Perlukah Khawatir Matahari Berubah Menjadi Lubang Hitam?

Curious Kids adalah seri untuk anak-anak segala usia. Jika Anda memiliki pertanyaan yang ingin dijawab oleh seorang ahli, kirimkan ke CuriousKidsUS@theconversation.com.

Apakah saya perlu khawatir Matahari berubah menjadi lubang hitam? – Anonim, usia 7, Chicago, Illinois

Di akhir masa hidupnya, beberapa bintang masif runtuh karena bobotnya sendiri hingga mereka berubah menjadi lubang hitam yang menyedot segala sesuatu di sekitarnya.

Ini adalah akhir yang dramatis untuk miliaran tahun keberadaan sebuah bintang, tetapi ini bukan akhir yang akan dialami oleh Matahari kita. Bintang di tata surya kita tidak cukup besar untuk mengalami hasil seperti itu, jadi mengkhawatirkan Matahari menjadi lubang hitam tidak perlu ada dalam daftar kecemasan Anda. Apa pun yang terjadi pada Matahari akan berlangsung sangat lambat, selama miliaran tahun. Pada saat itu, Anda sudah tidak ada. Manusia mungkin tidak akan ada di sana untuk menyaksikannya sama sekali.

Sebagai seorang astrofisikawan, saya terpesona oleh lubang hitam dan bagaimana mereka terbentuk. Alam semesta dipenuhi dengan berbagai jenis bintang, dan masing-masing memiliki kisah unik untuk diceritakan tentang kehidupannya.

Sama seperti manusia, bintang juga memiliki siklus hidup. Sebuah bintang lahir ketika awan gas raksasa runtuh ke dalam dirinya sendiri dan kemudian tumbuh, memancarkan cahaya dengan membakar bahan bakar.

Di intinya, bintang muda menggabungkan empat atom hidrogen bersama-sama untuk membentuk elemen helium, yang melepaskan energi dalam bentuk cahaya bintang. Proses pembakaran bahan bakar ini juga memberikan tekanan keluar melawan gravitasi, yang menarik bintang ke dalam. Gaya-gaya yang bersaing ini memberikan bintang bentuk bulatnya.

Seiring bertambahnya usia bintang, ia akhirnya membakar semua hidrogen di dalamnya. Pada titik ini, ia tidak dapat mempertahankan dorongan keluar yang sama, sehingga gravitasi meremas bintang, mengecilkannya semakin kecil. Atom helium di dalamnya didorong lebih dekat bersama, dan mereka mulai menyatu menjadi elemen yang lebih berat seperti karbon, oksigen, besi, dan lainnya.

Bintang terus membakar bahan bakarnya dan bersinar hingga sebagian besar helium di intinya telah melebur menjadi besi. Akan tetapi, peleburan beberapa atom besi membutuhkan penyerapan energi alih-alih melepaskannya, sehingga pada titik ini, pembakaran bahan bakar berhenti.

Gravitasi kemudian mengambil alih, dan inti bintang runtuh dengan cepat dalam ledakan dahsyat. Inti bintang-bintang yang lebih masif sangat padat, sehingga material apa pun yang jatuh menuju bintang yang runtuh akan terpental, menghasilkan gelombang kejut. Fenomena ini memicu apa yang disebut ledakan supernova inti runtuh. Bintang tersebut meledak, menembakkan unsur-unsur seperti oksigen dan unsur-unsur berat lainnya ke luar angkasa. Yang tersisa adalah bintang mati dengan inti yang kecil dan padat.

Jenis bintang mati yang terbentuk dari keruntuhan bergantung pada seberapa banyak massa awal bintang tersebut. Jika massanya kurang dari kira-kira delapan kali massa Matahari, keruntuhan tersebut akan meninggalkan katai putih. Ini adalah bintang yang sangat padat sehingga semua elektron di dalamnya terhimpit sangat rapat, hingga tidak lagi terikat pada masing-masing atom.

