: Bintang Masif Itu Pun Tutup Usia

Obituari Djoni N. Dawanas (1949 – 2009)

Ditulis oleh Tri L. Astraatmadja dan Avivah Yamani.

Bagi mahasiswa-mahasiswa astronomi, kata “Astrofisika” akan diasosiasikan dengan dua orang: Profesor Winardi Soetantyo dan Profesor Djoni N. Dawanas. Pak Winardi (alm.) adalah penulis buku teks “Astrofisika: Mengenal Bintang” yang dikenal sebagai “buku sakti” atau “buku suci” para mahasiswa astronomi—karena isinya yang menyeluruh dan penjelasannya yang singkat namun jelas dan padat—dan Pak Djoni (demikian kami memanggilnya) adalah dosen yang selama bertahun-tahun telah mengajar mata kuliah Astrofisika.

Dr. Djoni N. Dawanas. Kredit : AS ITB

Bagi mahasiswa baru astronomi, kuliah Pak Djoni merupakan kuliah penting yang menanamkan dasar-dasar pemahaman astrofisika yang akan sangat berguna dalam kuliah-kuliah selanjutnya. Kenangan akan kelas astrofisika dasar yang diberikan Pak Djoni tentunya akan terus ada dalam benak setiap mahasiswanya. Cerita demi cerita tentang cara penentuan jarak bintang sampai evolusi bintang seakan membawa mahasiswa masuk dalam dunia baru… dunia yang tak tersentuh secara fisik. Dunia yang membawa kesadaran bahwa para astronom bekerja dalam laboratorium maharaksasa dengan objek yang hanya bisa diamati tanpa bisa disentuh.

Ketika kelas Astrofisika mulai membahas mengenai peran angin bintang dalam evolusi sebuah bintang, Pak Djoni—pria kelahiran Sukabumi 9 Maret 1949, hampir pasti akan membandingkan bintang dengan seseorang yang sedang mengikuti program diet: “Orang gendut seperti saya ini harus diet kalau mau sehat dan panjang umur,” mendengar candaan ini biasanya kami akan tertawa karena Pak Djoni memang badannya besar. Ia lalu akan melanjutkan, “Nah, bintang yang massanya tinggi juga punya program diet untuk memperpanjang usianya, ia akan membubuskan sebagian kecil massanya dalam wujud angin bintang.”

Foto yang diambil oleh Teleskop Antariksa Hubble ini menampilkan pengaruh angin bintang terhadap lingkungan di sekitarnya. Angin bintang yang berhembus dengan hebatnya dari sebuah bintang masif akan bertabrakan dengan materi-materi di sekitarnya sehingga akan terbentuk semacam ``gelembung

Selanjutnya dimulailah pendidikan kami mengenai angin bintang dan bagaimana perannya dalam evolusi sebuah bintang. Inilah subjek yang digemari beliau dan sudah menjadi salah satu tema penelitiannya selama bertahun-tahun.

Pada sesi-sesi kuliah beliau sebelumnya kami telah dibuat sadar bahwa nasib sebuah bintang sebenarnya sudah digariskan kurang-lebih semenjak lahir, dan faktor yang paling menentukan adalah berapa massa bintang tersebut ketika ia lahir. Dalam hal ini “lahir”nya sebuah bintang dapat dianggap sebagai saat ketika bintang tersebut mulai memiliki inti yang menghasilkan reaksi nuklir pembakaran atom Hidrogen.

Bintang dapat tetap stabil selama jutaan hingga milyaran tahun adalah karena adanya kesetimbangan antara dua gaya. Yang pertama adalah gaya gravitasi yang menarik seluruh massa bintang ke arah pusat bintang, dan yang kedua adalah tekanan radiasi yang mendorong materi dan energi hasil reaksi nuklir mengalir ke luar bintang. Semakin besar massa sebuah bintang, semakin besar gaya tarik gravitasi yang mengancam keruntuhan. Untuk menghasilkan tekanan radiasi yang dapat menjadi penyeimbang maka sebuah bintang masif harus membakar semakin banyak massa di dalam tubuhnya. Ini akan memperpendek usia bintang masif tersebut. Kita dapat menghitung secara kasar bahwa usia sebuah bintang yang massanya 60 kali massa Matahari kita “hanya” akan hidup selama 3 Juta tahun, sementara Matahari kita dapat hidup selama 10 Milyar tahun, dan bintang yang massanya hanya 1/10 kali massa Matahari kita dapat hidup begitu lama selama 1 Trilyun tahun.

Dengan demikian bintang juga mengalami perubahan seiring dengan waktu, akan tetapi perubahan ini begitu lambat apabila dibandingkan dengan umur manusia. Namun bintang masif berubah relatif lebih cepat dibandingkan bintang seperti Matahari kita. Apabila Matahari kita relatif stabil selama beberapa Milyar tahun, sebuah bintang masif hanya dapat stabil selama beberapa Juta tahun. Bagaimana kemudian angin bintang dapat memperpanjang usia sebuah bintang? Lagi-lagi hal ini bergantung pada massa bintang yang sedang dibicarakan dan tahap evolusinya sudah sampai mana.

Selain memancarkan radiasi dalam wujud photon, bintang juga memancarkan partikel. Pancaran partikel inilah yang disebut angin bintang. Dua hal penting yang perlu diamati dari angin bintang berapa jumlah massa yang dihembuskan relatif terhadap total massa bintang (ini disebut juga dengan laju kehilangan massa), dan juga berapa kecepatan angin tersebut. Pengamatan menunjukkan bahwa berbagai-bagai jenis bintang memancarkan berbagai-bagai jenis angin bintang pula.

