Mengapa Bintang Neutron Bisa Begitu Berat?

Salah satu ilmuwan yang banyak mempelajari bintang neutron adalah Zaven Arzoumanian dari NASA Goddard Space Flight Center, yang terlibat dalam misi NICER untuk mempelajari interior bintang neutron. Ia menggambarkan bintang neutron sebagai objek yang berada sangat dekat dengan batas akhir kestabilan materi.

“Bintang neutron berada tepat di ambang batas wujud materi yang mungkin ada—jika dimampatkan lebih jauh lagi, bintang tersebut akan runtuh sepenuhnya ke dalam dirinya sendiri dan berubah menjadi lubang hitam,” paparnya.

Dengan kata lain, bintang neutron dapat dipandang sebagai salah satu bentuk materi paling ekstrem yang masih mampu bertahan sebelum gravitasi menyebabkan keruntuhan lebih lanjut menjadi lubang hitam.

Pernyataan tersebut sekaligus menunjukkan mengapa para ilmuwan sangat tertarik mempelajari bintang neutron. Menurut Arzoumanian, kondisi materi di dalamnya tidak dapat diciptakan dan dipelajari secara langsung di laboratorium Bumi.

Bola Neutron

Meski namanya “bintang neutron”, bukan berarti seluruh bagian bintang tersebut hanya berisi neutron bebas. Struktur bintang neutron diyakini memiliki beberapa lapisan. Bagian luarnya memiliki kerak yang sangat padat. Semakin masuk ke bagian dalam, kepadatan dan tekanan meningkat secara drastis. Pada inti terdalam, keadaan materi masih menjadi salah satu misteri besar dalam fisika.

NASA menjelaskan bahwa pada bintang neutron yang lebih masif, kepadatan inti dapat menjadi sedemikian tinggi sehingga neutron tertekan semakin dekat. Para ilmuwan bahkan belum mengetahui secara pasti apakah neutron tetap bertahan sebagai partikel atau dapat berubah menjadi keadaan materi yang melibatkan quark.

Karena itulah bintang neutron bukan hanya objek astronomi. Ia juga merupakan laboratorium alam untuk mempelajari fisika materi pada kondisi ekstrem.

Berputar Ratusan Kali per Detik

Keunikan lain muncul ketika bintang neutron mulai berputar. Bintang induknya telah berputar sebelum mengalami keruntuhan. Ketika ukurannya menyusut secara drastis, momentum sudut tetap terjaga.

Fenomenanya dapat dianalogikan dengan seorang atlet seluncur es yang menarik kedua tangannya ke tubuh. Ketika ukuran tubuh yang berputar mengecil, kecepatannya meningkat. Hal serupa terjadi pada inti bintang.

Bintang neutron kemudian dapat berputar sangat cepat. Jika rotasi tersebut menghasilkan pancaran radiasi yang secara berkala mengarah ke Bumi, manusia dapat mengamatinya sebagai pulsar.

NASA mencatat bahwa pulsar merupakan bintang neutron yang sangat padat, bermagnet kuat, dan berputar cepat. Beberapa pulsar dapat berputar ratusan kali dalam satu detik. Penemuan pulsar pertama oleh Jocelyn Bell Burnell pada 1967 menjadi bukti penting keberadaan bintang neutron.

Jadi, mengapa bintang neutron begitu berat?

Jawabannya sebenarnya sederhana: karena gravitasi telah memampatkan materi dalam jumlah sangat besar ke ruang yang sangat kecil. Sebuah bintang yang pada awalnya berukuran sangat besar mengalami keruntuhan setelah bahan bakar nuklirnya habis. Intinya diperas oleh gravitasinya sendiri hingga struktur atom normal tidak lagi dapat bertahan.