Bintang raksasa adalah
Bintang dengan jari jari dan luminositas yang jauh lebih besar daripada
Bintang deret utama (atau katai) pada suhu permukaan yang sama. Mereka terletak di atas urutan utama (kelas luminositas V dalam klasifikasi spektrum Yerkes) pada diagram Hertzsprung-Russell dan sesuai dengan kelas luminositas II dan III. Istilah
raksasa dan katai diciptakan oleh Ejnar Hertzsprung pada tahun 1905 untuk
Bintang-
Bintang dengan luminositas yang sangat berbeda meskipun suhu atau tipe spektrum serupa.
Bintang raksasa memiliki radius beberapa ratus kali Matahari dan luminositas antara 10 hingga beberapa ribu kali Matahari. Namun, Ada pula
Bintang Kelas Spektrum yang lebih cemerlang dari
raksasa yang disebut sebagai super
raksasa dan Hiper
raksasa.
Bintang deret utama dengan suhu sangat panas dan sangat bercahaya juga dapat disebut sebagai
raksasa, tetapi hampir semua
Bintang deret utama lebih tepatnya disebut Katai, tidak peduli seberapa besar radius dan Lumunositasnya.
Pembentukan
Sebuah
Bintang bisa menjadi
raksasa setelah semua hidrogen yang tersedia untuk fusi di intinya telah habis, dan akhirnya, meninggalkan deret utama. Perilaku
Bintang panca-Deret utama sangat bergantung pada massanya.
= Bintang bermassa menengah
=
Untuk
Bintang dengan massa di atas sekitar 0,25 massa matahari (M☉), setelah intinya kehabisan hidrogen,
Bintang tersebut akan berkontraksi dan memanas sehingga hidrogen memulai untuk fusi nuklir di cangkang sekitar inti. Lapisan
Bintang di luar cangkang mengembang dan mendingin, tetapi hanya mengalami sedikit peningkatan pada luminositasnya, dan
Bintang memasuki tahap Sub-
raksasa. Inti helium terus tumbuh dan suhunya terus meningkat seiring dengan bertambahnya helium dalan cangkang, tetapi pada
Bintang setinggi sekitar 10-12 M☉ ia tidak menjadi cukup panas untuk memulai pembakaran helium (
Bintang bermassa lebih tinggi adalah
Bintang super
raksasa dan berevolusi dengan cara berbeda). Sebaliknya, setelah hanya beberapa juta tahun, inti tersebut mencapai Batas Schönberg-Chandrasekhar, dengan cepat runtuh, dan mungkin menjadi berkurang. Hal ini menyebabkan lapisan luar mengembang lebih jauh dan menghasilkan zona konvektif yang kuat yang membawa elemen berat ke permukaan dalam proses yang disebut Dredge-up pertama. Konveksi kuat ini juga meningkatkan pengangkutan energi ke permukaan, luminositas meningkat secara dramatis, dan
Bintang bergerak ke cabang
raksasa merah di mana ia akan secara stabil membakar hidrogen dalam cangkang untuk sebagian besar dari seluruh hidupnya (kira-kira 10% untuk
Bintang seperti Matahari). Inti terus mendapatkan massa, berkontraksi, dan suhu meningkat, sedangkan beberapa bagian kehilangan massa di lapisan luar.
Jika massa
Bintang, di bawah sekitar 0,4 M☉, dalam tahap deret utama, ia tidak akan pernah mencapai suhu yang cukup untuk bisa memadukan helium. Oleh karena itu, ia akan tetap menjadi
raksasa merah yang meleburkan hidrogen sampai ia kehabisan hidrogen, pada saat itu ia akan menjadi katai putih helium. Menurut teori evolusi
Bintang, tidak ada
Bintang dengan massa serendah itu yang dapat berevolusi ke tahap itu dalam usia Alam Semesta.
