Siklus CNO

Wahyutrisnoaji

Daur karbon.

Siklus CNO (karbon-nitrogen-oksigen) atau daur karbon atau daur cc (carbon cycle) adalah salah satu dari dua reaksi fusi yang mengubah hidrogen menjadi helium di dalam inti bintang, reaksi lainnya adalah reaksi rantai proton-proton.

Reaksi rantai proton-proton terutama terjadi di dalam bintang-bintang seukuran Matahariatau lebih kecil, namun reaksi pertama dari rantai proton-proton yang melibatkan dua proton memiliki penampang nuklir (cross section) yang kecil. Pada temperatur yang lebih tinggi bottleneck tersebut dilalui dengan memanfaatkan atom-atom karbon sebagai katalis dalam reaksi. Pada kondisi suhu inti Matahari, hanya 1,7% 4He yang diproduksimelalui mekanisme daur karbon ini, tetapi di dalam bintang-bintang yang lebih berat daur karbon menjadi sumber energi utama. Proses daur karbon pertama kali diusulkan pada tahun 1938 oleh fisikawan Hans Bethe.

Siklus utama

Dominan atau tidaknya reaksi daur karbon bergantung pada kelimpahan 12C dan temperatur. Reaksi tersebut berlangsung sebagai berikut:

(1)1H+12C → 13N+γ  +1,94 MeV(2)  13N → 13C+e++νe+1,51 MeV(3)1H+13C → 14N+γ  +7,55 MeV(4)1H+14N → 15O+γ  +7,29 MeV(5)  15O → 15N+e++νe+1,76 MeV(6)1H+15N → 12C+4He  +4,96 MeV

Dalam rangkaian reaksi ini, secara netto, empat proton diubah menjadi satu partikel alfa, dua positron (yang segera musnah karena interaksi dengan elektron dan menghasilkan energi dalam bentuk sinar gamma) dan dua neutrino. Neutrino yang dihasilkan reaksi (2) membawa energi sekitar 0,71 MeV, sedangkan yang dihasilkan reaksi (5) membawa energi sekitar 1,00 MeV. Dari rangkaian reaksi di atas dapat dilihat bahwa inti karbon hanya bertindak sebagai katalis dan pada akhir rangkaian dihasilkan kembali. Inti-inti nitrogen dan oksigen memang terbentuk tetapi segera meluruh atau bereaksi dengan proton yang ada. Rangkaian reaksi ini dominan pada suhu di atas 15 juta Kelvin.

Pada suhu di atas 17 juta Kelvin, kadang-kadang reaksi (6) tidak menghasilkan 12C dan 4He, tetapi malah 16O dan sebuah foton, dan terus berlanjut dalam rangkaian reaksi sebagai berikut:

(6a)1H+15N → 16O+γ  +12,13 MeV(7a)1H+16O → 17F+γ  +0,60 MeV(8a)  17F → 17O+e++νe+0,80 MeV(9a)1H+17O → 14N+4He  +1,19 MeV

Dari 2500 interaksi antara 1H dan 15N, hanya 1 reaksi (6a) yang terjadi. Tidak seperti rangkaian reaksi pertama, di akhir rangkaian kedua 12C tidak terbentuk kembali, tetapi menghasilkan 14N. Neutrino yang dilepaskan pada reaksi (8a) membawa energi setidaknya 0,94 MeV. Seperti halnya inti nitrogen dan oksigen pada rangkaian pertama, inti fluor pada rangkaian kedua terbentuk tetapi segera meluruh.

Rangkaian reaksi utama sering disebut sebagai siklus CNO-I dan rangkaian reaksi kedua disebut sebagai siklus CNO-II.

Sumber rujukan

Bowers, Richard L.; Terry Deeming (1984). Astrophysics I. Boston: Jones and Bartlett Publisher, Inc.Sutantyo, Winardi (1984). Astrofisikamengenal bintang. Bandung: Penerbit ITB.

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

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