Mengenal Bintang Neutron: Si Kecil yang Mengerikan di Alam Semesta

"Bintang neutron adalah sisa inti bintang masif yang telah mengalami supernova dan runtuh, menjadi objek yang sangat padat dan terdiri dari neutron."

Abdul Rasyid Juni 12, 2025

Bintang neutron

Bintang neutron adalah salah satu bentuk tahap akhir kehidupan dari bintang yang sudah tua, yang dikenal sebagai inti bintang yang telah runtuh dari bintang super raksasa masif. Sesuai namanya, bintang ini didominasi oleh neutron, dengan sangat sedikit proton dan elektron. Mereka adalah objek bintang terkecil dan terpadat yang diketahui di alam semesta, tidak termasuk lubang hitam. Bintang neutron adalah laboratorium alami yang luar biasa untuk mempelajari fisika dalam kondisi ekstrem.

Proses Pembentukan Bintang Neutron

Pembentukan bintang neutron dimulai ketika bintang raksasa, dengan massa awal antara 4 hingga 25 kali massa Matahari, kehabisan bahan bakar nuklirnya, terutama hidrogen. Reaksi nuklir di pusat bintang mulai melambat hingga akhirnya berhenti. Akibatnya, tekanan ke arah luar yang selama ini mengimbangi tekanan gravitasi dari materi bagian luar bintang berkurang.

Ketika bahan bakar habis, inti bintang akan didominasi oleh elemen-elemen berat seperti helium, karbon, nitrogen, hingga besi. Ketika inti bintang dipenuhi oleh besi, reaksi fusi berhenti total karena besi tidak dapat menghasilkan energi melalui proses ini. Inti bintang kemudian runtuh ke dalam dengan sangat cepat karena gravitasinya sendiri. Selama keruntuhan ini, elektron terdorong ke pusat atom dan bereaksi dengan proton, menghasilkan neutron dan neutrino.

Keruntuhan inti ini memicu pelepasan energi yang sangat besar, menyebabkan inti bintang memampat hingga kepadatan ekstrem (sekitar 4 × 10^17 kg/m³). Suhu di inti bisa mencapai 100 miliar derajat Celsius. Energi ini mendorong bagian luar bintang sehingga terjadilah supernova, sebuah ledakan bintang dahsyat yang menyebarkan sebagian besar material bintang ke angkasa. Sisa yang tertinggal dari ledakan supernova ini adalah inti yang sangat padat, yaitu bintang neutron. Jika sisa massa bintang yang mengalami supernova memiliki massa melebihi sekitar 2 hingga 3 kali massa Matahari, ia akan runtuh lebih jauh menjadi lubang hitam.

Karakteristik dan Sifat Ekstrem Bintang Neutron

Bintang neutron memiliki beberapa sifat yang sangat ekstrem:

Ukuran dan Kepadatan yang Fantastis: Meskipun massanya bisa antara 1,35 hingga 2 kali massa Matahari, bintang neutron adalah objek yang sangat kecil. Diameternya berkisar antara 10 hingga 25 km, seukuran kota kecil di Bumi. Kepadatannya luar biasa; satu sendok makan materi bintang neutron dapat memiliki massa setara dengan Gunung Everest (sekitar 900 miliar kg) atau bahkan 10 miliar ton. Ini menjadikannya salah satu objek paling padat di alam semesta.
Suhu yang Sangat Tinggi: Suhu permukaan bintang neutron dapat mencapai 600.000 Kelvin (atau 18 juta derajat Celsius), sementara di intinya bisa mencapai 5,5 miliar derajat Celsius. Sebagai perbandingan, suhu permukaan Matahari hanya sekitar 5.505°C dan intinya 15 juta°C. Artinya, bintang neutron 11 kali lebih panas dari Matahari di permukaannya.
Gravitasi yang Dahsyat: Bintang neutron memiliki gravitasi permukaan yang sangat kuat, mencapai sekitar 2 × 10^11 (200 miliar) kali lebih kuat dari gravitasi Bumi. Karena gravitasi yang ekstrem ini, jika ada benda jatuh ke permukaannya, ia akan menghantam dengan kecepatan sekitar 150.000 km/detik, yang setara dengan sepertiga hingga setengah kecepatan cahaya.
Rotasi yang Sangat Cepat: Saat inti bintang runtuh, laju rotasinya meningkat drastis karena kekekalan momentum sudut. Bintang neutron yang baru terbentuk dapat berputar ratusan kali per detik, dengan kecepatan rotasi mencapai 716 kali per detik (atau 43.000 putaran per menit). Bintang neutron yang berotasi sangat cepat disebut pulsar milidetik. Seiring waktu, putaran bintang neutron akan melambat, sebuah proses yang disebut spin down. Namun, rotasi mereka juga bisa meningkat kembali melalui proses spin up, terutama jika mereka menyerap materi dari bintang pendamping. Terkadang, bintang neutron mengalami glitch (peningkatan tiba-tiba dalam kecepatan rotasi) yang diduga disebabkan oleh starquakes (gempa bintang) di kerak padatnya.
Medan Magnet yang Luar Biasa Kuat: Medan magnet bintang neutron bisa mencapai 10^8 hingga 10^15 (100 juta hingga 1 kuadriliun) kali lebih kuat dari medan magnet Bumi. Medan magnet yang sangat kuat ini dapat menghasilkan pancaran radiasi elektromagnetik yang kuat, termasuk sinar-X dan gelombang radio.

