[비즈한국] Pada tahun 2019, Betelgeuse tiba-tiba meredup. Perubahannya bahkan terlihat jelas dengan mata telanjang. Betelgeuse adalah bintang kandidat supernova yang masa hidupnya hampir berakhir. Banyak orang berharap bahwa Betelgeuse akhirnya memasuki fase tidak stabil terakhir sebelum meledak. Namun, pada tahun 2019, 2020, hingga saat ini, tidak terjadi apa-apa pada Betelgeuse. Penyebab di balik penurunan kecerahan yang drastis pada tahun 2019 pun akhirnya terungkap kemudian.
Betelgeuse memang sudah lama mengalami fluktuasi yang tidak stabil. Saat itu, Betelgeuse melontarkan material korona dalam jumlah besar ke permukaan, yang kemudian mendingin dengan cepat di ruang angkasa dan membentuk awan debu raksasa yang menghalangi cahaya bintang itu sendiri. Betelgeuse kembali ke wujud aslinya, dan mereka yang menantikan kembang api spektakuler berupa ledakan supernova di dekat kita harus menelan kekecewaan.
Fluktuasi tidak stabil Betelgeuse sudah lama diketahui. Perubahan kecerahan Betelgeuse merupakan campuran dari dua periode osilasi yang berbeda. Pada dasarnya, terdapat pola perubahan kecerahan yang naik-turun setiap sekitar 420 hari. Ini tampak sebagai mode dasarnya. Selain itu, terdapat osilasi kecil yang bergetar lambat dengan periode yang jauh lebih panjang, yakni sekitar 2.100 hari. Mengapa mode perubahan kecerahan kedua ini terjadi masih menjadi misteri hingga kini. Beberapa astronom berspekulasi bahwa ada bintang pendamping lain yang bersembunyi di sekitar Betelgeuse. Dengan kata lain, Betelgeuse sebenarnya adalah bintang ganda. Namun, identitas bintang pendamping tersebut belum bisa dipastikan selama bertahun-tahun.
Namun, baru-baru ini sebuah foto luar biasa yang tampaknya berhasil mengamati langsung pendamping Betelgeuse akhirnya dirilis! Jika penemuan ini terkonfirmasi, maka dapat dikatakan bahwa Betelgeuse bukanlah raksasa super kesepian yang mati sambil berfluktuasi sendirian, melainkan memiliki pendamping yang menemani masa akhir hayatnya.
Bagaimana menjelaskan pola periode 2.100 hari yang muncul dalam perubahan kecerahan Betelgeuse? Karena bintangnya sendiri sangat tidak stabil, terjadi konveksi raksasa yang membalikkan seluruh isi bintang. Sebagaimana pola butiran beras (granulasi) besar dan kecil yang terlihat di permukaan Matahari, permukaan Betelgeuse kemungkinan juga membentuk sel konveksi raksasa. Namun, sel konveksi saja sulit menjelaskan pola yang memiliki periode tetap, karena konveksi terjadi secara acak di berbagai tempat.
Bisa saja dianggap karena bintik hitam besar di permukaan bintang, tetapi hal ini tidak menjelaskan kondisi Betelgeuse. Bintik hitam adalah area yang relatif lebih gelap dan lebih dingin di permukaan bintang, sedangkan mode perubahan kecerahan 2.100 hari justru tampak lebih jelas pada panjang gelombang yang lebih panas dan biru daripada panjang gelombang merah yang gelap. Selain itu, pemodelan perubahan medan magnet—salah satu penyebab utama bintik hitam—menunjukkan bahwa medan magnet Betelgeuse berubah dalam periode yang lebih panjang dari 2.100 hari, sehingga tidak bisa dijelaskan hanya dengan bintik hitam saja.
