Dengan menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST), para astronom mengakhiri permainan petak umpet selama hampir satu dekade setelah menemukan bintang neutron di puing-puing ledakan bintang.
Supernova 1987A mewakili sisa-sisa bintang yang meledak yang pernah memiliki massa sekitar 8 hingga 10 kali massa Matahari. Letaknya sekitar 170.000 tahun cahaya di Awan Magellan Besar, sebuah galaksi katai yang bertetangga dengan Bima Sakti. Supernova 1987A pertama kali terlihat oleh para astronom 37 tahun yang lalu pada tahun 1987, sesuai dengan aspek numerik dari namanya. Ketika Supernova 1987A meledak, pertama-tama ia menghujani Bumi dengan partikel-partikel hantu yang disebut neutrino dan kemudian terlihat dalam cahaya terang. Ini menjadikannya supernova terdekat dan paling terang yang terlihat di langit malam di atas Bumi dalam 400 tahun terakhir.
Ledakan supernova seperti ini bertanggung jawab mengisi kosmos dengan unsur-unsur seperti karbon, oksigen, silikon, dan besi. Unsur-unsur ini pada akhirnya akan menjadi bahan penyusun bintang dan planet generasi berikutnya, dan bahkan mungkin membentuk molekul yang suatu hari nanti akan menjadi bagian integral dari kehidupan yang kita kenal. Ledakan ini juga melahirkan sisa-sisa bintang padat berupa bintang neutron atau lubang hitam; selama 37 tahun, para astronom tidak tahu mana yang mungkin tersembunyi di jantung supernova 1987A.
“Kami telah lama mencari bukti adanya bintang neutron dalam gas dan debu supernova 1987A,” kata Mike Barlow, profesor emeritus fisika dan astronomi dan anggota tim di balik penemuan tersebut, kepada Space.com. . “Kami akhirnya mendapatkan bukti yang kami cari.
Terkait: 35 gambar menakjubkan dari Teleskop Luar Angkasa James Webb
Bagaimana bintang neutron bersembunyi selama 4 dekade?
Bintang neutron lahir ketika bintang masif kehabisan bahan bakar yang dibutuhkan untuk fusi nuklir yang terjadi di intinya. Hal ini memutus energi eksternal yang mengalir dari inti bintang-bintang, sehingga tidak runtuh karena gravitasinya sendiri.
Saat inti bintang runtuh, ledakan supernova yang dahsyat merobek lapisan luar bintang dan meledakkannya. Hal ini meninggalkan sebuah bintang “mati” yang berukuran sebesar rata-rata kota di Bumi, namun dengan massa sekitar satu atau dua kali massa Matahari; bintang pada akhirnya terdiri dari cairan partikel neutron, materi terpadat yang diketahui di alam semesta.
Namun, bintang-bintang neutron tertopang dari keruntuhan total karena efek kuantum antara neutron-neutron di bagian dalamnya. Efek ini mencegah penggumpalan neutron. Apa yang disebut “tekanan degenerasi neutron” ini dapat diatasi jika inti bintang memiliki massa yang cukup – atau jika bintang neutron mengumpulkan lebih banyak massa setelah pembentukannya. Hal ini akan menyebabkan lahirnya lubang hitam (tetapi hal ini tidak akan terjadi kecuali massa minimum tercapai.)
Para ilmuwan cukup yakin bahwa objek dalam supernova 1987A adalah bintang neutron, namun mereka tidak dapat mengesampingkan kemungkinan bahwa bintang yang baru saja mati ini, setidaknya seperti yang kita lihat sekitar 170.000 tahun yang lalu, tidak mengumpulkan materi untuk berubah menjadi bintang hitam. lubang.
“Salah satu kemungkinan lainnya adalah materi yang jatuh bisa terakumulasi pada bintang neutron dan menyebabkannya runtuh ke dalam lubang hitam. Jadi lubang hitam adalah skenario alternatif yang memungkinkan,” kata Barlow. “Namun, spektrum yang dihasilkan oleh material yang terjadi bukanlah jenis spektrum yang tepat untuk menjelaskan emisi yang kita lihat.”
