Ini mulai dingin.
Sangat dingin. Hanya beberapa derajat di atas nol mutlak, di dalam awan gas dan debu yang sangat padat sehingga hampir tidak memungkinkan cahaya masuk. Di sini, gravitasi melawan medan magnet untuk mengendalikan materi.
Para astronom akhirnya mengetahui salah satu dari mereka menang.
Para peneliti yang mengamati L1544 — inti prestellar di dekat awan molekul Taurus — telah mendeteksi difusi ambipolar. Ini adalah pergeseran halus, sedikit penyimpangan antara partikel bermuatan dan netral yang memungkinkan gravitasi mengatasi hambatan magnet. Beginilah sebenarnya bintang dilahirkan. Bukan dengan keras, tapi dengan perosotan.
Studi ini dilakukan oleh tim di Kyushu University dan Max Planck Institute, yang diterbitkan di Astronomy & Astrophysics. Hebatnya, mereka melakukan sesuatu terlebih dahulu: mengamati secara langsung proses ini di dalam inti sebelum menjadi bintang.
Penantian yang Dingin
Inti prestellar adalah sel penahan. Ini adalah kantong padat tempat gas berkumpul sebelum protobintang terbakar. Jika medan magnet tetap kuat, material akan berada di sana, tersuspensi. Tidak ada yang terjadi.
Jika medan melemah, penantian berakhir. Gravitasi menarik segala sesuatu ke dalam, kompresi memanaskan inti, dan akhirnya — sebuah bintang muncul.
Kuncinya adalah mengetahui bagaimana bidang tersebut melemah.
Doris Arzoumanian, penulis pertama dari Universitas Kyushu, melihat inti ini sebagai laboratorium kimia. Mereka padat, dingin, dan kaya akan molekul kompleks, bahkan merupakan pendahulu kehidupan organik.
“Kami ingin menyelidiki bagaimana inti prestellar mengurangi medan magnetnya,” kata Arzoumanian.
Karena medan yang kuat adalah pedal rem. Injaklah, dan Anda menunda keruntuhannya. Anda menunda kelahiran.
Memisahkan Atom dan Molekul
Kuncinya adalah masalahnya sendiri. Di awan, partikelnya tidak seragam. Beberapa bermuatan ion. Mereka menyukai medan magnet; bidang menentukan gerakan mereka. Yang lainnya netral. Mereka sama sekali tidak peduli dengan cengkeraman magnetnya.
Biasanya, kedua jenis partikel ini saling bertabrakan dan mengikat tangan mereka. Namun di dalam inti yang padat dan dingin seperti L1544, ikatan itu mengendur.
Partikel netral mulai menyelinap melewati ion. Mereka meluncur menuju pusat, ditarik oleh gravitasi, sementara ion-ion terseret ke belakang, masih terikat pada garis medan magnet. Pemisahan ini — pergeseran ion-netral — adalah ciri fisik difusi ambipolar.
Mendeteksinya itu rumit. Dingin memerangkap molekul pada butiran debu. Kebanyakan dari mereka menjadi tidak terlihat oleh teleskop.
Silvia Spezzano dari Max Planck memilih pelacak yang tepat. Mereka memilih ion yang disebut Diazenylium-d1 ($N_2D^+$) dan molekul netral, para-NH$_2$D. Keduanya bertahan dalam cuaca dingin, keduanya berada di pusat padat inti.
Jika Anda melacak kecepatannya, Anda akan melihat perbedaannya jika terjadi difusi.
Kesenjangan Kecil yang Mengubah Segalanya
Dan mereka menemukannya.
Perbedaannya hanya 0,05 kilometer per detik. Itu sekitar 0,03 mil per detik. Di mobil Anda, Anda akan berkedip dan melewatkannya. Dalam fisika kelahiran bintang yang lambat dan senyap, ini adalah sebuah bencana besar.
Tim mengukur celah di L1544 ini menggunakan teleskop IRAM 30 meter. Mereka menyadari mengapa hal ini terjadi: ketika inti menjadi lebih padat, cahaya bintang tidak dapat mencapai bagian tengahnya. Lebih sedikit radiasi pengion berarti lebih sedikit ion. Lebih sedikit ion berarti lebih sedikit tumbukan. Partikel netral terbebas dan menyerbu masuk.
“Pada akhirnya, gravitasi menjadi pendorong utama… yang mengakibatkan keruntuhan menjadi protobintang.”
Arzoumanian menunjukkan keanggunan mekanismenya. Ini adalah satu-satunya cara bagi awan yang didukung secara magnetis untuk melepaskan pertahanannya. Itu wajar, bersifat fisik, dan tidak bisa dihindari.
Mengapa Peduli Terhadap Penggerak Lambat?
Seringkali, teori memberi tahu kita bahwa hal ini terjadi. Sekarang kita melihatnya.
Menghubungkan matematika di atas kertas dengan objek nyata di luar angkasa menjembatani kesenjangan yang telah ada selama beberapa dekade. Penyimpangan kecepatan kecil ini bukan hanya sekedar data. Ini menentukan jika awan runtuh. Ini menentukan kecepatannya. Perubahan kecil di sini berarti bintang terbentuk lebih cepat atau lebih lambat. Ini mungkin berarti bentuknya berbeda.
Jadi, seperti apa alam semesta sebenarnya?
Tim tidak berhenti pada satu awan saja. Mereka akan mencari penyimpangan ini di tempat lain, mengamati di mana pergerakan ion-netral melonjak, mencoba memetakan transisi dari keheningan ke kelahiran. Rasanya seperti benda kecil — beberapa molekul lolos dari jaring magnet. Tapi semuanya dimulai dari yang kecil.
Arzoumanian mengingatkan kita bahwa hal ini juga terkait dengan sesuatu yang lebih besar, sesuatu yang manusiawi: asal usul kehidupan, kimia yang membangun dunia. Kita menyaksikan bintang-bintang terbentuk untuk memahami diri kita sendiri.
Saat ini, alam semesta hanyalah awan debu dan es. Butuh waktu untuk terbakar.
