Katai coklat bukanlah bintang dan bukan pula planet. Sebuah studi terbaru menunjukkan bahwa mungkin terdapat lebih banyak katai coklat yang bersembunyi di galaksi Bima Sakti daripada yang diperkirakan sebelumnya.
Dijuluki sebagai “The Accident”, sebuah katai coklat yang bentuknya seperti bintang. Objek kosmik seperti ini tidak memiliki massa yang mencukupi untuk memulai fusi nuklir, sebuah proses yang menyebabkan sebuah bintang bersinar. Namun, The Accident spektrumnya membingungkan, di mana ada kemungkinan bahwa ia hampir setua Alam Semesta.
Disebut sebagai WISEA J153429.75-104303.3, The Accident mendapatkan namanya setelah ditemukan oleh suatu keberuntungan belaka. Ia lolos dari pencarian secara normal karena tidak menyerupai salah satu dari lebih 2.000 katai coklat yang telah ditemukan di galaksi kita sejauh ini.
Seiring bertambahnya usia katai coklat, suhunya mendingin, dan kecerahannya dalam berbagai panjang gelombang cahaya berubah. Ini tidak berbeda dengan bagaimana beberapa logam, ketika dipanaskan, berubah dari putih terang menjadi merah tua saat dingin. The Accident membingungkan para ilmuwan karena redup dalam beberapa panjang gelombang utama, menunjukkan ia sangat dingin (dan tua), tetapi cerah pada panjang gelombang yang lain, menunjukkan suhu yang lebih tinggi.
“Objek ini menentang semua harapan kami,” kata Davy Kirkpatrick, astrofisikawan di IPAC di Caltech di Pasadena, California.
The Accident mungkin berusia 10 hingga 13 miliar tahun — setidaknya dua kali lipat usia rata-rata katai coklat lainnya yang telah diketahui. Ini menandakan bahwa ia akan terbentuk ketika galaksi kita jauh lebih muda dan memiliki susunan kimiawi yang berbeda. Dengan demikian, kemungkinan ada lebih banyak katai coklat purba yang bersembunyi di lingkungan galaksi kita.
Katai coklat berada di antara planet terbesar dan bintang terkecil. Ia terbentuk dari model keruntuhan awan top-down yang sama seperti bintang, daripada proses akresi bottom-up yang dialami oleh planet. Itulah yang terjadi ketika proses pembentukan sebuah bintang berakhir, sebelum objek tersebut memperoleh massa yang cukup untuk menyalakan fusi hidrogen di intinya.
Namun, tidak seperti planet, katai coklat cukup besar untuk menyatukan sesuatu, dan sesuatu itu adalah deuterium, alias hidrogen ‘berat’. Deuterium adalah isotop hidrogen dengan proton dan neutron di dalam nukleus, bukan hanya satu proton. Suhu dan tekanan fusinya lebih rendah dari suhu dan tekanan fusi hidrogen.
Akibatnya, katai coklat cenderung lebih kecil, lebih dingin, dan lebih redup daripada kebanyakan bintang. Rentang massanya adalah antara sekitar 13 hingga 80 kali massa Jupiter, dan mendingin seiring bertambahnya usia. Oleh karena itu, kita memiliki pemahaman yang cukup baik tentang seperti apa bentuk katai coklat, dan menelusurinya berdasarkan serangkaian karakteristik tersebut.
“Kami memperkirakan bahwa katai coklat setua ini ada, tetapi kami juga mengharapkan mereka menjadi sangat langka. Peluang menemukan yang begitu dekat dengan Tata Surya bisa menjadi sebuah kebetulan yang beruntung, atau memberi tahu kita bahwa mereka lebih umum daripada yang kita duga.”
Usia terhormat ini menunjukkan bahwa komposisi The Accident mungkin juga sangat berbeda dari katai coklat lainnya – yang didukung oleh spektrum cahaya yang dipancarkannya.
Itu karena di alam semesta paling awal, kisaran elemen jauh lebih rendah. Tepat setelah Big Bang, sebagian besar materi adalah hidrogen dan helium. Butuh beberapa generasi bintang untuk lebih banyak elemen berkembang biak. Mereka menyatukan inti atom di inti mereka, menghasilkan unsur-unsur yang lebih berat, lalu mati, menyebarkan unsur-unsur itu ke seluruh ruang angkasa. Ledakan supernova menghasilkan berbagai elemen yang lebih berat melalui proses yang hanya dapat ditemukan dalam peristiwa dahsyat seperti itu.
Jika The Accident tekah ada sebelum unsur-unsur tersebut (termasuk karbon) lebih umum di alam semesta, maka cahayanya akan lebih kuat dalam panjang gelombang tertentu yang biasanya diserap oleh metana (terbuat dari karbon dan hidrogen) di atmosfer katai coklat. Inilah yang diamati oleh para peneliti.
“Penemuan ini memberi tahu kita bahwa ada lebih banyak variasi dalam komposisi katai coklat daripada yang kita lihat sejauh ini,” kata Kirkpatrick .
Penelitian ini telah dipublikasikan di The Astrophysical Journal Letters .