Radiasi dan Tipe Bintang Neutron

Bintang neutron dapat dideteksi dari radiasi elektromagnetiknya. Bintang neutron yang memancarkan berkas radiasi elektromagnetik secara periodik saat berputar disebut pulsar. Radiasi ini diperkirakan berasal dari dekat kutub magnetnya. Selain pulsar, ada juga bintang neutron yang tidak berdenyut, dikenal sebagai Objek Kompak Pusat (CCO) di sisa-sisa supernova. Jenis lain yang menonjol adalah magnetar, bintang neutron dengan medan magnet terkuat di alam semesta, yang sering memancarkan sinar-X atau sinar gamma yang sangat kuat. Ada pula Rotating Radio Transients (RRATs) yang memancarkan semburan radio secara tidak teratur.

Sistem Biner dan Penggabungan Bintang Neutron

Sekitar 5% dari semua bintang neutron yang diketahui merupakan bagian dari sistem biner. Dalam sistem biner ini, bintang neutron dapat menyerap materi dari bintang pendampingnya, yang dikenal sebagai akresi. Gas panas yang jatuh ke permukaan bintang neutron ini dapat memancarkan sinar-X, menjadikan sistem ini sebagai biner sinar-X. Akresi juga dapat menyebabkan pulsar tua berputar lebih cepat, membentuk pulsar milidetik.

Penggabungan dua bintang neutron dalam sistem biner adalah fenomena yang sangat penting. Jarak antara dua bintang neutron ini terus mendekat saat mereka memancarkan gelombang gravitasi. Ketika mereka bertabrakan dan menyatu, ini dapat menghasilkan ledakan yang sangat terang yang disebut kilonova, yang juga menjadi salah satu sumber utama semburan sinar gamma berdurasi pendek. Penggabungan ini juga diyakini bertanggung jawab untuk produksi banyak unsur kimia berat di alam semesta, seperti emas dan platinum, berbeda dengan nukleosintesis supernova. Pada tahun 2017, deteksi gelombang gravitasi GW170817 dari tabrakan bintang neutron memberikan bukti eksperimental penting untuk fenomena ini.

Apakah Matahari Kita Bisa Menjadi Bintang Neutron?

Meskipun bintang neutron adalah objek yang luar biasa, Matahari kita tidak akan pernah menjadi bintang neutron. Hal ini dikarenakan ukuran Matahari terlalu kecil. Bintang yang berpotensi mengalami supernova dan meninggalkan sisa berupa bintang neutron umumnya berukuran 10-20 kali lebih besar dari Matahari. Jika Matahari kita kehabisan bahan bakar, ia diperkirakan akan mengembang menjadi raksasa merah, kemudian melepaskan lapisan luarnya dan menyisakan inti padat yang disebut katai putih.

Bintang neutron terus menjadi objek penelitian yang menarik, memberikan wawasan mendalam tentang sifat materi dalam kondisi ekstrem, dinamika evolusi bintang, dan asal-usul elemen berat di alam semesta.