[비즈한국] Gugus bintang Pleiades adalah salah satu pemandangan paling terkenal di langit malam musim dingin. Di dekat rasi Taurus, Anda dapat melihat gugusan bintang-bintang biru yang tampak berkumpul rapat, bukan hanya satu, melainkan banyak. Selama ini, Pleiades sering disebut sebagai 'tujuh saudari' atau bintang tujuh putri karena tujuh bintang paling terang yang terlihat. Namun, baru-baru ini terungkap fakta bahwa Pleiades ternyata memiliki ribuan kerabat yang selama ini tersembunyi. Bahkan, bintang-bintang yang membentuk Pleiades tersebar sangat panjang di seluruh langit, tak kalah dengan Bima Sakti.
Pleiades sebelumnya dianggap sebagai gugus bintang terbuka yang berada pada jarak dekat. Dengan mata telanjang, tujuh bintang terang terlihat, dan diperkirakan sekitar 1.000 bintang muda berkumpul longgar di area sempit sekitar 15 tahun cahaya. Namun, penemuan ini benar-benar membalikkan pemahaman kita tentang Pleiades. Setidaknya ada 3.000 bintang lagi yang membentuk Pleiades. Selain itu, ukuran Pleiades setidaknya 20 kali lebih besar dari yang kita ketahui sebelumnya!
Bintang-bintang di galaksi kita lahir di dalam awan gas molekuler raksasa. Saat awan gas mengalami kontraksi gravitasi, bintang-bintang protobintang muda mulai lahir satu per satu di dalamnya. Melalui proses diferensiasi di mana awan raksasa terpecah menjadi potongan-potongan kecil, bintang-bintang baru lahir secara bersamaan di berbagai titik dalam satu awan molekuler raksasa. Seiring berjalannya waktu dan gas menghilang, bintang-bintang muda yang panas dan berwarna biru tersebut akan membentuk gugus bintang terbuka. Pleiades adalah salah satu gugus bintang terbuka yang lahir dengan cara ini.
Bintang-bintang muda sebaya yang tinggal di gugus terbuka tidak akan selamanya bersama. Terperangkap dalam gravitasi Bima Sakti dan mengorbit secara luas, gravitasi galaksi dapat mengacaukan bentuk gugus bintang, menyebabkan sebagian bintang terlepas keluar dari gugus. Seperti Hansel dan Gretel dalam dongeng yang menaburkan remah roti di sepanjang jalan, gugus bintang yang perlahan hancur juga meninggalkan jejak bintang-bintang yang terlepas di sepanjang orbitnya. Pleiades kemungkinan besar telah melewati proses ini, meninggalkan anggota yang dulunya berkumpul di ruang Bima Sakti.
Para astronom menggunakan dua teleskop luar angkasa, TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) dan Gaia, untuk menelusuri setiap sudut langit malam selama sekitar satu bulan guna mencari kerabat Pleiades. Gaia adalah teleskop yang sangat unggul dalam mengukur jarak presisi jutaan bintang di galaksi kita. Sepanjang masa misinya dari 2014 hingga 2025, Gaia telah memetakan posisi 3D dan pergerakan 880 juta bintang yang bersinar di sepanjang Bima Sakti. Yang menarik, TESS awalnya diluncurkan dengan tujuan mencari planet ekstrasurya yang mengorbit bintang lain. Seperti Teleskop Luar Angkasa Kepler sebelumnya, TESS memanfaatkan fenomena transit di mana cahaya bintang meredup secara berkala karena terhalang oleh planet ekstrasurya yang melintas di depannya.
Namun, meredupnya cahaya bintang secara berkala bisa terjadi karena alasan lain selain planet ekstrasurya. Yang paling umum adalah bintik hitam (sunspot) yang muncul di permukaan bintang. Saat bintang yang memiliki bintik hitam berotasi dan sisi dengan bintik tersebut menghadap pengamat, bintang akan tampak meredup sejenak. Dengan mengukur seberapa sering cahaya bintang meredup, kita dapat mengetahui seberapa cepat bintang berotasi dan berapa sering sisi dengan bintik hitam menghadap ke arah kita, sehingga periode rotasinya dapat ditentukan. Teleskop yang dibuat untuk melihat siluet planet ekstrasurya secara tak terduga berhasil mengungkap informasi baru mengenai periode rotasi bintang!
