Page 178 - ASTRONOMI DAN ASTROFISIKA

sana sehingga terjadi akselerasi pembakaran helium dan menghasilkan energi
yang sangat besar dalam waktu singkat. Gejala seperti ini dinamakan helium
flash.
Akibat pelepasan energi ini pusat bintang mengerut dan suhu
permukaannya meningkat. Inti besi yang paling berat dan stabil berkumpul di
pusat dan bintang masih melakukan pembakaran oksigen dan karbon di
pusatnya, dikelilingi lapisan dimana pembakaran helium masih terjadi, dan di
lapisan lebih luar masih terjadi pembakaran hidrogen. Kini bintang telah mantap
menjadi raksasa merah.

3) Katai putih (White dwarf)

Cepat atau lambat bintang akan kehabisan energi nuklirnya, kemudian
bintang mengerut dan melepaskan energi potensialnya. Akhirnya bintang
mengerut sampai mencapai kerapatan yang luar biasa dan menjadi bintang yang
3
3
kecil dengan rapat massa mencapai 10 kg/cm dan suhu permukaannya
4
mencapai 10 K. Bintang seperti ini dinamakan katai putih atau white dwarf.
Dalam keadaan yang mampat ini, atom-atom sangat rapat yang satu dengan yang
lain sehingga terjadi degenerasi energi elektron. Berdasarkan asas ekslusi Pauli,
tidak ada elektron (fermion) dalam satu atom yang memiliki bilangan kuantum
yang sama, sehingga terjadi penolakan akibat energi degenerasi elektron ini.
Energi degenerasi ini menghasilkan gaya tolakan yang cenderung melawan
tumpang tindih elektron tersebut. Adanya energi degenerasi elektron menahan
keruntuhan gravitasi lebih jauh sehingga bintang mencapai kesetimbangan
hidrostatis.
Energi degenerasi ini dapat dinyatakan dengan fungsi energi Fermi,
yaitu:

2
 2  3 2 N  3
E   e  (11.2)


F
2m e  V 

Dengan m e massa elektron, N e/V rapat elektron, N jumlah nukleon (proton atau
neutron) dan

h
  (11.3)
2 

Distribusi energi elektron berkisar dari E = 0 hingga E = E F, sehingga total
energi rata-rata elektron adalah:

t 
E  0 N E ( N ) dN' 3 N e E F (11.4)
'
F
5

Astronomi dan Astrofisika 177