Proses Terbentuknya Jupiter Seandainya sebuah Bintang

JAKARTA - Sebelumnya diberitakan bahwa Jupiter bukanlah bintang yang gagal melainkan hanyalah sebuah planet raksasa. Akan tetapi, jika Jupiter memiliki inti cair seperti bintang, proses terbentuknya menjadi pertanyaan lain.

Andi Pangerang, Peneliti Pusat Sains dan Antariksa, Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN) mengatakan, bintang terbentuk dari materi sangat padat yang runtuh karena gravitasinya sendiri di dalam awan molekul antar bintang. BACA JUGA - Badai Magnetosfer, Mulai Hari Ini Bumi Akan Alami Gangguan yang Tak Biasa

Runtuhnya awan gas dan debu ini menyebabkan materi memiliki momen inersia yang sangat kecil, sehingga materi dapat berputar dan menarik materi lain di sekelilingnya.

Inti cair dari bintang hipotesis Jupiter inilah yang membuat Jupiter dapat berkembang dengan massa yang cukup, setidaknya 13 kali massa Jupiter saat ini atau 1/77 kali massa Matahari. Ketika inti cair ini semakin panas dan mampat atau terkompresi, maka reaksi termonuklir atau fusi nuklir dimulai.

Fusi nuklir adalah sebuah reaksi yang berlangsung oleh dua inti atom yang bergabung membentuk satu atau lebih inti atom yang lebih besar serta partikel subatom seperti neutron maupun proton.

Perbedaan antara massa reaktan (partikel yang beraksi) dan produk (hasil reaksi) akan melepas energi yang sebanding dengan selisih massa keduanya. Selisih massa inilah yang disebut sebagai defek massa.

Defek massa ditimbulkan oleh perbedaan energi ikatan inti atom antara sebelum dan setelah reaksi. Semakin besar nomor atomnya dan semakin tidak jenuh ikatannya, dalam artian tidak mengandung gugus rantai tunggal), maka energi ikatan intinya akan semakin besar.

"Fusi nuklir dapat memberikan daya bagi bintang untuk tetap bersinar hingga bahan bakarnya habis," kata Andi.

Proses fusi membutuhkan energi yang besar untuk menggabungkan masing-masing inti atom, bahkan unsur yang paling ringan sekalipun seperti hidrogen. Reaksi ini bersifat eksoterm, atau melepas kalor ke lingkungan, sehingga reaksi dapat terjadi dengan sendirinya.

Tetapi, fusi nuklir akan menghasilkan energi yang lebih besar jika terbentuk dari inti atom yang lebih berat dari Besi-56 dan Nikel-62 maupun neutron bebas, dibandingkan dengan energi yang dibutuhkan untuk menggabungkan unsur-unsur tersebut.

Reaksi ini bersifat endoterm atau menerima kalor ke lingkungan. Oleh karenanya, unsur-unsur yang lebih ringan akan lebih mudah mengalami fusi nuklir.

Sebaliknya, unsur-unsur yang lebih berat seperti uranium dan plutonium akan lebih mudah mengalami fisi nuklir.

"Artinya proses yang berkebalikan dari fusi nuklir yakni ketika inti atom meluruh menjadi bagian-bagian yang lebih kecil," tambah Andi.

Energi yang dihasilkan oleh reaksi nuklir cenderung lebih besar dibandingkan dengan reaksi kimia, karena energi ikat kedua inti atom jauh lebih besar dibandingkan dengan energi yang menahan elektron ke inti atom.

Sebagai contoh, energi ionisasi yang diperoleh dari penambahan elektron ke hidrogen sebesar 13,6 elektronvolt, lebih kecil dari sepersejuta kali energi yang dilepas oleh reaksi Deuterium-Tritium (D-T) sebesar 17 MeV.

Fusi nuklir alami yang terjadi di luar Bumi lazim dijumpai di dalam bintang. Proses ini tidak melibatkan reaksi kimia apapun. Tetapi dapat disebut juga sebagai pembakaran.

Secara umum, pembakaran hidrogen dibagi menjadi dua berdasarkan massa bintang. Pertama, reaksi Rantai Proton-Proton (pp), terjadi oleh Matahari maupun bintang yang bermassa lebih kecil dari Matahari.

Jupiter hipotesis yang berinti cair juga akan mengalami reaksi ini karena massanya 1/77 kali massa Matahari.

Kedua, siklus CNO (karbon-nitrogen-oksigen, atau daur cc), terjadi oleh bintang yang bermassa lebih besar dari Matahari.

Tidak seperti rangkaian reaksi pertama, di akhir rangkaian kedua 12C tidak terbentuk kembali, tetapi menghasilkan 14N. Neutrino yang dilepaskan membawa energi setidaknya 0,94 MeV.

"Seperti halnya inti nitrogen dan oksigen pada rangkaian pertama, inti fluor pada rangkaian kedua terbentuk tetapi segera meluruh," tandas Andi.