Periode rotasi bintang sangatlah penting. Biasanya, bintang-bintang akan melambat rotasinya seiring bertambahnya usia. Mengukur kecepatan rotasi bintang dapat menjadi standar tidak langsung untuk menentukan usia bintang tersebut. Para astronom menggunakan prinsip inilah untuk menemukan kerabat Pleiades yang hilang!
Bintang-bintang di Pleiades lahir sekitar 100 juta tahun yang lalu. Jika ada bintang kerabat yang lahir di waktu yang sama, mereka seharusnya memiliki komposisi kimia yang serupa dengan bintang-bintang Pleiades saat ini, serta usia yang kira-kira sama, yakni 100 juta tahun. Mereka juga harus bergerak mengikuti orbit yang hampir serupa dengan orbit Pleiades.
Para astronom mencari bintang-bintang di Bima Sakti dengan cermat menggunakan Gaia dan TESS. Mereka memilih kandidat bintang yang bergerak mengikuti orbit dan kecepatan yang hampir sama dengan Pleiades. Selanjutnya, mereka membandingkan komposisi kimia. Terakhir, berdasarkan periode rotasi yang diketahui melalui pengamatan bintik hitam oleh TESS, mereka memilih bintang-bintang yang periode rotasinya terlihat melambat setelah lahir 100 juta tahun yang lalu. Hanya bintang-bintang yang memenuhi ketiga syarat—orbit, komposisi kimia, dan usia yang ditentukan melalui perubahan periode rotasi—yang dipilih! Sangat kecil kemungkinannya semua faktor ini cocok secara kebetulan. Jika semua elemen cocok, kemungkinan besar bintang tersebut memiliki asal-usul yang sama dengan Pleiades.
Ternyata, ada 3.000 bintang yang baru ditemukan! Selain itu, bintang-bintang ini membentang jauh di luar area Pleiades yang kita kenal, membentuk pita raksasa yang panjang di sepanjang langit malam mengikuti Bima Sakti.
Pleiades kemungkinan lahir sekitar 100 juta tahun yang lalu dalam kondisi yang jauh lebih padat dan rapat dibandingkan sekarang, seperti bintang-bintang yang membentuk gugus Orion saat ini. Namun seiring waktu, bintang-bintang yang berevolusi lebih cepat mengalami ledakan supernova, dan dampaknya banyak bintang terpental keluar dari gugus. Selama 100 juta tahun terakhir, gugus bintang tersebut bergerak cepat melintasi ruang Bima Sakti, dan akibat gravitasi serta gaya pasang surut Bima Sakti secara keseluruhan, gugus tersebut mengalami proses peregangan dan pembubaran. Bintang-bintang yang terlepas itu tertinggal di sepanjang jalur yang dilewati Pleiades. Hanya saja, karena terkubur di antara bintang-bintang lain di dalam Bima Sakti, keberadaannya tidak disadari selama ini.
Penemuan ini juga memberikan petunjuk penting mengapa sulit untuk mengukur jarak ke Pleiades secara akurat. Meskipun sangat terkenal, Pleiades adalah objek langit yang jarak pastinya justru tidak diketahui secara pasti. Pengukuran awal memperkirakan jarak sekitar 430 tahun cahaya, namun kemudian Teleskop Luar Angkasa Hipparcos mendapatkan jarak yang jauh lebih pendek, yaitu 390 tahun cahaya, yang memicu kontroversi. Namun, ini mungkin kesalahpahaman karena gugus Pleiades itu sendiri sedang dalam proses peregangan dan pembubaran. Kebetulan arah di mana bintang-bintang di dalam gugus tersebut memanjang sejalan dengan arah pandang dari Bumi. Sekilas, bintang-bintang tampak terkumpul rapi di area yang sempit, namun jika dilihat dari samping, gugus tersebut mungkin terlihat sangat memanjang. Dengan kata lain, jarak ke gugus tersebut bisa berbeda-beda tergantung bintang mana yang dijadikan patokan.
