Ledakan bintang yang ekstrim bisa saja terjadi

Letusan ekstrem bintang muda mirip Matahari menunjukkan bahwa planet-planet yang baru lahir pasti berada di lingkungan yang agak liar.

Sebuah tim ilmuwan dari Center for Astrophysics (CfA) menggunakan Submillimeter Array (SMA), serangkaian teleskop di Maunakea di Hawaii, untuk mengamati bintang muda HD 283572. Para kru menyaksikan HD 283572 meningkat kecerahannya ratusan kali lipat. hanya dalam beberapa jam. Letusan yang teramati ini merupakan salah satu letusan bintang terkuat yang pernah diamati.

Terletak sekitar 400 tahun cahaya, HD 283572 berukuran sekitar 1,4 kali lebih besar dari Matahari – tetapi dengan usia yang hanya di bawah 3 juta tahun, ia seribu kali lebih muda dari bintang kita, yang berusia sekitar 4,6 miliar tahun. Artinya, ketika para astronom melihat HD 283572, mereka menyaksikannya pada tahap kehidupan yang sama dengan Matahari ketika mulai membentuk planet seperti Bumi.

Oleh karena itu, temuan ini dapat menunjukkan bahwa pembentukan planet-planet, termasuk yang ada di Tata Surya, harus menghadapi kondisi yang bergejolak.

“Kami terkejut melihat kilatan yang luar biasa terang dari bintang muda biasa,” kata pemimpin tim dan ilmuwan CfA Joshua Bennett Lovell dalam sebuah pernyataan. “Setiap planet potensial yang berkembang dalam sistem ini akan terkena dampak kekuatan dahsyat dari letusan ini. Saya tidak ingin tumbuh di sana!”

Terkait: Teleskop Luar Angkasa James Webb Jarang Mendeteksi 2 Exoplanet yang Mengorbit Bintang Mati

Bintang-bintang muda adalah untaian yang melingkar erat

Ledakan bintang seperti yang diamati oleh Lovell dan rekannya diperkirakan terjadi ketika bintang berputar dan melibatkan medan magnetnya.

Sama seperti luka pegas yang terlalu rapat mengumpulkan energi kinetik yang harus dilepaskan, energi magnet yang tersimpan dalam medan magnet luka ini juga harus dilepaskan. Pada bintang, hal ini menyebabkan semburan partikel dipercepat yang meledak melintasi permukaannya dan keluar ke luar angkasa.

Suar bintang yang menyertai ledakan materi bintang atau plasma ini dapat meningkatkan kecerahan bintang hingga sepuluh atau ratusan kali lipat dan pada seluruh rentang panjang gelombang cahaya. Namun, mengamati suar seperti itu masih merupakan tantangan karena peristiwa ini pada dasarnya terjadi secara acak, sehingga tidak ada gambaran yang jelas kapan harus mengarahkan teleskop ke sebuah bintang untuk menangkap amukan berikutnya.

Hal ini tentunya terjadi pada HD 283572, yang tampaknya tidak aktif sebelum terjadi letusan besar.

“Setiap kali kami mengarahkan SMA kembali ke bintang setelah suar ini, kami tidak melihat apa pun,” jelas Lovell. “Temuan kami mengkonfirmasi bahwa suar ini jarang terjadi pada panjang gelombang milimeter, namun bisa sangat kuat untuk bintang-bintang berusia muda.”

Lokasi bintang muda yang meletus HD 283572 dan evolusi kecerahannya antara Januari 2022 dan Maret 2024. (Kredit gambar: CfA/JB Lovell dkk.)

Dalam waktu 9 jam, energi letusan HD 283572 mencapai tingkat satu juta kali lebih besar dibandingkan energi yang dikeluarkan letusan serupa yang diukur di sekitar tata surya.

“Ini adalah peristiwa yang sangat besar, setara dengan menghabiskan seluruh persenjataan nuklir di bumi dalam satu milidetik, berulang-ulang, selama hampir setengah hari!” Ilmuwan Proyek SMA dan anggota tim, Garrett Keating, mengatakan dalam sebuah pernyataan. “Jika kita memperhitungkan panjang gelombang cahaya bintang yang tidak diamati oleh SMA, kami memperkirakan bintang tersebut bisa jauh lebih energik.”

Tim hanya mencatat satu suar dari HD 283572, jadi kami belum bisa memastikan apa sebenarnya yang memicu ledakan besar tersebut saat ini.

“Cahaya pada panjang gelombang ini jarang terjadi, dan kami tidak menyangka akan melihat apa pun selain cahaya redup dari debu pembentuk planet,” kata Keating. “Ini benar-benar teka-teki, dan ada sejumlah mekanisme yang mungkin berperan. Interaksi dengan bintang atau planet pendamping yang tak terlihat, atau aktivitas titik bintang secara periodik adalah dua kemungkinan, namun masih diragukan seberapa kuat peristiwa tersebut.”

Gambaran seorang seniman tentang planet-planet yang terbentuk dari piringan material yang mengelilingi sebuah bintang. (Kredit gambar: NASA)

Suar seperti ini sangat kuat sehingga dapat menghilangkan atmosfer saat berkembang di sekitar planet muda dan membentuk planet.

Penemuan ledakan energi pada saat penting dalam kehidupan sistem planet ini memberikan petunjuk kepada para ilmuwan tentang tekanan yang mungkin dialami Bumi dan planet-planet kembarnya ketika mereka terbentuk sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu. Hasilnya juga dapat menunjukkan apa yang mungkin dialami oleh planet ekstrasurya, atau “planet ekstrasurya”, pada tahap awal kehidupannya saat ini.

Tim di balik penelitian ini terus memantau HD 283572 untuk mengetahui seberapa sering bintang muda tersebut meledak dan melihat apakah ledakan ini dapat memengaruhi pertumbuhan atmosfer planet di planet-planet baru di sekitarnya.

Selain itu, kampanye SMA baru akan mempelajari bintang-bintang muda lain yang mirip dengan HD 283572 untuk menentukan sifat khas dan frekuensi ledakannya. Dengan menggabungkan data SMA dengan pengamatan dengan panjang gelombang yang lebih panjang, tim mengatakan mereka juga berharap dapat lebih memahami fisika suar ini dan proses asal usulnya.

Hasil tim telah diterima untuk dipublikasikan di The Astrophysical Journal Letters, dengan tinjauan awal tersedia di arXiv.