Bagaimana Emas Terbentuk? Penelitian ini Berusaha Menjawabnya.

Satu adegan menarik di Iron Man 2 adalah ketika Tony Stark membuat sebuah elemen baru bernama Vibranium untuk menggantikan elemen Palladium yang digunakannya sebagai bahan bakar Arc Reactor. Singkat cerita, Tony secara teoritis diwarisi oleh ayahnya Howard Stark konsep penciptaan Vibranium yang belum bisa dilakukan oleh Howard di jamannya karena keterbatasan teknologi. Kemudian Tony berhasil mewujudkan secara nyata Vibranium dan ia gunakan sebagai bahan bakar Iron Man yang aman untuk tubuhnya.

FE06EFDB-803D-4A04-BED2-AA73C7D2B410

Mirip adegan Tony Stark tersebut yang seperti sedang menciptakan sebuah ledakan bintang, di kehidupan nyata kita diketahui bahwa elemen-elemen berat yang ada di bumi terbentuk karena kondisi astrofisika ekstrim seperti di dalam bintang, ledakan bintang, atau bertabrakannya bintang neutron. Namun satu hal yang menggelitik beberapa ilmuwan yakni bagaimana logam-logam terberat seperti emas dan uranium dapat terbentuk. Kemudian beberapa ilmuwan dari GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung di Darmstadt, Jerman, berkolaborasi dengan mahasiswa dari Belgia dan Jepang, melakukan pemodelan simulasi komputer untuk menjawab misteri tersebut.

Melalui jurnal yang diterbitkan Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, para ilmuwan tersebut mengungkapkan bahwa logam-logam terberat tersebut terbentuk ketika ada kumpulan material yang mengorbit pada lubang hitam, sehingga membentuk cakram yang mereka beri nama  cakram/piringan akresi (accretion disk). Piringan akresi tersebut tersusun atas material-material padat dan panas.

Simulasi komputer tersebut menduga bahwa lubang hitam dan piringan akresi tersebut terbentuk karena terjadinya dua fenomena. Fenomena pertama adalah ketika terjadinya tabrakan antara dua bintang neutron. Sedangkan yang kedua adalah ketika terjadinya kolapsar (collapsar). Kolapsar adalah fenomena ketika sebuah bintang tua hancur karena terhisap gravitasinya sendiri sehingga membentuk lubang hitam.

Namun komposisi piringan akresi tersebut sejauh ini masih misteri. Pemodelan komputer yang para ilmuwan lakukan belum bisa sejauh itu mendeteksi komposisi piringan akresi. Akan tetapi mereka kuat menduga bahwa piringan akresi tersebut mengandung neutron berlebih. Jumlah neutron yang banyak dibutuhkan untuk pembentukan materi-materi berat melalui proses penangkapan neutron. Dibutuhkan neutron-neutron dengan massa mendekati nol pada proses pembentukan materi berat, karena kemampuan mereka yang mampu berubah menjadi proton dan neutron.

”Pada penelitian kami, kami secara sistematis menyelidiki untuk pertama kalinya tingkat konversi neutron dan proton untuk sejumlah besar pembentukan piringan melalui simulasi komputer yang rumit, dan kami menemukan bahwa piringan tersebut sangat kaya akan neutron selama kondisi tertentu terpenuhi,” demikian penjelasan Dr. Oliver Just dari grup Relativistic Astrophysics ilmuwan GSI. “Faktor penentunya adalah massa total piringan. Semakin besar piringan, semakin sering neutron terbentuk dari proton melalui penangkapan elektron di bawah emisi neutrino, sehingga tersedia untuk sintesis elemen berat melalui proses-r. Namun, jika massa piringan terlalu tinggi, reaksi terbalik memainkan peran lebih besar sehingga lebih banyak neutrino yang ditangkap kembali oleh neutron sebelum mereka meninggalkan piringan. Neutron ini kemudian diubah kembali menjadi proton, yang menghambat proses-r.”

Penelitian ini mengungkap massa piringan paling optimal untuk membentuk elemen berat adalah sekitar 0,01 hingga 0,1 massa matahari. Hasilnya memberikan bukti kuat bahwa penggabungan bintang neutron yang menghasilkan piringan akresi dengan massa yang tepat ini dapat menjadi titik asal dari terbentuknya sebagian besar elemen berat. Namun seberapa sering piringan akresi sejenis dapat terbentuk di sistem kolapsar masih belum diketahui.

(Credit: Science Daily)

 

Post Author: Onny Apriyahanda

"Science is the highest Art in the universe."

Leave a Reply