Bintang terbentuk di dalam wilayah ruang yang dikenal sebagai “pabrik bintang,” di mana gas dan debu berkumpul untuk membentuk bayi bintang.
Wilayah kelahiran bintang ini kita kenal sebagai awan molekuler. Ukuran awan ini sangat besar, membentang ratusan tahun cahaya dan melahirkan ribuan bintang. Meski kita telah banyak memahami siklus hidup bintang berkat kemajuan teknologi dan alat observasi, namun masih banyak misteri yang belum terpecahkan. Salah satu pertanyaan utama adalah, apakah bintang di alam semesta awal terbentuk dengan cara yang sama?
Pebelitian kali ini dilakukan oleh tim astronom dari Kyushu University, bekerja sama dengan Osaka Metropolitan University. Mereka menemukan bahwa beberapa bintang mungkin terbentuk di dalam awan molekuler yang lebih “mengembang” atau berbentuk kabur, ketika alam semesta masih sangat muda. Temuan ini diperoleh dari hasil observasi Awan Magellan Kecil dan hasil ini memberikan pemahaman baru terkait sejarah pembentukan bintang di seluruh alam semesta.
Struktur Awan Molekuler dalam Pembentukan Bintang
Di galaksi Bimasakti, awan molekuler tempat lahirnya bintang memiliki struktur berbentuk filamen dengan lebar sekitar 0,3 tahun cahaya. Para astronom menduga bahwa Tata Surya juga terbentuk melalui proses yang sama, di mana sebuah filamen besar pada awan molekuler pecah dan membentuk inti awan molekuler, atau disebut juga sebagai “telur bintang.” Selama ratusan ribu tahun, gravitasi menarik gas dan materi ke dalam inti tersebut hingga akhirnya membentuk bintang.
Saat ini, pemahaman kita tentang pembentukan bintang masih terus berkembang. Upaya memahami pembentukan bintang di alam semesta muda punya tantangan tersendiri. Alam semesta muda sangat berbeda dengan saat ini, sebagian besar hanya terdiri dari hidrogen dan helium. Unsur-unsur yang lebih berat baru terbentuk di dalam bintang-bintang bermassa tinggi. Karena kita tidak bisa kembali ke masa lalu untuk mempelajari pembentukan bintang di alam semesta awal, kita mencari lingkungan yang menyerupai kondisi tersebut.
Awan Magellan Kecil, Jendela ke Alam Semesta Dini
Para peneliti memilih untuk mengamati Awan Magellan Kecil (SMC), sebuah galaksi katai di dekat Bimasakti yang jaraknya sekitar 200.000 tahun cahaya dari Bumi. SMC hanya memiliki sekitar seperlima jumlah unsur berat dibandingkan dengan Bima Sakti, menjadikannya mirip dengan kondisi kosmik 10 miliar tahun yang lalu. Namun, keterbatasan resolusi dalam pengamatan sebelumnya membuat struktur awan molekuler di SMC sulit untuk dipastikan.
Beruntung, teleskop radio ALMA di Chile memiliki kemampuan resolusi tinggi yang cukup untuk menangkap gambar detail awan molekuler di SMC dan menentukan apakah struktur filamen benar-benar ada.
Para astronom mengumpulkan dan menganalisis data 17 awan molekuler yang masing-masing memiliki bayi bintang dengan massa sekitar 20 kali massa Matahari. Hasilnya, 60% dari awan molekuler yang diamati memiliki struktur filamen dengan lebar sekitar 0,3 tahun cahaya, sementara 40% lainnya memiliki bentuk yang lebih kabur atau mengembang. Selain itu, suhu di dalam filamen awan molekuler lebih tinggi dibandingkan dengan awan molekuler yang mengembang.
Implikasi bagi Pembentukan Bintang dan Tata Surya
Perbedaan suhu antara filamen awan molekuler dan yang mengembang kemungkinan disebabkan oleh waktu pembentukannya. Awalnya, semua awan molekuler berbentuk filamen dengan suhu tinggi akibat tabrakan antar awan. Ketika suhu tinggi, turbulensi di dalam awan molekuler menjadi lemah. Namun, seiring dengan menurunnya suhu, energi kinetik gas yang masuk menyebabkan lebih banyak turbulensi, yang menghaluskan struktur filamen dan membentuk awan yang lebih mengembang.
Jika awan molekuler mempertahankan bentuk filamennya, maka lebih mungkin untuk pecah di sepanjang “untaian” panjangnya dan membentuk banyak bintang bermassa rendah seperti Matahari, yang juga memungkinkan terbentuknya sistem planet. Sebaliknya, jika struktur filamen tidak dapat dipertahankan, maka kemungkinan bintang semacam itu sulit untuk terbentuk.
Penelitian ini menunjukkan bahwa lingkungan, seperti ketersediaan unsur berat yang cukup, sangat penting dalam menjaga struktur filamen dan berperan dalam pembentukan sistem planet. Di masa depan, membandingkan hasil ini dengan pengamatan awan molekuler di lingkungan kaya unsur berat, termasuk di Bimasakti, akan sangat penting untuk memahami evolusi awan molekuler dan alam semesta dari waktu ke waktu.