Dalam hal
Bintang di atas sekitar 0,4 M☉, suhu intinya akhirnya mencapai 108 K dan helium akan mulai fusi nuklir untuk karbon dan oksigen dalam inti oleh proses triple-alpha. Ketika inti mengalami degenerasi, fusi helium dimulai secara eksplosif, tetapi sebagian besar energi digunakan untuk mengangkat degenerasi dan inti menjadi konvektif. Energi yang dihasilkan oleh fusi helium akan mengurangi tekanan di sekitar selubung pembakaran hidrogen, yang mengurangi laju pembangkitan energinya. Luminositas keseluruhan
Bintang berkurang, selubung luarnya berkontraksi lagi, dan
Bintang bergerak dari cabang
raksasa merah ke cabang horizontal.
Ketika helium dalam inti habis,
Bintang dengan massa sampai dengan sekitar 8 M☉ memiliki inti karbon-oksigen yang menjadi berkurang dan mulai membakar helium di cangkang. Seperti jatuhnya inti helium sebelumnya, ini memulai konveksi di lapisan luar, memicu Dredge-up kedua, dan menyebabkan peningkatan ukuran dan luminositas yang dramatis. Ini adalah cabang
raksasa asimtotik (AGB) yang dianalogikan dengan cabang
raksasa merah tetapi lebih bercahaya, dengan cangkang pembakaran hidrogen yang menyumbang sebagian besar energi.
Bintang hanya tetap berada di tahap AGB selama sekitar satu juta tahun, dan setelah itu Ia menjadi semakin tidak stabil sampai mereka kehabisan bahan bakar, melewati fase nebula planet, dan kemudian menjadi katai putih karbon-oksigen.
= Bintang bermassa tinggi
=
Bintang deret utama dengan massa di atas sekitar 12 M☉ sudah sangat bercahaya dan mereka bergerak horizontal di diagram HR dan mereka meninggalkan deret utama, dalam waktu sebentar dengan cepat menjadi
raksasa biru sebelum mereka berkembang lebih lanjut ke super
raksasa biru. Mereka memulai pembakaran inti-helium sebelum inti menjadi menyusut dan berkembang dengan lambat menjadi
raksasa merah tanpa peningkatan luminositas yang kuat. Pada tahap ini, mereka memiliki luminositas yang sebanding dengan
Bintang AGB yang sangat terang meskipun mereka memiliki massa yang jauh lebih tinggi, tetapi luminositasnya akan semakin meningkat saat mereka membakar elemen yang lebih berat dan akhirnya berakhir dengan supernova.
Bintang dalam rentang massa 8-12 M☉ memiliki sifat agak menengah dan disebut
Bintang super-AGB. Mereka sebagian besar mengikuti evolusi
Bintang yang lebih terang melalui fase RGB, HB, dan AGB, tetapi cukup masif untuk memulai pembakaran karbon inti dan bahkan beberapa pembakaran neon. Mereka membentuk inti oksigen-magnesium-neon, yang mungkin runtuh dalam supernova penangkap elektron, atau mereka mungkin meninggalkan katai putih neon-oksigen.
Bintang deret utama kelas O sudah sangat bercahaya. Fase raksasanya sangat singkat dengan ukuran dan luminositas yang sedikit meningkat sebelum mengembangkan kelas luminositas spektrum menjadi super
raksasa.
Bintang raksasa tipe O mungkin seratus ribu kali lebih bercahaya dari matahari, lebih terang dari kebanyakan super
raksasa.
Bintang yang paling masif dengan cepat berevolusi dari tahap spektrum
raksasa atau super
raksasa sambil tetap membakar hidrogen di intinya, karena pencampuran unsur-unsur berat ke permukaan dan luminositas tinggi yang menghasilkan angin
Bintang yang kuat dan menyebabkan atmosfer
Bintang mengembang.
