Massa Sedang (3M matahari < massa bintang < 10M matahari)

Raksasa merah yang terangSiklus hidup bintang bermassa sedang

Reaksi daur karbonMassa sedang

Karbon flash

Bintang hancur

Supernova remnant

menjadi

Bintang yang memiliki massa sedang, yaitu sekitar 3-10 kali dari massa matahari akan mengalami evolusi seperti yang akan dijelaskan di bawah ini. Tahapan evolusi bintang ini diuraikan dari saat bintang tersebut berada pada daerah deret utama. Seperti yang kita ketahui, bahwa bintang dalam deret utama akan mengalami reaksi fusi, yaitu rekasi yang mengubah 4 atom Hidrogen menjadi 1 atom Helium. Setelah hidrogen di pusat habis, maka akan terbentuk pusat helium. Massa pusat helium pada akhirnya mencapai batas Schonberg-Chandrasekhar. Pusat helium mengkerut dengan cepat dan menjadi panas. Reaksi pembakaran hidrogen berlangsung di lapisan luar yang melingkupi pusat helium.

Untuk bintang bermassa sadang, reaksi pembakaran helium tidak perlu menunggu kerapatan materi di pusat terlampau besar karena temperatur di pusat sudah cukup tinggi sebelum keadaan terdegenerasi tercapai. Reaksi pembakaran helium berlangsung dengan mantap. Akibat reaksi pembakaran helium, terbentuk karbon. Setelah terjadi pembakaran helium, pusat bintang yang tadinya mengerut akan mengembang. Akibatnya bintang yang bermassa sedang ini berevolusi menjadi raksasa merang yang terang. Untuk bintang bermassa sedang, akibat reaksi pembakaran helium, karbon akan tertimbun di pusat bintang dan membentuk pusat karbon. Pusat karbon akan mengkerut hingga rapat massa dan temperatur di pusat bintang makin tinggi.

Pada temperatur yang cukup tinggi untuk berlangsungnya pembakaran karbon, materi di pusat sudah sangat terdegenerasi. Reaksi pembakaran karbon dalam keadaan terdegenerasi akan sangat eksplosif hingga bintang meledak. Bintang akan hancur berantakan. Ledakan bintang ini disebut Supernova.

Massa Besar

Siklus hidup bintang bermassa besar

Terbentuk inti besiSupernova Bintang runtuhReaksi daur karbonMaharaksasa merahMassa sedangmengalami

Lubang hitamBintang neutronMassa akhir> 1,44 Massa akhir< 1,44 Melontarkan massaSupernova

Bintang yang memiliki massa besar, yaitu sekitar lebih dari10 kali dari massa matahari akan mengalami evolusi seperti yang akan dijelaskan di bawah ini. Tahapan evolusi bintang ini diuraikan dari saat bintang tersebut berada pada daerah deret utama. Seperti yang kita ketahui, bahwa bintang dalam deret utama akan mengalami reaksi fusi, yaitu rekasi yang mengubah 4 atom Hidrogen menjadi 1 atom Helium. Setelah hidrogen di pusat habis, maka akan terbentuk pusat helium. Massa pusat helium pada akhirnya mencapai batas Schonberg-Chandrasekhar. Pusat helium mengkerut dengan cepat dan menjadi panas. Reaksi pembakaran hidrogen berlangsung di lapisan luar yang melingkupi pusat helium.

Untuk bintang bermassa besar, reaksi pembakaran helium tidak perlu menunggu kerapatan materi di pusat terlampau besar karena temperatur di pusat sudah cukup tinggi sebelum keadaan terdegenerasi tercapai. Reaksi pembakaran helium berlangsung dengan mantap. Akibat reaksi pembakaran helium, terbentuk karbon. Setelah terjadi pembakaran helium, pusat bintang yang tadinya mengerut akan mengembang. Akibatnya bintang yang bermassa sedang ini berevolusi menjadi raksasa merang yang terang. Untuk bintang bermassa besar, akibat reaksi pembakaran helium, karbon akan tertimbun di pusat bintang dan membentuk pusat karbon. Pusat karbon akan mengkerut hingga rapat massa dan temperatur di pusat bintang makin tinggi.

Untuk bintang bermassa besar, reaksi pembakaran karbon sudah berlangsung sebelum materi di pusat terdegenerasi. Reaksi pembakaran karbon berlangsung dengan mantap (tidak eksplosif) demikian juga reaksi-reaksi berikutnya. Dengan demikian di dalam bintang akan terbentuk aneka inti berat yang pada akhirnya akan terbentuk inti besi di pusat bintang. Inti besi tidak akan bereaksi membentuk unsur yang lebih berat. Sebaliknya pada temperatur dan tekanan yang sangat tinggi, inti besi akan terurai menjadi inti helium. Terurainya inti besi menjadi helium akan menyerap energi. Akibatnya tekanan di pusat bintang mendadak turun hingga pusat bintang runtuh dengan dahsyat karena terhimpit beban yang berat. Proses reaksi inti yang dalam keadaan normal berlangsung ribuan atau jutaan tahun dipercepat hanya dalam beberapa detik saja. Akibatnya terjadi suatu ledakan nuklir yang maha dahsyat. Pusat bintang akan runtuh menjadi benda yang sangat mampat sedangkan bagian luarnya terlontar dengan kecepatan puluhan ribu kilometer per detik. Peristiwa ini sering disebut dengan istilah supernova.