Pada akhirnya, para astronom mulai berasumsi bahwa fluktuasi periode panjang tersebut disebabkan oleh bintang pendamping yang bersembunyi di sisi Betelgeuse. Dikatakan bahwa kecerahan total berubah karena bintang pendamping dan Betelgeuse saling menutupi secara berkala. Atmosfer Betelgeuse tersebar sangat jauh. Material yang terlempar keluar dari bintang telah tersebar hingga ke orbit bintang pendamping. Bintang pendamping tersebut berputar di dalam awan debu itu. Oleh karena itu, kecerahannya tidak meredup saat bintang pendamping melintas di depan Betelgeuse, melainkan justru berubah menjadi lebih terang. Hal ini terjadi karena bintang pendamping tersebut menyingkirkan awan debu yang menutupi bagian depan Betelgeuse.
Betelgeuse adalah bintang yang sangat terang dan terkenal, sehingga sudah diamati sejak abad ke-17. Para astronom menganalisis data luas yang terkumpul selama hampir 100 tahun atau satu abad, dan menemukan bahwa pola perubahan kecerahan 2.100 hari tetap terjaga dengan sangat stabil. Ini menjadi bukti penting untuk dicurigai bahwa pola perubahan tersebut bukan disebabkan oleh konveksi atau ledakan acak di permukaan bintang, melainkan oleh bintang pendamping yang berevolusi dengan periode yang stabil.
Saat itu, para astronom memperkirakan kecepatan radial berdasarkan pola periode panjang Betelgeuse. Berdasarkan hal ini, diperkirakan terdapat bintang pendamping dengan massa antara 0,5 hingga 1 kali massa Matahari, yang berjarak hanya sekitar 8 AU dari Betelgeuse. Namun, perkiraan ini tidak mendapat banyak dukungan. Karena untuk bintang yang silau dan berfluktuasi secara liar seperti Betelgeuse, upaya untuk menemukan pendamping yang menempel begitu dekat sejak awal hampir mustahil.
Faktanya, Betelgeuse adalah bintang yang bahkan sulit dilihat dengan benar oleh berbagai teleskop ruang angkasa seperti Hubble, Kepler, dan Gaia. Karena terlalu terang, bintang ini jauh melebihi batas magnitudo bintang paling terang yang dapat dilihat teleskop, sehingga bahkan tidak bisa direkam dengan benar dalam foto. Jadi, sebenarnya jarak pastinya pun belum diketahui. (Ini adalah salah satu bintang dengan kesalahan pengukuran jarak yang sangat besar.) Oleh karena itu, meskipun ada bintang pendamping di dekat bintang raksasa yang bersinar menyilaukan menjelang ledakan supernova, mengetahui keberadaannya akan sangat sulit. Maka, untuk menemukan pendamping tersebut, diperlukan teleskop dengan mata tajam yang mampu membedakan hingga sudut terkecil.
Namun, baru-baru ini sebuah upaya luar biasa dilakukan. Teleskop Gemini North di Hawaii dilengkapi dengan peralatan pengamatan resolusi ultra-tinggi bernama Alopeke untuk membedakan dua benda langit yang menempel erat seperti ini. 'Alopeke' berarti rubah dalam bahasa Hawaii. Alopeke meminimalkan efek turbulensi atmosfer secara real-time melalui pengambilan gambar dengan paparan sangat singkat kurang dari 14 milidetik, bukan paparan jangka panjang. Ia menantang batas difraksi maksimum yang tidak dapat dibedakan karena difraksi perangkat optik teleskop. Berkat itu, ia dapat membedakan hingga sudut kecil dalam 10 detik busur. Ini adalah resolusi tingkat tertinggi di antara teleskop tunggal yang ada saat ini.
Hasil pengamatan Betelgeuse melalui Alopeke akhirnya mengungkap sesuatu yang dicurigai sebagai bintang pendamping yang bersembunyi di sisinya. Pada foto di atas, terdapat bercak biru di sebelah Betelgeuse yang bersinar kuning, tepat di tempat yang selama ini diduga sebagai lokasi bintang pendamping Betelgeuse yang dinanti-nantikan semua orang. Bintang pendamping yang diperkirakan melalui citra pengamatan ini memiliki massa sekitar 1,6 kali massa Matahari dan berjarak hanya 4 AU dari Betelgeuse. Itu lebih dekat daripada jarak antara Matahari dan Jupiter. Bintang pendamping tersebut tampaknya mengitari Betelgeuse dengan periode 5,94 tahun. Namun, tingkat kepercayaan bintang pendamping yang terkonfirmasi dalam pengamatan kali ini hanya 1,5 sigma. Masih jauh untuk memastikan keberadaan bintang pendamping tersebut. Namun, menarik bahwa sesuatu ditemukan tepat di orbit yang selama ini banyak orang duga sebagai lokasi bintang pendamping.
