Bagaimana Cara Matahari Memproduksi Energi?

Bagaimana cara Matahari mengeluarkan energinya?

 

Matahari

 

 

Astronomy Event - Semua orang pasti sudah tidak asing dengan matahari. Matahari yang menerangi Bumi di siang hari, penghangat Bumi, dan sumber energi terbesar yang dapat memungkinkan Bumi layak huni. Tapi, ada satu pertanyaan yang orang awam sulit menjawab: Dari mana Matahari memproduksi energinya? Untuk menjawab pertanyaan ini, kita harus beralih ke ilmu astrofisika terutama bidang fisika partikel.

Menurut para ilmuwan, matahari memproduksi energinya dengan proses fusi nuklir didalam intinya. Fusi nuklir adalah penggabungan inti atom untuk membentuk inti atom yang lebih berat, contohnya seperti yang terjadi di inti Matahari yaitu penggabungan inti hidrogen menjadi inti helium (atau bisa disebut partikel alpha).

 

Inti hidrogen hanya terdiri dari satu proton, artinya di inti Matahari proton-proton berkeliling kesana-kemari. Lalu bagaimana dengan elektron? Elektron terlepas dari proton karena suhu inti Matahari terlalu tinggi untuk mendukung adanya pengikatan elektromagnetik antara nukleus dan elektron. Kembali ke proton, bagaimana cara proton tersebut bergabung sementara proton dengan proton tolak menolak?

 

Hal itu bisa diatasi dengan tekanan. Jika suhu tinggi, otomatis tekanan tinggi sehingga pada tekanan inti matahari yang kira-kira 250 miliar kali tekanan permukaan laut Bumi membuat proton bergerak dengan kecepatan sangat tinggi dan tidak bisa menghindari tabrakan lalu bergabung. Lalu bagaimana membuat inti helium yang terdiri dari 2 proton dan 2 neutron?

 

Saat tabrakan, salah satu proton mengeluarkan positron (antipartikel elektron) dan neutrino sehingga menjadi neutron, proses ini dilanjutkan dengan tabrakan proton dan neutron lagi sehingga menjadi nukleus helium.

 

Reaksi fusi nuklir di dalam inti Matahari

 

Tabrakan antar partikel nukleus itulah yang menghasilkan energi. Energi tersebut muncul dari dalam proton dan neutron, karena 90% massa proton dan 87.5% massa neutron adalah energi (sisanya adalah massa quark). Mengapa begitu? Kalau kita lihat rumus fisika yang diperkenalkan Einstein: E=mc^2, energi dan massa dapat berubah satu sama lain (energi dapat berubah menjadi massa begitupun sebaliknya). Artinya, energi yang terkandung dalam sebuah objek sama saja dengan massa dalam objek itu.

 

Energi itu terlepas dari proton dan neutron karena partikel tersebut menerima energi kinetik yang sangat besar saat tabrakan, sehingga energi itu bisa terlepas. Energi yang dihasilkan sangat tinggi, bahkan energi yang dihasilkan 400 kali lebih besar daripada energi fisi nuklir. Ini disebabkan rumus E=mc^2 menjelaskan bahwa 90.000.000.000.000 Joule energi( sekitar 22,5 kiloton TNT atau energi bom atom Hiroshima) sama dengan 1 gram massa, berarti massa mengandung energi yang luar biasa besar, maka tidak heran mengapa fusi nuklir dapat memproduksi energi yang luar biasa besar.

 

Energi yang dihasilkan per reaksinya (antar 2 proton) adalah 4,2x10^-12 joule. Tapi, setiap detiknya terjadi 9.2x10^37 reaksi sehingga per detiknya Matahari menghasilkan energi 3.846x10^26 joule atau 9.2x10^10 megaton TNT (setara dengan energi 100 miliar bom hidrogen).

 

Proses fusi nuklir yang rumit diatas itulah penyebab mengapa Matahari bisa memproduksi energi. Proses fusi nuklir ini membuat Matahari kehilangan 4,3 miliar kg per detiknya yang sudah diubah menjadi energi yang setara dengan 100 milar bom hidrogen.

 

Proses fusi nuklir yang berkelanjutan ini membuat Matahari menjadi lebih panas sehingga mengeluarkan energi lebih banyak pula. Di saat yang sama suhu Bumi pun naik, lautan mengering dan makhluk hidup sulit hidup.

 

Setelah seluruh hidrogen di intinya dirubah menjadi helium, suhu inti matahari melonjak menjadi 380 juta derajat Celcius agar proses fusi nuklir bisa berlangsung dengan cara menggabung inti helium menjadi karbon dan oksigen. Pelonjakan suhu dan intensitas energi membuat inti menekan keluar bagian terluar Matahari sehingga membesar, tapi tidak akan membesar melebihi orbit Bumi, jadi jangan khawatir jika Bumi ditelan Matahari.





Share this:

ABOUTAUTHOR

Hi! Kalian boleh panggil aku "Admin N". Aku yang ada dibalik pembuatan post, pengembangan blog, dan yang suka ngetik-ngetik Tweet di Twitter dan status di Facebook. Support Astronomy Event terus ya! Dan juga support perkembangan ilmu astronomi di Indonesia!