Mengapa Semakin Merah Bintang Semakin Dingin Permukaannya?

Oleh: Hanief Trihantoro* (Sarjana Astronomi & Pengelola “DuniaAstronomi.com)

Bintang-bintang di langit malam yang cerah memang sebenarnya berwarna-warni. Ada yang putih, kuning, merah, bahkan biru. Perbedaan warna tersebut menunjukkan perbedaan temperaturnya. Jika kita ingat warna pelangi (me-ji-ku-hi-bi-ni-u), maka kita dapat dengan mudah mengingat bahwa urutan warna tersebut menunjukkan urutan temperatur bintang dari yang rendah (bintang dingin) ke tinggi (bintang panas). Bintang yang berwarna merah lebih dingin dibandingkan bintang yang berwarna kuning atau biru.

Gambar di bawah menunjukkan hubungan antara temperatur bintang (dan warna) dengan kecerlangan sesungguhnya. Tampak posisi beberapa bintang yang mudah dikenali, seperti Antares, Matahari, Rigel, dan lain-lain.

Hertzsprung-Russel_StarData

Gambar 1. Diagram Hertzsprung-Russel [Sumber gambar: https://commons.wikimedia.org]

Bintang, termasuk juga Matahari, adalah sebuah bola gas yang begitu panasnya hingga gas tersebut berubah menjadi plasma, berpijar, dan bereaksi. Di bagian pusat Matahari saja, temperaturnya mencapai 15 juta derajat celcius! Di sinilah semua energi Matahari dihasilkan melalui reaksi nuklir. Namun di permukaan yang disebut fotosfer, temperaturnya hanya 6000 derajat celcius saja. Fotosfer inilah bagian dari Matahari dan bintang-bintang yang bisa kita amati dan gunakan sebagai acuan untuk menentukan temperatur dan warna bintang.

Mungkin Adik-adik pernah bertanya-tanya, bagaimana caranya para ilmuwan bisa mengukur temperatur sebuah bintang. Kita tidak mungkin membawa termometer karena jaraknya jauh dan tidak ada termometer yang bisa mengukur hingga jutaan celcius. Jawabannya adalah dengan menggunakan hukum-hukum fisika yang bisa kita pelajari dari SD hingga SMA atau bahkan kuliah. Dengan begitu, hanya dari cahaya bintang saja kita bisa mendapatkan banyak informasi. Di antaranya temperatur, kandungan kimiawi, dan pergerakan bintang.

Fraunhofer_lines

Gambar 2. Spektrum Matahari yang diamati pertama kali oleh Fraunhofer [Sumber gambar: https://en.wikipedia.org]

Untuk mengukur temperatur bintang, hal pertama yang harus kita lakukan adalah mengamati spektrumnya. Selanjutnya dari spektrum tersebut kita bisa tentukan temperaturnya dengan menggunakan Hukum Pergeseran Wien, yang menyatakan bahwa ada hubungan antara temperatur sebuah bintang dengan panjang gelombang dari intensitas maksimum pancarannya. Dengan mengetahui intensitas maksimum pancaran sebuah bintang ada di panjang gelombang berapa, kita bisa ketahui berapa temperatur bintang tersebut.

Kurva di bawah ini menunjukkan hubungan antara posisi intensitas maksimum bintang (posisi puncak kurva) dengan temperatur bintang. Semakin tinggi intensitasnya, semakin rendah (ke kiri) posisi puncaknya, dan semakin biru/panas bintangnya.

Wiens_law

Gambar 3. Kurva Planck [Sumber gambar: https://commons.wikimedia.org]

Sebuah bintang yang berwarna biru berarti banyak memancarkan energinya di panjang gelombang biru. Kemudian dari Hukum Pergeseran Wien kita bisa ketahui bahwa bintang tersebut memiliki temperatur yang cukup tinggi atau merupakan bintang yang panas. Dan bintang yang berwarna merah, yang banyak memancarkan energi di panjang gelombang merah, menunjukkan bahwa bintang tersebut merupakan bintang yang dingin. Kita juga bisa melihat fenomena yang serupa pada api biru di kompor gas, yang lebih panas dari pada api kuning atau merah di lilin atau kompor minyak.

*Hanief Trihantoro meraih gelar Sarjana dalam bidang Astronomi dari Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Bandung, pada tahun 2006. Ia mendirikan DuniaAstronomi.com dan saat ini bekerja di Puspa Iptek Sundial Kota Baru Parahyangan, Padalarang, Kabupaten Bandung Barat.

Tulis komentar