Super raksasa merah

Diagram Hertzsprung–Russell

Tipe Spektrum

Katai cokelat

Katai putih

Katai merah

Subkatai

Deret utama
("katai")

Subraksasa

Bintang raksasa

Raksasa terang

Super raksasa

Hiper raksasa

Magnitudo
absolut
(M_V)

Super raksasa merah (Inggris: Red Supergiant) atau Maharaksasa merah adalah bintang super raksasa dari tipe spektrum K-M dan kelas luminositas I. Super raksasa merah mirip dengan raksasa merah. Mereka adalah bintang terbesar di alam semesta dalam hal ukuran fisik, meskipun mereka bukan yang paling masif. Bintang-bintang ini memiliki suhu permukaan yang sangat dingin (3.500 - 4.500 K), dan jari-jari yang sangat besar.

Lima raksasa terbesar yang diketahui di galaksi adalah super raksasa merah: VY Canis Majoris, Mu Cephei, KW Sagittarii, V354 Cephei, dan KY Cygni. Masing-masing bintang ini memiliki radius lebih dari 1500 kali Matahari. Sebagai perbandingan, raksasa merah biasa hanya berukuran 200 hingga 800 kali Matahari.

Properti

Super raksasa merah terlihat merah karena suhu permukaannya yang rendah. Mereka berkisar dari 3.500 -4.500 Kelvin. Menurut hukum Wien, warna di mana sebuah bintang terpancar paling kuat berkaitan langsung dengan suhu permukaannya. Jadi, sementara inti mereka sangat panas, energi menyebar ke bagian dalam dan permukaan bintang dan semakin luas permukaan, semakin cepat ia dapat mendingin. Contoh bagus dari super raksasa merah adalah Betelgeuse, di rasi bintang Orion.

Sebagian besar bintang jenis ini adalah antara 200 dan 800 kali jari-jari Matahari kita. Bintang-bintang terbesar di galaksi kita, semuanya super raksasa merah, berukuran sekitar 1.500 kali ukuran bintang rumah kita. Karena ukuran dan massa yang sangat besar, bintang-bintang ini membutuhkan energi yang luar biasa untuk menopangnya dan mencegah keruntuhan gravitasi. Akibarnya, mereka membakar bahan bakar nuklir dengan sangat cepat dan sebagian besar hanya hidup beberapa puluh juta tahun (usia mereka tergantung massa aktual mereka).

Evolusi

Bintang melewati langkah-langkah spesifik sepanjang hidup mereka. Perubahan yang mereka alami disebut "evolusi bintang". Dimulai dengan pembentukan bintang dan kerudung bintang muda. Setelah mereka dilahirkan dalam awan gas dan debu, dan kemudian menyalakan fusi hidrogen di inti mereka, bintang-bintang biasanya hidup pada sesuatu yang para astronom disebut "deret utama". Selama periode ini, mereka berada dalam keseimbangan hidrostatik. Itu berarti fusi dalam inti mereka (di mana mereka menggabungkan hidrogen untuk membuat helium) memberikan energi dan tekanan yang cukup untuk menjaga berat lapisan luarnya agar tidak runtuh ke dalam.

Setelah raksasa merah yang membakar helium kehabisaan bahan bakar helium di intinya, inti bintang mulai runtuh dan memanas. Ini menyebabkan lapisan terluar bintang mengembang dan mendingin, mirip dengan proses yang terjadi setelah bintang kehabisan bahan bakar hidrogen dan meninggalkan deret utama. Saat bintang membengkak lebih besar dan lebih besar, akhirnya menjadi super raksasa merah. Sementara raksasa merah mungkin terbentuk ketika bintang dengan massa Matahari kehabisan bahan bakar, super raksasa merah terjadi ketika ketika sebuah bintang dengan lebih dari 10 massa matahari memulai fase ini.

