Bagaimana Unsur Kimia Bisa Terbentuk? Nukleosintesis!

nukleosintesis
Supernova Copyright: NASA/CXC/U.Texas

Nukleosintesis. Di bangku sekolah, terutama jika kamu jurusan IPA, kamu pasti sudah mengenal berbagai macam unsur. Dari yang ringan yakni hidrogen, helium, hingga unsur-unsur berat seperti besi, titanium, dan uranium. Tapi pernahkah kamu bertanya-tanya bagaimana unsur dapat terbentuk hingga sebanyak itu? Mari kita bahas.

Tetapi sebelum itu, ada sedikit pengetahuan dasar yang harus kita ulas terlebih dahulu.

Atom, Unsur, dan Tabel Periodik

Atom

Atom adalah unit terkecil penyusun suatu materi yang tetap mempertahankan sifat unsur materi tersebut. Atom terdiri atas neutron, proton, dan elektron. Neutron bermuatan netral, proton bermuatan positif, dan elektron bermuatan negatif.

Bentuk atom dari waktu ke waktu berubah seiring berkembangnya ilmu pengetahuan. Pada dasarnya, proton dan neutron berada di tengah membentuk inti atom dan elektron berada di sekeliling atom tersebut.

model atom
Perkembangan model atom
Copyright: Compound Interest 2016

Unsur

Unsur adalah zat yang terdiri dari satu jenis atom. Atau dengan kata lain, unsur adalah jenis atom itu sendiri. Nama dari unsur tersebut didasarkan pada jumlah protonnya pada atom penyusunnya. Misalnya, jika atom penyusunnya memiliki 6 proton, maka unsur tersebut adalah Karbon, sedangkan jika memiliki 8 proton, maka unsur tersebut adalah Oksigen.

Tabel Periodik

Tabel periodik adalah tabel dari unsur-unsur kimia yang disusun berdasarkan nomor atom (jumlah proton) pada sejumlah baris. Unsur-unsur yang memiliki karakteristik dan sifat yang mirip akan berada pada satu kolom.

tabel periodik
Tabel periodik

Semakin ke kanan dan ke bawah, maka nomor atom (jumlah proton) akan semakin besar dan atom akan semakin berat, kita menyebutnya unsur berat.


Bagaimana Unsur-unsur Tersebut Terbentuk?

Unsur Dasar

Pada awal terciptanya alam semesta, beberapa saat setelah terjadi big-bang, alam semesta sangat-sangat panas. Saking panasnya, alam semesta saat itu hanyalah “sup” yang terdiri dari proton, neutron, dan elektron. Saat alam semesta semakin mendingin, partikel-partikel tersebut kemudian membentuk unsur-unsur dasar, yakni Hidrogen, Helium, dan Litium. Proses ini disebut nukleosintesis.

Nukleosintesis

Nukleosintesis adalah proses pembentukan atom baru dari inti atom-atom yang sudah ada. Contohnya adalah pada pembentukan Helium dan Litium tadi.

Nukleosintesis tidak hanya terjadi pada awal pembentukan alam semesta, tapi juga terjadi pada inti bintang, ledakan supernova, ledakan hipernova, tabrakan antara dua bintang neutron, bom hidrogen, reaktor fusi nuklir, reaktor fisi nuklir, dan lain-lain. Semua proses nukleosintesis pada peristiwa-peristiwa tersebut memiliki konsep yang sama.

proses nukleosintesis
Contoh reaksi nuklir pada proses nukleosintesis Copyright: The Science Asylum

Inti Bintang

Komposisi bintang mayoritas adalah Hidrogen dan Helium, dua unsur paling ringan. Pada matahari kita sendiri misalnya, berdasarkan jumlah atom yakni 91% hidrogen, 8.9% helium, 0.1% unsur lain. Sedangkan berdasarkan total massanya yakni 70.6% hidrogen, 27.4% helium, dan 2% unsur lain.

Dengan massa yang cukup, suhu dan tekanan di inti bintang sangat-sangat tinggi. Dengan dua hal tersebut, nukleosintesis dapat terjadi. Hidrogen di inti bintang akan tergabung membentuk Helium, gabungan dari Helium akan membentuk Karbon, dan seterusnya, hingga terbentuk unsur-unsur yang lebih berat. Dengan massa yang cukup, inti bintang dapat membentuk Helium, Karbon, Nitrogen, Oksigen, Neon, Magnesium, Silikon, Sulfur, Besi, dan Nikel.

Saat bintang tersebut mati, terjadi ledakan supernova maupun hipernova yang melontarkan unsur-unsur tersebut ke luar angkasa. Namun, pada peristiwa ledakan itu sendiri juga terjadi nukleosintesis yang membentuk atom-atom yang lebih berat seperti Argon, Kalsium, Titanium, Kromium, Nikel, Seng, dan sejumlah atom-atom berat lainnya.

Terdapat peristiwa-peristiwa lain yang juga terjadi proses nukleosintesis di dalamnya. Kamu dapat melihat asal dari unsur-unsur tersebut pada tabel berikut.

tabel periodik
Tabel periodik dengan asal unsur: Big bang (biru), fusi sinar kosmis (merah jambu), kematian bintang bermassa kecil (hijau), tabrakan bintang neutron (ungu), ledakan bintang bermassa besar (kuning), ledakan katai putih (abu-abu), dan buatan Manusia (abu-abu kecoklatan)
Copyright: cmglee

Kesimpulan

Sejauh ini, terdapat 118 unsur yang kita ketahui. Sebagian besar terjadi secara alami namun sebagian juga ada yang tidak terdapat di alam alias buatan manusia. Unsur buatan umumnya disebut juga unsur sintetis, dan umumnya tidak stabil dan bersifat radioaktif.

Unsur-unsur alami, terbentuk dari peristiwa nukleosintesis yang terjadi di alam, baik itu di inti bintang, ledakan supernova, tabrakan bintang neutron, dan lain-lain. Nukleosintesis dapat terjadi apabila terdapat suhu dan tekanan yang cukup. Prinsip nukleosintesis ini memang cukup sederhana, tetapi apabila kita liat prosesnya lebih dekat, sebenarnya lumayan rumit. Kita akan membahasnya lain waktu.

Bila dipikir sejenak, tubuh kita terdiri dari unsur-unsur yang juga berasal dari bintang. Jadi, jika ada yang berkata “kamu adalah bintangku”, jangan salah, kamu memang berasal dari bintang!

Sumber dan Referensi:

  1. Atom – Dictionary.com
  2. Atom – Britannica
  3. Element – Dictionary.com
  4. The History of the Atom – Theories and Models – Compound Interest
  5. What Is the Simplest Way of Explaining What Atoms, Elements, Compounds and Mixtures Are? – JLab Science Education
  6. The Beginning of Everything — The Big Bang – Kurzgesagt
  7. Understanding the Evolution of Life in the Universe – NASA
  8. Sun – NASA Solar System Exploration
  9. Black Holes Explained – From Birth to Death – Kurzgesagt
  10. Nuclear Fusion Explained – The Science Asylum
  11. We Are Star Stuff | Space Time | PBS Digital Studios – PBS Space Time
  12. Supernova Nucleosynthesis – Wikipedia

Tinggalkan komentar