Jika bintang tersebut berukuran sekitar delapan hingga 20 kali massa Matahari, ia akan meninggalkan bintang neutron, yang merupakan bintang yang bahkan lebih padat. Dalam bintang neutron, elektron dan proton hancur bersama untuk menghasilkan neutron.

Jika bintang tersebut lebih berat dari 20 kali massa Matahari, produk akhirnya akan menjadi lubang hitam dengan daya tarik gravitasi yang begitu kuat sehingga tidak ada apa pun, bahkan cahaya sekalipun, yang dapat lolos melewati batasnya.

Karena Matahari kita berada di sisi yang lebih kecil untuk ukuran bintang, saat mati ia akan runtuh menjadi katai putih, kira-kira berukuran sama dengan Bumi. Ia akan tetap memancarkan sedikit cahaya pada awalnya, tetapi seiring waktu ia mungkin perlahan mendingin, dan akhirnya menjadi objek dingin dan gelap yang disebut katai hitam.

Sekitar 1 miliar tahun dari sekarang, Matahari akan mulai menjadi lebih panas dan lebih terang dari saat ini. Saat ia bersinar lebih terang, sinar matahari yang dipancarkannya ke Bumi akan meningkat, yang akan membuat Bumi lebih panas. Samudra akan menguap, dan akan menjadi sangat sulit untuk mempertahankan kehidupan seperti yang kita kenal di Bumi.

Sekitar 5 miliar tahun lagi, semua hidrogen di inti Matahari akan habis. Inti kemudian akan berkontraksi karena gravitasi, sementara hidrogen terus menyatu dalam selubung di sekitarnya. Hal ini akan menyebabkan lapisan luar Matahari mengembang secara masif dan memasuki fase yang dikenal sebagai raksasa merah. Selama fase ini, Matahari akan tumbuh sangat besar sehingga berpotensi melewati orbit Bumi.

Para ilmuwan belum mengetahui apakah Bumi akan ditelan oleh Matahari pada titik ini. Namun, meskipun Bumi berhasil menghindari untuk ditelan, panas Matahari akan memanggang segala sesuatu di Bumi, dan tidak akan ada kehidupan kompleks yang dapat bertahan.

Ini mungkin terdengar menakutkan, tetapi Anda tidak perlu khawatir, karena manusia kemungkinan besar sudah tidak ada lagi saat Matahari mulai menghabiskan atmosfer Bumi.

Bumi terbentuk sekitar 4,6 miliar tahun yang lalu, dan jika Anda membayangkan seluruh rentang hidupnya hingga sekarang sebagai satu hari, maka seluruh sejarah manusia terjadi dalam enam detik terakhir. Masih ada sekitar 26 jam lagi sebelum Matahari menjadi raksasa merah.

Andaikan Matahari berubah menjadi lubang hitam secara tiba-tiba hari ini. Dengan asumsi lubang hitam tersebut memiliki massa yang sama dengan Matahari, manusia tidak akan berada dalam bahaya langsung. Bumi dan semua planet lain akan merasakan tarikan gravitasi yang sama seperti dari Matahari.

Hanya objek yang sangat dekat dengan lubang hitam – dalam jarak beberapa mil saja – yang akan tersedot. Merkurius, planet terdekat dengan Matahari, memiliki orbit sekitar 36 juta mil (58 juta kilometer).

Ini berarti tidak ada bahaya langsung dari Matahari yang berubah menjadi lubang hitam, bahkan secara hipotetis.

Halo, anak-anak yang ingin tahu! Apakah Anda punya pertanyaan yang ingin dijawab oleh seorang ahli? Mintalah orang dewasa untuk mengirimkan pertanyaan Anda ke CuriousKidsUS@theconversation.com. Harap beritahu kami nama, usia, dan kota tempat tinggal Anda.

Dan karena rasa ingin tahu tidak mengenal batas usia – para orang dewasa, beritahu kami juga apa yang membuat Anda penasaran. Kami tidak akan dapat menjawab setiap pertanyaan, tetapi kami akan melakukan yang terbaik.