Supernova 1987A seperti yang terlihat oleh Teleskop Luar Angkasa Hubble dan Teleskop Luar Angkasa James Webb. (Kredit gambar: Teleskop Luar Angkasa Hubble WFPC-3/Teleskop Luar Angkasa James Webb NIRSpec/J. Larsson)
kamu merasa lebih hangat…
Bintang neutron yang baru diidentifikasi ini luput dari deteksi selama 37 tahun karena fakta bahwa, saat baru lahir, ia masih dikelilingi oleh lapisan gas dan debu tebal yang dilepaskan selama ledakan supernova yang menandakan kematian nenek moyangnya.
“Deteksi terhambat oleh fakta bahwa supernova mengembunkan sekitar setengah massa debu Matahari pada tahun-tahun setelah ledakan,” kata Barlow. “Debu ini bertindak sebagai radion yang menutupi layar dari pusat Supernova 1987A.”
Debu kurang efektif dalam menghalangi cahaya inframerah dibandingkan menghalangi cahaya tampak. Jadi, untuk melihat menembus mantel mematikan ini dan masuk ke jantung Supernova 1987A, Barlow dan rekan-rekannya menggunakan mata inframerah JWST yang sangat sensitif, khususnya Instrumen Inframerah Tengah dan Spektrograf Inframerah Dekat milik teleskop.
Bukti nyata dari bintang neutron tersembunyi ini ada hubungannya dengan emisi unsur argon dan belerang yang berasal dari pusat supernova 1987A. Unsur-unsur ini terionisasi, artinya elektron telah dikeluarkan dari atomnya. Barlow mengatakan ionisasi ini hanya mungkin terjadi akibat radiasi yang dipancarkan bintang neutron.
Emisi tersebut memungkinkan tim untuk menetapkan batas kecerahan, atau luminositas, bintang neutron yang dulunya tersembunyi. Mereka mendapati kecerahannya sekitar sepersepuluh kecerahan matahari.
Tim mungkin telah menemukan bahwa bintang neutron lahir dari supernova 1987A, namun tidak semua misteri bintang neutron telah terpecahkan.
Hal ini karena ionisasi argon dan belerang yang berfungsi sebagai senjata api bisa saja disebabkan oleh bintang neutron melalui salah satu dari dua cara berikut. Angin partikel bermuatan yang diseret oleh bintang neutron yang berputar cepat dan dipercepat hingga mendekati kecepatan cahaya dapat berinteraksi dengan material supernova di sekitarnya dan menyebabkan ionisasi. Atau sinar ultraviolet dan sinar-X yang dipancarkan oleh sepersejuta permukaan bintang neutron panas dapat menghilangkan elektron dari atom-atom di jantung puing-puing bintang tersebut.
Jika skenario pertama benar, maka bintang neutron yang menjadi pusat supernova 1987A sebenarnya adalah pulsar yang dikelilingi nebula angin pulsar. Pulsar sebagian besar merupakan bintang neutron yang berotasi. Namun, jika skenario kedua adalah resep yang tepat untuk emisi ini, supernova terdekat ini akan melahirkan bintang neutron “telanjang” atau “telanjang” yang permukaannya akan terpapar langsung ke luar angkasa.
Barlow menyarankan agar para peneliti dapat membedakan antara bintang neutron telanjang dan bintang yang terselubung dalam nebula angin pulsar dengan melakukan observasi inframerah tambahan pada jantung supernova 1987A dengan instrumen NIRSpec JWST.
“Kami memiliki program yang sedang mengumpulkan data sekarang yang akan mendapatkan data dengan resolusi 3 atau 4 kali lipat di wilayah inframerah dekat,” tutupnya. “Jadi dengan mendapatkan data baru ini, kita mungkin bisa membedakan 2 model yang telah diusulkan untuk menjelaskan emisi yang dipicu oleh bintang neutron.”
Penelitian tim tersebut dipublikasikan Kamis (22 Februari) di jurnal Science.
Awalnya diterbitkan pada Luar Angkasa.com.
+ There are no comments
Add yours