Supernova 1987A yang diamati oleh teleskop Hubble

Eta Carinae yang berjarak lebih dari 8.000 tahun cahaya dan berdiameter 10 milyarkilometer (hampir sama dengan dimeter tata surya). Eta Carinae merupakan sisa-sisa ledakan supernova yang terjadi 150 tahun yang laluSumber : http://hubblesite.org/newscenter/newsdeks/archive/releases/1996/23/

Pada bulan Januari 2002, sebuah bintang yang lemah cahayanya tiba-tiba menjadi 600 000 kali lebih terang daripada Matahari sehingga menjadi bintang paling terang dalam galaksi kita. Bintang yang bernama V838 Monocerotis ini baru saja meledakan dirinya menjadi supernova. Sumber : http://hubblesite.org/newscenter/newsdesk/archive/releases/2003/10/ Bintang yang runtuh tersebut menjadi sangat mampat. Elektron di pusat bintang akan terhimpitkan sehingga makin dekat dengan inti. Akhirnya banyak elektron menembus inti. Akibatnya akan terbentuk gas yang kaya dengan neutron. Apabila rapat massa gas mencapai 1015 gram per cm3 (Satu milyar ton per cm3), hampir seluruh materi berupa neutron. Pada keadaan yang sangat mampat ini, gas neutron terdegenerasi. Neutron yang terdegenerasi ini akan memberikan tekanan balik yang menghentikan pengerutan. Bintang akan mantap dengan radius sekitar 10 km saja, namun massanya menyerupai matahari yang radiusnya 700 000 km. Bintang ini disebut bintang neutron.

Bintang neutron (anak panah) yang diabadikan oleh teleskop Hubble Bintang neutron yang berputar cepat yang disebut dengan Pulsar (pulsating radio source). Pulsar ini memancarkan gelombang radio dari kutub magnetnya pada arah tertentu, sehingga pulsar tampak seperti berdenyut (Dari pengamatan dengan teleskop radio, pulsar memancarkan sinyal yang berulang dengan irama yang tetap). Bintang yang mengalami keruntuhan gravitasi, medan magnetnya akan ikut terjerat oleh materi yang termampatkan hingga kekuatannya menjadi berlipat ganda. Pulsar memancarkan energi dalam bentuk pancaran dwikutub magnet (magnetic dipole radiation) dan pancaran partikel relativistik.

Pada tahun 1967, di tengah nebula kepiting ini ditemukan sebuah pulsar yang dikenal dengan nama Pulsar Kepiting yang berdenyut dengan periode 0,033 detik

Dari pembicaraan yang lalu telah kita ketahui bahwa apabila pusat suatu bintang mengalami keruntuhan gravitasi, maka bagian luar bintang akan terlontar keluar dengan menghamburkan unsur berat yang dihasilkan oleh reaksi inti di dalam bintang. Pusat yang runtuh itu bisa menjadi bintang neutron yang diamati sebagai pulsar.Dari perhitungan teori diperoleh bahwa jika bintang yang runtuh tersebut massanya lebih dari 3 M matahari, maka tekanan degenerasi elektron dan neutron tak akan mampu menghentikan keruntuhan gravitasi bintang. Bintang semakin mampat, medan gravitasi dipermukaannya semakin kuat. Kelengkungan ruang waktu di sekitar bintang pun semakin besar. Menurut K. Schwarzschild apabila radius bintang mencapai Maka kelengkungan ruang waktu sudah sedemikian besar sehingga cahaya pun tak dapat lepas dari pemukaannya. Bintang disebut Lubang Hitam (Black Hole), sedangkan Rs disebut radius Schwarzschild.

Permukaan bola yang radiusnya sama dengan radius Schwrzschild disebut event horizon. Di pusat lubang hitam terdapat singularitas, yaitu daerah dimana hukum-hukum fisika yang ada tidak berlaku karena lingkungannya sangat ekstrem. Menurut Roger Penroses, walau pun hukum-hukum fisika tidak berlaku di dalam event horizon, namun tidak berpengaruh pada fisik di luar lubang hitam.

Lubang Hitam di Galaksi NGC 4261 yang berjarak 100 juta tahun cahaya (Hasil Pengamatan Teleskop Ruang Angkasa)