= Bintang bermassa rendah
=
Sebuah
Bintang yang massa awalnya kurang dari sekitar 0,25 M☉ tidak akan bisa menjadi
Bintang raksasa sama sekali. Untuk sebagian besar masa hidupnya,
Bintang-
Bintang seperti itu memiliki interiornya yang tercampur seluruhnya oleh konveksi sehingga mereka akan terus memadukan hidrogen untuk waktu lebih dari 1012 tahun, jauh lebih lama dari usia Semesta saat ini. Mereka akan terus mengalami peningkatan suhu dan luminositas selama masa. Akhirnya mereka mengembangkan inti radiasi, yang kemudian menghabiskan hidrogen di inti dan membakar hidrogen di cangkang yang mengelilingi inti. (
Bintang dengan massa lebih dari 0,16 M☉ dapat mengembang pada titik ini, tetapi tidak akan pernah bisa menjadi sangat besar.) Tak lama kemudian, pasokan hidrogen
Bintang akan habis dan akan menjadi katai putih helium. Sekali lagi, alam semesta terlalu muda untuk memiliki
Bintang seperti itu.
Subkelas
Ada berbagai macam
Bintang kelas
raksasa dari beberapa subkelas yang biasanya digunakan untuk mengidentifikasi kelompok
Bintang yang lebih kecil.
= Subraksasa
=
Subraksasa adalah kelas luminositas spektroskopi yang sepenuhnya terpisah (IV) dari
raksasa, tetapi memiliki banyak kesamaan. Meskipun beberapa subraksasa hanyalah
Bintang deret utama yang terlalu bercahaya karena variasi kimiawi atau usia, subraksasa lainnya sedang menuju jalur evolusi yang berbeda menuju
raksasa yang lebih besar.
Contoh:
Gamma Geminorum (γ Gem), subraksasa tipe A;
Eta Bootis (η Boo), subraksasa tipe-G.
=
Kelas luminositas lainnya adalah
raksasa terang (kelas II), dibedakan dari
raksasa normal (kelas III) hanya dengan menjadi sedikit lebih besar dan lebih bercahaya.
Bintang ini memiliki luminositas antara
raksasa biasa dengan super
raksasa, magnitudo absolutnya sekitar −3.
Contoh:
Delta Orionis Aa1 (δ Ori Aa1), komponen utama Mintaka,
raksasa terang tipe-O;
Alpha Carinae (α Car),
raksasa terang tipe-F, Canopus, terkadang juga digolongkan sebagai
raksasa super.
=
Dalam kelas luminositas
raksasa,
Bintang yang lebih dingin dari kelas spektrum K, M, S, dan C, (dan kadang-kadang beberapa
Bintang tipe-G) disebut
raksasa merah.
raksasa merah masuk dalam
Bintang-
Bintang sejumlah fase evolusi berbeda dalam hidup mereka: cabang
raksasa merah utama (RGB); cabang horizontal merah atau rumpun merah; cabang
raksasa yang asimtotik (AGB), meskipun
Bintang AGB sering kali cukup besar dan cukup bercahaya untuk diklasifikasikan sebagai super
raksasa; dan terkadang
Bintang besar lainnya seperti
Bintang setelah AGB.
Bintang RGB sejauh ini merupakan jenis
Bintang raksasa yang paling umum karena massanya yang stabil, umur stabil yang relatif lama, dan luminositas. Mereka adalah pengelompokan
Bintang yang paling jelas setelah deret utama pada kebanyakan diagram HR, meskipun katai putih lebih banyak tetapi jauh lebih sedikit bercahaya.
Contoh:
Pollux
Epsilon Ophiuchi,
raksasa merah tipe-G.
Arcturus (α Bootes),
raksasa tipe-K.
Gamma Comae Berenices (γ Comae Berenices),
raksasa tipe-K.
Mira (ο Ceti),
raksasa tipe-M dan prototipe variabel Mira.
Aldebaran,
raksasa tipe-K.