Benda langit kandidat bintang pendamping Betelgeuse yang ditemukan kali ini diberi nama yang menarik. Betelgeuse berarti tangan raksasa. Artinya salah satu lengan pemburu Orion di langit malam. Oleh karena itu, bintang pendamping yang ditemukan kali ini diberi nama 'Siwarha', yang berarti gelang dalam bahasa Arab. Artinya gelang yang dipakai raksasa di lengannya. Siwarha tampaknya masih berada pada tahap bintang deret utama, yaitu bintang yang sangat muda yang belum memasuki tahap fusi nuklir hidrogen di pusatnya seperti Matahari. Tampaknya itu adalah bintang pra-deret utama biru yang berada di tahap sebelum masuk deret utama. Itulah sebabnya ia bersinar dengan cahaya biru keputihan, dan belum memulai fusi nuklir hidrogen secara penuh di dalamnya. Fakta bahwa mode perubahan kecerahan 2100 hari Betelgeuse terlihat jelas pada panjang gelombang biru juga dapat dijelaskan dengan mudah oleh adanya bintang pendamping Siwarha ini.
Jika teleskop yang lebih besar dan lebih sensitif didirikan di masa depan, identitas pasangan tersembunyi Betelgeuse akan terungkap. Pengamatan kali ini pun hanya bisa menemukan jejaknya karena menantang batas kemampuan perangkat Alopeke. Jika kita memperkirakan orbit elips Siwarha, ia akan berada di titik paling jauh dari Betelgeuse sekitar November 2027. Ini akan menjadi waktu terbaik untuk pengamatan. Karena Betelgeuse dan Siwarha berada pada posisi yang cukup jauh, keduanya akan dapat dibedakan dengan lebih jelas.
Betelgeuse memiliki probabilitas yang sangat tinggi untuk meledak menjadi supernova dalam waktu 10.000 tahun ke depan. Jika Betelgeuse meledak, Siwarha yang berada di sisinya mungkin akan hancur berkeping-keping, atau mungkin dimakan oleh Betelgeuse yang membengkak raksasa sebelumnya. Bagaimanapun, tidak banyak waktu tersisa bagi kita untuk memastikan keberadaan Siwarha. Setidaknya dalam 10.000 tahun, kita harus bergegas memastikan keberadaannya sebelum gelang sang raksasa menghilang. Kita akhirnya bisa sedikit memahami mengapa Betelgeuse, yang berlari menuju kematiannya di jarak terdekat, menunjukkan perilaku yang begitu tidak stabil dan liar. Betelgeuse tidak sendirian. Ia adalah bintang ganda yang mengenakan gelang di satu sisi.
Referensi
https://noirlab.edu/public/programs/gemini-observatory/gemini-north/alopeke/
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ad93c8
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ad87f4
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/abf3c9
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/adeaaf
Siapakah penulis Ji Ung-bae? Dia mencintai kucing dan alam semesta. Setelah menonton 'Galaxy Express 999' saat kecil, ia memiliki mimpi untuk memberitahukan keindahan alam semesta. Saat ini, ia sedang meneliti evolusi melalui interaksi galaksi di Pusat Penelitian Evolusi Galaksi dan Laboratorium Kosmologi Dekat Universitas Yonsei, serta aktif dalam berbagai kegiatan komunikasi sains seperti ceramah dan menulis. Ia telah menulis buku seperti 'Observatorium yang Sedang Berinteraksi', 'Memikirkan Alam Semesta Sepanjang Hari', dan 'Bintang, Sains Cahaya'.