, membentuk bintang-bintang baru, termasuk Matahari. Sebagian dari bintang-bintang bermassa besar dalam gugus tersebut meledak sebagai supernova, menyuntikkan materi radioaktif ke dalam gas di sekitarnya. Materi inilah yang kemudian membentuk Matahari dan planet-planet di sekitarnya.

Di dalam gugus bintang, bintang-bintang saling mendekat dan mengalami interaksi gravitasi. Hal ini menyebabkan orbit objek-objek di bagian luar Tata Surya menjadi tidak stabil. Seiring waktu, gravitasi galaksi Bimasakti menyebabkan gugus ini perlahan-lahan terpecah, dengan bintang-bintangnya, termasuk Matahari, menyebar dan mulai mengorbit pusat galaksi.

Citra gugus terbuka Messier 67 (M67) yang berjarak sekitar sekitar 2.800 tahun cahaya dari Bumi. Gugus ini berusia sekitar 4 milyar tahun dan memiliki kandungan metal yang mirip dengan Matahari. Selain itu, gugus ini diperkirakan mengandung lebih dari 500 bintang di dalam. Sumber: apod.nasa.gov.

DIMANAKAH TEMPAT GUGUS MATAHARI SEKARANG?

Ilmuwan pernah mengira bahwa gugus terbuka M67 adalah tempat Matahari terbentuk karena memiliki kelimpahan unsur logam yang mirip. Namun, simulasi orbit yang dilakukan oleh tim yang pimpin oleh Barbara Richardo menunjukkan bahwa Matahari dan M67 tidak pernah berpapasan dekat, artinya keduanya tidak berasal dari tempat yang sama.

Saat ini, ilmuwan menduga bahwa gugus terbuka tempat Matahari lahir sudah lama hancur akibat evolusi galaksi dan gangguan gravitasi. Namun, bintang-bintang yang "bersaudara" dengan Matahari kemungkinan masih ada, meskipun sudah menyebar di seluruh galaksi Bimasakti. Sejak 2009, banyak penelitian telah dilakukan untuk menemukan bintang-bintang ini, yang masih mungkin ditemukan mengorbit pusat galaksi bersama Matahari.

Dengan menelusuri bukti-bukti dari meteorit purba dan orbit objek-objek di Tata Surya, ilmuwan semakin yakin bahwa Matahari tidak lahir sendirian, melainkan sebagai bagian dari gugus bintang yang hilang. Ini adalah cerita luar biasa tentang asal-usul Matahari, yang lahir di tengah keramaian bintang-bintang lain, sebelum akhirnya tersapu oleh arus gravitasi galaksi yang lebih besar.