Penemuan ini menunjukkan potensi penggunaan usia bintang yang ditentukan dari periode rotasi dalam memetakan bintang di Bima Sakti serta memahami asal-usulnya. Faktanya, aliran bintang yang menyelimuti galaksi kita selama ini biasanya hanya dibahas terkait gugus bola (globular cluster) atau galaksi kerdil yang jauh lebih tua. Bintang-bintang yang lebih tua memiliki komposisi kimia yang jauh lebih mudah dibedakan, dan gugus bola memiliki orbit yang lebih jelas dibedakan dari bintang muda lainnya di piringan Bima Sakti. Bintang muda yang lahir di piringan Bima Sakti mengorbit secara bersamaan di atas piringan, sehingga sulit untuk membedakan siapa termasuk di mana atau di mana bintang itu lahir. Sebaliknya, gugus bola bergerak keluar dari piringan galaksi, menjelajahi halo galaksi, dan membentuk orbit yang sangat berbeda. Oleh karena itu, ketika membahas ekor atau jejak bintang yang tertinggal akibat pembubaran gugus atau galaksi kerdil, para astronom biasanya fokus pada gugus bola yang tua.
Namun, penemuan ini menunjukkan bahwa dengan memanfaatkan periode rotasi bintang, dimungkinkan untuk menentukan usia dan membedakan asal-usul bintang-bintang yang relatif lebih muda, yaitu bintang-bintang yang membentuk gugus terbuka. Selain itu, sangat kreatif menggunakan data dari teleskop luar angkasa yang awalnya diluncurkan untuk memburu planet ekstrasurya guna menghasilkan penemuan yang unik dan berbeda dari tujuan awal. Metode yang selama ini digunakan untuk memahami sejarah kuno galaksi kini dapat digunakan sebagai alat untuk memahami sejarah modern galaksi kita yang jauh lebih baru.
Malam ini, mari kita pandang kembali Pleiades yang bersinar biru di langit musim dingin. Bayangkan juga anggota Pleiades lainnya yang tidak terlihat namun membentang panjang di depan dan di belakangnya. Sambil mengalihkan pandangan perlahan dari satu ufuk ke ufuk lainnya, bayangkan ekor dari ribuan bintang yang tertinggal saat Pleiades perlahan hancur. Anda akan bisa merasakan aliran sungai Bima Sakti di atas kepala kita yang kini mengalir bersama anak sungai yang ditinggalkan oleh Pleiades.
Referensi
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ae0724#sidr-main
https://science.nasa.gov/missions/tess/nasas-tess-spacecraft-triples-size-of-pleiades-star-cluster/
Tentang penulis Ji Woong-bae: Ia mencintai kucing dan alam semesta. Sejak menonton 'Galaxy Express 999' saat kecil, ia bermimpi untuk menyebarkan keindahan alam semesta. Saat ini, ia menjadi profesor asisten di Fakultas Studi Bebas Universitas Sejong dan terlibat dalam berbagai aktivitas komunikasi sains seperti memberi kuliah dan menulis. Ia telah menulis buku seperti 'Setiap Hari Sepotong Alam Semesta', 'Ilmuwan di Alam Semesta yang Berbintang', 'Tidak Bisa Pergi Tapi Bisa Tahu', dan 'Pertanyaan Aneh yang Muncul Saat Melihat Alam Semesta', serta menerjemahkan buku-buku seperti 'Panduan Hitchhiker untuk Menjelajahi Alam Semesta yang Sesungguhnya', 'Bagaimana Saya Membunuh Pluto', 'Quantum Life', dan 'Cosmigraphics'.