Setiap tahunnya bintang seperti Matahari kita menghembuskan angin bintang hanya sejumlah seperseratus Trilyun bagian dari total massa bintang tersebut, dengan kecepatan angin sekitar 300 km per detik. Karena bintang seperti Matahari kita ini dapat hidup selama 10 Milyar tahun, kita dapat hitung bahwa jumlah massa yang dihembuskan angin bintang seumur hidupnya hanya ~0.01% persen saja dari total massa. Ini bukan jumlah yang signifikan dan kita dapat menyimpulkan bahwa angin bintang tidak berperan penting dalam evolusi bintang seperti Matahari.

Untuk menekankan hal ini Pak Djoni akan menyimpulkan, “Bintang seperti Matahari kita itu termasuk bintang bermassa kecil, sudah kurus jadi tidak perlu diet lagi.” Mahasiswa yang berbadan kurus biasanya akan ditunjuk beliau, “kamu sudah tidak perlu diet lagi kan? Saya nih yang perlu diet.”

Bintang tipe Wolf-Rayet adalah tipe bintang masif dan panas dengan angin bintang berkecepatan tinggi. Setiap tahun sebuah Bintang Wolf-Rayet dapat menghembuskan angin bintang sebesar seperseluruh ribu bagian dari massa totalnya dan memperkaya ruang antar bintang dengan materi baru yang di kemudian hari menjadi bahan mentah pembentuk bintang generasi kedua

Inilah yang menarik apabila kita meninjau sebuah kasus ekstrim yaitu pada bintang masif yang luar biasa terang dan panas. Dalam setahun bintang ini dapat menghembuskan angin sebanyak seperseratus ribu bagian dari total massa bintang tersebut dan kecepatannya pun luar biasa tinggi yaitu sekitar 2000 km per detik. Walaupun bintang masif hanya hidup beberapa puluh juta tahun namun waktu yang singkat itu cukup untuk membuang massa sejumlah beberapa kali massa Matahari kita. Ini kira-kira ~10% dari massa total bintang tersebut dan ini adalah jumlah yang cukup signifikan. Dengan membuang sekitar sepuluh persen massa total selama hidupnya yang singkat itulah sebuah bintang masif dapat memperpanjang usianya dan memperlambat hal yang tak terhindarkan yaitu saat ketika bintang tersebut pada akhirnya akan runtuh dan membentuk lubang hitam.

Begitulah Pak Djoni menerangkan program diet bintang masif, dan yang tak kalah menarik adalah bagaimana Pak Djoni mengakhiri kuliahnya dengan bertanya kepada mahasiswa-mahasiswanya, “lantas angin bintang ini pergi ke mana? Selama puluhan juta tahun ada materi total sebanyak massa Matahari kita dihembuskan, terus jadi apa materi ini?” Seorang mahasiswa yang sudah membaca kisah hidup bintang-bintang masif akan tahu jawaban atas pertanyaan Pak Djoni, namun pertanyaan Pak Djoni biasanya dijawab dengan sunyi.

Pak Djoni kemudian memperkenalkan kami pada sebuah narasi besar tentang siklus kehidupan bintang di alam semesta, sebuah narasi yang detail-detailnya akan kami pelajari dalam fase-fase berikutnya dalam karier kami sebagai astronom. Narasi ini masih dibangun bahkan hingga sekarang. “Angin bintang itu membawa elemen-elemen berat yang dihasilkan di inti bintang. Elemen-elemen ini akan memperkaya komposisi materi antar bintang.”

“Di kemudian hari bintang masif tersebut akan meledak dan menghempaskan lebih banyak lagi elemen-elemen berat. Materi antar bintang yang telah diperkaya ini nantinya dapat menggumpal membentuk bintang generasi berikutnya. Pada bintang generasi baru ini terkandung elemen-elemen berat yang tercipta di dalam inti bintang generasi sebelumnya.”

Kuliah kemudian berakhir. Pak Djoni lalu merokok dan kembali ke kantornya dan melanjutkan penelitiannya. Selain meneliti angin bintang beliau juga meneliti sebuah bintang tipe khusus yang dinamakan Bintang Be (atau disebut juga Bintang B-emisi). Mahasiswa yang mengerjakan skripsi di bawah bimbingan Pak Djoni hampir pasti akan ditawari mengerjakan topik yang terkait dengan Bintang Be, sampai-sampai ada kelakar “to Be or not to Be” yang mengacu pada bintang Be. Di kalangan para perokok Pak Djoni dikenal secara berkelakar sebagai anggota Dewan Suro—Suka Rokok—dengan posisi sebagai Ahli Hisap Utama. Beliau menamatkan program doktoralnya di Universitas Montpellier II – USTL pada tahun 1981. Pada tahun 2008 beliau diajukan untuk menjadi Guru Besar Astronomi dan berhak menyandang gelar Profesor.

Kini kuliah-kuliah Pak Djoni tinggal kenangan. Pada tanggal 30 November 2009 Pak Djoni menghembuskan nafas terakhirnya karena gagal ginjal, beberapa bulan sebelum beliau dikukuhkan sebagai Guru Besar Astronomi.

Sebuah bintang masif yang telah menghembuskan angin bintang seumur hidupnya kini telah tiada, namun bintang-bintang generasi kedua telah diperkaya oleh keberadaannya.