=
Bintang raksasa dengan suhu menengah (Kelas spektrum G, F, dan setidaknya beberapa meupakan A) disebut
raksasa kuning. Jumlah mereka jauh lebih sedikit daripada
raksasa merah, sebagian karena mereka hanya terbentuk dari
Bintang dengan massa yang jauh lebih tinggi, dan sebagian karena mereka menghabiskan lebih sedikit waktu dalam fase kehidupan mereka. Namun, mereka masuk dalam sejumlah kelas penting dari
Bintang variabel.
Bintang kuning bercahaya tinggi biasanya tidak stabil, yang mengarah ke strip ketidakstabilan pada diagram HR di mana sebagian besar
Bintang merupakan variabel yang berdenyut. Strip ketidakstabilan menjangkau dari deret utama hingga luminositas hiper
raksasa, tetapi pada luminositas
raksasa ada beberapa kelas
Bintang variabel:
Variabel RR Lyrae,
Bintang kelas A (kadang-kadang F) cabang horizontal berdenyut dengan periode kurang dari satu hari dan amplitudo yang besarnya kurang;
Variabel W Virginis, variabel berdenyut lebih bercahaya juga dikenal sebagai Cepheid tipe II, dengan periode 10-20 hari;
Variabel Cepheid tipe I, lebih banyak diam dan sebagian besar merupakan super
raksasa, dengan periode yang lebih lama;
Variabel Delta Scuti,
Bintang subraksasa langka atau mungkin
Bintang deret utama.
raksasa kuning mungkin merupakan
Bintang bermassa sedang yang berevolusi untuk pertama kalinya menuju cabang
raksasa merah, atau mungkin
Bintang yang berevolusi di cabang horizontal. Evolusinya yang menuju cabang
raksasa merah untuk pertama kalinya berlangsung sangat cepat, daripada
Bintang yang menghabiskan waktu lebih lama di cabang horizontal.
Bintang cabang horizontal, memiliki elemen lebih berat dan massa yang lebih rendah, serta lebih tidak stabil.
Contoh:
Sigma Octantis (σ Octantis),
raksasa tipe-F dan variabel Delta Scuti;
Alpha Aurigae Aa (α Aurigae Aa),
raksasa tipe-G, salah satu
Bintang yang membentuk Capella.
= raksasa biru (atau putih)
=
raksasa terpanas, dari kelas spektrum O, B, dan terkadang paling awal A, disebut
raksasa biru. Terkadang
Bintang tipe A dan akhir bisa disebut sebagai
raksasa putih.
raksasa biru adalah pengelompokan bintangyang sangat heterogen, mulai dari
Bintang bermassa tinggi dan luminositas tinggi yang meninggalkan deret utama hingga
Bintang bercabang horizontal bermassa rendah.
Bintang bermassa lebih tinggi meninggalkan deret utama menjadi
raksasa biru, lalu
raksasa biru terang, dan kemudian super
raksasa biru, sebelum berkembang menjadi super
raksasa merah, meskipun memiliki massa yang paling tinggi, tahap
raksasa begitu singkat dan sempit sehingga sulit dibedakan dengan super
raksasa biru.
Bintang bermassa rendah, memiliki pembakaran inti helium yang berevolusi dari
raksasa merah di sepanjang cabang horizontal dan kemudian kembali lagi ke cabang
raksasa asimtotik, dan tergantung pada massa dan logam mereka untuk bisa menjadi
raksasa biru. Diperkirakan bahwa beberapa
Bintang setelah AGB yang mengalami denyut panas terlambat untuk bisa menjadi
raksasa biru
Contoh:
Alcyone (η Tauri),
raksasa tipe-B,
Bintang paling terang di Pleiades;
Thuban (α Draconis),
raksasa tipe A.
Lihat pula
raksasa merah
maharaksasa merah
raksasa biru
maharaksasa biru
maha maharaksasa
Bintang katai
diagram Hertzsprung-Russell
Referensi