Instabilitas jeans


Instabilitas Jeans adalah syarat sebuah awan molekul runtuh untuk akhirnya membentuk bintang-bintang.

Tanpa adanya gangguan, awan molekul yang tidak memenuhi syarat instabilitas Jeans akan selamanya menjadi awan molekul. Gangguan dapat datang dari gelombang kejutyang berasal misalnya dari sebuah ledakan supernova atau dari angin bintang. Gangguan ini akan menyebabkan terganggunya stabilitas awan, khususnya kerapatan materi, hingga suatu saat instabilitas Jeans dapat dicapai atau bahkan dilampaui. Jika syarat ini terpenuhi, maka pembentukan bintang-bintang tidak dapat dicegah lagi. Instabilitas Jeans sangat bergantung pada nilai kerapatan materi yang terkandung di dalam sebuah awan molekul. Syarat ini diturunkan oleh fisikawan Britania, Sir James Jeans pada tahun 1902.

Kriteria Jeans

Kriteria Jeans atau panjang Jeans atau panjang gelombang Jeans adalah panjang gelombang gangguan yang dibutuhkan agar instabilitas Jeans tercapai. Kriteria Jeans dirumuskan sebagai berikut:

dengan  adalah konstanta gravitasi, adalah rapat massa dan  adalah kecepatan suara di dalam awan. Agar instabilitas Jeans dapat tercapai, panjang gelombang gangguan harus lebih besar daripada kriteria Jeans ini.

Massa Jeans

Bila efek rotasi dan medan magnet tidak diperhitungkan, sebuah awan molekul yang mendapatkan gangguan akan runtuh jika massanya lebih besar dari suatu massa Jeans yang dinyatakan sebagai berikut :

dimana Mʘ adalah massa matahari, T adalah temperatur awan molekul dalam K(Kelvin), adalah rapat massa, dan μ adalah berat molekul rata-rata.

Contoh sederhana, tinjau sebuah awan molekul dengan kerapatan  = 10-24g.cm-3, temperatur T = 100 K dan μ = 1 (berat molekul rata-rata untuk hidrogen netral, jika diasumsikan semua awan molekul terdiri dari hidrogen netral), maka akan didapatkan massa Jeans sebesar 120.000 massa matahari. Artinya dengan kondisi-kondisi di atas, hanya awan molekul bermassa lebih besar daripada 120.000 massa matahari saja yang akan berkontraksi atau runtuh untuk membentuk bintang-bintang.

Untuk mencapai massa Jeans tersebut, dengan kerapatan yang kecil (lebih kecil daripada kerapatan materi di dalam sebuah vacuum chamber yang ada di bumi), maka awan molekul haruslah menempati sebuah wilayah yang sangat luas. Bentangan awan molekul dapat mencapai orde puluhan bahkan ratusan tahun cahaya.

Seiring mengerutnya awan molekul, harga semakin membesar, yang membuat massa Jeans menjadi semakin kecil. Hal ini menciptakan pengerutan-pengerutan lokal bergantung fluktuasi kerapatan di dalam awan molekul tersebut. Begitu seterusnya hingga tercipta globula-globula Bok yang merupakan cikal bakal protobintang.

Skala waktu

Skala waktu untuk pertumbuhan instabilitas Jeans adalah:

Dengan  = 10-24g.cm-3 (lihat contoh sederhana di atas), keruntuhan akan memakan waktu sekitar 108 tahun. Namun selama keruntuhan,  semakin pendek karena  semakin besar.

Sumber

Kippenhahn, R dan A. Weigert, Stellar Structure and Evolution, Springer-Verlag, Berlin, 1990, ISBN 3-540-50211-4

Artikel ini menggunakan bahan dari artikel Wikipedia Instabilitas Jeans, yang dilepaskan di bawah Creative Commons Attribution-Share-Alike License 3.0.

Wahyutrisnoaji
Astronomi

Komentar

Posting Komentar

Postingan Populer

Gambar

Citra Sirius A dan Sirius B yang diambil dari Hubble Space Telescope. Sirius B, yang merupakan katai putih, dapat dilihat sebagai titik redup di sebelah kiri bawah Sirius A yang lebih terang. Katai putih, juga disebut katai degenerasi, adalah bintang kecil yang sudah tidak lagi bersinar. Katai putih adalah tahap evolusi terakhir bintang bermassa kecil dan menengah (sekitar 0,07 M☉ sampai 10 M☉ ; M☉ = Massa matahari). Katai putih sangat padat dimana massanya sama dengan matahari tetapi volumenya hanya sebesar bumi, katai putih terdiri dari materi terdegenerasi. Katai putih tidak lagi memiliki bahan bakar berupa hidrogen untuk melakukan fusi, bintang melakukan fusi dan menghasilkan energi serta tekanan yang menuju keluar inti, hal ini diseimbangkan oleh energi gravitasi yang menuju kedalam, akan tetapi katai putih tidak lagi melakukan fusi sehingga semua materinya tertarik menuju inti sehingga katai putih menjadi sangat padat. Hal yang sama juga dialami bintang bermassa besar tapi gaya gravitasinya jauh lebih kuat sehingga tarikan ke inti menjadi lebih dahsyat dan akhirnya meledak membentuk lubang hitam atau bintang neutron. Katai putih tidak mempunyai sumber energi sehingga lama kelamaan katai putih akan mendingin sampai tidak memiliki cahaya lagi untuk dipancarkan tetapi itu sangat lama karena katai putih berumur sampai 10 milyar lebih lam dari alam semesta ini , katai putih berubah menjadi katai hitam. Waktu yang diperlukan untuk menjadi katai hitam diperkirakan lebih lama dari usia alam semesta saat ini (13,8 milyar tahun), karena itulah ilmuwan percaya belum ada katai hitam yang tercipta. Ketidakbiasaan katai putih pertama kali dikenali pada tahun 1910 oleh Henry Norris Russell, Edward Charles Pickering dan Williamina Fleming; nama katai putih pertama kali digunakan oleh Willem Luyten tahun 1922. Katai putih terdekat bumi adalah Sirius B yang mengiringi bintang Sirius A yang merupakan bintang tercerah di langit malam. Lihat pula Batas Chandrasekhar Artikel ini menggunakan bahan dari artikel Wikipedia Katai putih, yang dilepaskan di bawah Creative Commons Attribution-Share-Alike License 3.0.

Posting Komentar