Bintang bermassa tinggi (berkali-kali lebih masif dari Matahari) mengalami proses yang serupa, tetapi sedikit berbeda. Berubah lebih drastis dari saudara seperti Matahari dan menjadi super raksasa merah. Karena massanya yang lebih tinggi, ketika inti runtuh selama fase pembakaran hidrogen, suhu yang meningkat dengan cepat menyebabkan peleburan helium dengan sangat cepat. Tingkat fusi helium masuk ke overdrive, dan itu mengacaukan bintang.

Sejumlah energi mendorong lapisan luar bintang ke luar dan berubah menjadi super raksasa merah. Pada tahap ini, gravitasi bintang sekali lagi diimbangi oleh tekanan radiasi luar yang sangat besar yang disebabkan oleh fusi helium intens yang terjadi di inti.

Bintang dengan super raksasa merah melakukannya dengan biaya. Itu kehilangan sebagian besar massa ke ruang. Akibatnya, sementara super raksasa merah dihitung sebagai bintang terbesar di alam semesta, mereka bukan yang paling masif karena mereka massa seiring bertambahnya usia, bahkan ketika mereka berkembang ke luar.

Super raksasa yang sangat masif dapat menghasilkan tekanan dan suhu yang cukup tinggi untuk meleburkan unsur-unsur yang bahkan lebih berat daripada karbon dan oksigen. Super raksasa merah tidak bertahan lama; biasanya hanya beberapa ratus ribu tahun, mungkin hingga satu juta tahun. Menjelang akhir fase super raksasa merah, bintang super raksasa tinggi akan mengembangkan beberapa "lapisan bawang" elemen yang lebih berat dan lebih berat. Proses ini berhenti ketika besi menumpuk di inti bintang. Besi setara dengan abu dalam hal fusi nuklir. Proses peleburan besi sebenarnya membutuhkan lebih banyak energi daripada yang dikeluarkannya.

Pada titik ini, banyak super raksasa merah yang akan meledak sebagai Supernova tipe II.

Kematian

Bintang bermassa sangat tinggi akan terombang-ambing di antara berbagai tahapan super raksasa karena memadukan unsur yang lebih berat dan lebih berat di intinya. Akibatnya, itu akan menghabiskan seluruh bahan bakar nuklirnya yang menjalankan bintang. Ketika itu terjadi, gravitasi menang. Pada titik ini, intinya adalah terutama besi (yang membutuhkan lebih banyak energi untuk melebur daripada yang dimiliki bintang) dan intinya tidak dapat lagi mempertahankan tekanan radiasi luar, dan mulai runtuh.

Rangkaian peristiwa selanjutnya, akhirnya menjadi peristiwa supernova tipe II. Tertinggal akan menjadi inti bintang, yang telah dikompres karena tekanan gravitasi yang sangat besar menjadi bintang neutron; atau dalam kasus bintang yang paling masif, lubang hitam tercipta.

Perkembangan Bintang tipe Matahari

Orang selalu ingin tahu apakah Matahari akan menjadi super raksasa merah. Untuk bintang seukuran Matahari (atau lebih kecil), jawabannya adalah tidak. Mereka memang melalui fase raksasa merah, dan terlihat cukup akrab. Ketika mereka mulai kehabisan bahan bakar hidrogen, inti mereka mulai runtuh. Itu meningkatkan suhu inti sedikit, yang berarti ada lebih banyak energi yang dihasilkan untuk keluar dari inti. Proses untuk mendorong bagian dalam bintang ke luar membentuk raksasa merah. Pada titik itu, sebuah bintang dikatakan telah berpindah dari deret utama.

Bintang bersama dengan inti semakin panas dan semakin panas, dan pada akhirrnya, ia mulai menyatukan helium menjadi karbon dan oksigen. Selama ini, bintang kehilangan massa. Itu menghembuskan lapisan atmosfer luarnya menjadi awan yang mengelilingi bintang. Akhirnya, apa yang tersisa dari bintang menyusut menjadi katai putih yang perlahan mendingin. Awan materialnya disebut "nebula planet", dan berangsur-angsur menghilang. Ini adalah "kematian" yang jauh lebih lembut daripada bintang-bintang masif yang dibahas di atas ketika mereka meledak sebagai supernova.