Darimana Matahari Mendapatkan Energinya?

Matahari adalah sebuah bintang yang merupakan pusat dari tata surya kita. Kurang lebih sejak 5 miliar tahun yang lalu hingga saat artikel ini dibuat, matahari terus bersinar memancarkan cahayanya. Tanpa adanya cahaya dari matahari yang menyinari bumi kita, tidaklah mungkin ada kehidupan seperti sekarang ini di bumi kita.

Matahari pada tata surya kita memiliki suhu yang sangat tinggi, permukaannya memiliki suhu sekitar 5.700^oC, sedangkan pada intinya memiliki suhu sekitar 15.000.000^oC. Suhu yang sangat luar biasa bukan? sebagai perbandingan, suhu saat air mendidih hanyalah 100^oC!

Matahari yang terus memancarkan energi panas ini tentulah memiliki sumber tenaga. Lalu, apa sumber tenaganya? Darimana matahari mendapatkannya?

Pada pertengahan abad ke-19 saat manusia belum mengenal reaksi nuklir, manusia menganggap bahwa energi matahari berasal dari bola api raksasa yang sangat panas. lantas, apabila sumber tenaga matahari berasal dari bola api raksasa, tentulah bola api raksasa tersebut memiliki bahan bakar agar terus memancarkan api. lalu, apa bahan bakarnya? apakah minyak, kayu bakar, batu bara, atau bahan bakar lainnya yang dibakar berdasarkan reaksi kimia tertentu? kalau begitu matahari hanya dapat bersinar dalam kurun waktu ribuan tahun saja. Padahal matahari telah bersinar sejak kurang lebih 5 miliar tahun lalu.

Para ahli menjelaskan bahwa matahari tersusun dari dua komponen utama, yaitu Hidrogen (H) sekitar 75% dan Helium (He) sekitar 24%. Sisanya yang 1 %merupakan Karbon, Nitrogen, Oksigen, Magnesium, dan lain-lain. Para ahli juga menjelaskan bahwa matahari memperoleh energinya melalui fusi nuklir di dalam intinya. Dalam fisika, fusi nuklir (reaksi termonuklir) adalah sebuah proses saat dua inti atom bergabung, membentuk inti atom yang lebih besar dan melepaskan energi. Yang terjadi pada inti matahari adalah penggabungan inti atom Hidrogen menjadi inti atom Helium.

Inti Hidrogen hanya terdiri dari satu proton, ini berarti proton-proton berkeliling kesana kemari di inti matahari. Lalu, bagaimana dengan elektron? elektron terlepas dari proton karena suhu di inti matahari terlalu tinggi untuk mendukung adanya pengikatan elektromagnetik antara nukleus dan elektron. Kembali lagi ke proton, bagaimana mungkin proton tersebut bergabung sedangkan proton dengan proton saling tolak-menolak?

Hal ini dapat diatasi dengan tekanan. Suhu pada inti matahari sangat tinggi, ini berarti tekanan pada inti matahari juga tinggi. tekanan pada inti matahari yang kira-kira 250 miliar kali tekanan permukaan laut bumi memaksa proton bergerak dengan kecepatan sangat tinggi dan tidak bisa menghindari tabrakan dan akhirnya bergabung. Lantas, bagaimana membuat inti helium yang terdiri dari 2 proton dan 2 neutron?

Nah, saat tabrakan, salah satu proton melepaskan positron (antipartikel elektron) dan neutrino sehingga menjadi neutron. proses ini dilanjutkan dengan tabrakan proton dan neutron tadi sehingga menjadi nukleus helium.

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. Energi itu terlepas dari proton dan neutron karena partikel tersebut menerima energi kinetik yang sangat besar ketika bertabrakan, sehingga energi tersebut bisa terlepas. Energi yang dihasilkan tiap reaksi antara 2 proton adalah 4,2 x 10-12 joule. Namun, setiap detiknya terjadi 9,2 x 1037 reaksi. Sehingga tiap detiknya matahari menghasilkan energi yang setara dengan 100 miliar bom hidrogen.

Dari proses fusi nuklir itulah matahari bisa mendapatkan energinya yang dipancarkan ke bumi dalam berbagai macam bentuk gelombang elektromagnetik, mulai dari gelombang radio panjang maupun pendek, gelombang sinar infra merah, gelombang sinar ultraviolet, dan gelombang sinar x. Proses fusi nuklir ini membuat matahari kehilangan 4,3 miliar kg massa per detiknya yang sudah diubah menjadi energi.

Setelah seluruh inti atom Hidrogen di inti matahari berubah menjadi Helium, suhu intinya akan melonjak menjadi 380.000.000^oC agar proses fusi nuklir bisa berlangsung dengan menggabung inti Helium menjadi Karbon dan Oksigen. Tak lama setelah matahari kehilangan bahan bakarnya, matahari akan mati sebagaimana bintang-bintang lain di alam semesta. Dan ketika hal itu terjadi, kita tak akan menemukan kehidupan lagi di bumi.