Fenomena Langka: Bintang Zombie Berhasil Selamat dari Ledakan Dahsyat Supernova, Para Ilmuwan Tercengang!

LANGIT7.ID-, Jakarta- - Para astronom telah melakukan penelitian intensif terhadap bintang zombie yang bersembunyi di pusat puing-puing supernova. Ledakan kosmik seperti ini seharusnya menghancurkan bintang katai putih yang tak bernyawa ini, namun sebaliknya, bintang ini justru menandai makam angkasanya dengan "bunga" yang terbentuk dari puing-puing.

Kini, para astronom telah mengubah peristiwa ini menjadi film 3D.

Manusia pertama kali menyadari detik-detik kematian bintang ini pada tahun 1181 ketika sebuah bintang baru, atau "bintang tamu," muncul di rasi bintang Cassiopeia selama enam bulan sebelum memudar. Ini menjadikan supernova, yang kini diberi nama SN 1181, sebagai salah satu dari sedikit supernova yang diamati sebelum penemuan teleskop. Pada tahun 2021, astronom amatir Dana Patchick melacak SN 1181 kembali ke lokasinya di nebula Pa 30 yang terletak di dalam Galaksi Bima Sakti, dan menentukan bahwa supernova tersebut meletus sekitar 1.000 tahun yang lalu.

Baru-baru ini, tim yang dipimpin oleh Tim Cunningham dari Pusat Astrofisika, Harvard & Smithsonian, dan Ilaria Caiazzo, profesor asisten di Institut Sains dan Teknologi Austria (ISTA), telah melakukan penelitian mendetail terhadap sisa-sisa SN 1181.

"Karakterisasi 3D pertama kami yang detail tentang kecepatan dan struktur spasial sisa supernova memberi tahu kita banyak hal tentang peristiwa kosmik unik yang diamati nenek moyang kita berabad-abad yang lalu," kata Caiazzo. "Tapi ini juga memunculkan pertanyaan baru dan memberikan tantangan baru bagi para astronom untuk dipecahkan selanjutnya."

Jelas, SN 1181 bukanlah supernova biasa, itulah sebabnya fenomena ini begitu memikat para astronom seperti Cunningham dan Caiazzo. Ini karena bintang katai putih seperti bintang zombie ini seharusnya tidak bertahan dari pertunjukan horor kosmik yang melahirkan mereka.

Ketika Bintang Bangkit Kembali dari Kematian



SN 1181 adalah bagian dari sub-kelas supernova yang disebut "Supernova Tipe Ia." Jenis supernova ini biasanya sangat seragam sehingga para astronom menyebutnya sebagai lilin standar karena memungkinkan untuk digunakan saat mengukur jarak angkasa. Perlu diperjelas, ini bukan jenis supernova yang menandai kematian bintang ketika bintang kehabisan bahan bakar yang diperlukan untuk fusi nuklir dan runtuh di bawah pengaruh gravitasinya sendiri (meninggalkan lubang hitam atau bintang neutron).

Sebaliknya, Supernova Tipe Ia dimulai dengan bintang mati yang dengan rakus mengambil makanan dari bintang pendamping. Hantu-hantu kosmik ini adalah bintang katai putih, jenis mayat bintang yang juga akan ditinggalkan matahari ketika mati sekitar 6 miliar tahun lagi. Namun, fase bintang katai putih matahari akan menandai istirahatnya yang damai sebagai bara kosmik yang mendingin dan memudar — bintang katai putih lain mungkin tidak melihat ketenangan seperti itu.

Sama seperti dalam film horor Hammer yang dibintangi Christopher Lee, selalu ada korban yang tidak beruntung yang mencabut pasak dari dada Drakula sebelum berubah menjadi santapan. Inilah bintang-bintang pendamping yang terlalu dekat.

Itu karena ketika bintang-bintang donor masa depan ini membengkak dalam fase raksasa merah mereka (yang akhirnya akan berakhir dengan mereka menjadi bintang katai putih juga), mereka mengisi bagian sistem mereka melampaui batas berbentuk angka delapan menyamping yang disebut "lobus Roche." Ini menghasilkan "luapan lobus Roche," dengan materi mengalir dari bintang donor ke bintang katai putih, menyebabkan bintang katai putih bangkit kembali.

Namun, situasi ini tidak bisa berlanjut selamanya. Sama seperti Drakula-nya Lee, bintang-bintang katai putih ini akhirnya menjadi terlalu serakah.

Ketika bintang katai putih mengambil makanan dari pendamping kosmiknya, materi yang diambilnya tidak bisa langsung jatuh ke bintang mati karena materi tersebut masih memiliki momentum sudut. Ini berarti bahwa materi membentuk awan berputar yang rata, yang disebut cakram akresi, di sekitar bintang katai putih yang secara bertahap memberinya makan. Namun, meskipun pengirimannya diperlambat, materi bintang yang dicuri ini masih menumpuk di permukaan bintang katai putih, menyebabkannya menjadi tidak stabil.

Situasi ini berakhir dengan ledakan termonuklir yang sepenuhnya menghancurkan bintang katai putih. Tapi cerita horor kosmik ini tidak selalu berakhir rapi; terkadang, ada sekuel yang menunggu. Itu karena, dalam kesempatan yang sangat langka, bintang katai putih tidak sepenuhnya hancur dalam supernova. Sebaliknya, ia tetap hidup sebagai sisa yang hancur, atau "bintang zombie."

Kejadian ini disebut "Supernova Tipe-Iax," dan para astronom berpikir mereka bisa menyumbang hanya 5% dari Supernova Tipe Ia. Seperti yang mungkin Anda tebak, SN 1181 adalah contoh supernova Tipe-Iax.

Supernova Tipe-Iax di nebula Pa 30 telah menjadikan bintang zombie ini salah satu benda langit terpanas di Galaksi Bima Sakti, dengan perkiraan suhu permukaan sekitar 360.000 derajat Fahrenheit (200.000 derajat Celsius). Sebagai perbandingan, matahari memiliki suhu permukaan sekitar 10.000 derajat Fahrenheit (5.500 derajat Celsius).

Selain itu, bintang zombie ini dengan keras mencambuk sisa nebula rumahnya dengan angin bintang yang mencapai kecepatan 36 juta mil per jam. Itu sekitar 45.000 kali lebih cepat dari kecepatan suara ketika diukur di Bumi, atau 25.000 kali lebih cepat dari kecepatan tertinggi jet tempur Lockheed Martin F-16.

Sifat kekerasan seperti itu menjadikan bintang katai putih yang hancur ini kandidat ideal untuk studi supernova langka ini, dan itulah yang tepat yang dilakukan Cunningham, Caiazzo dan rekan-rekan mereka.

Keindahan Muncul dari Horor



Untuk melakukan investigasi ini, tim menggunakan data yang dikumpulkan oleh Keck Cosmic Web Imager (KCWI). Ini adalah spektrograf yang terletak 13.000 kaki (4.000 meter) di atas permukaan laut dekat puncak gunung berapi Mauna Kea, puncak tertinggi Hawaii, di Observatorium W. M. Keck.

KCWI mampu mendeteksi sumber cahaya paling redup di alam semesta yang berasal dari "jaring kosmik," struktur terbesar di alam semesta di mana materi menggunakan "jalan raya" untuk tiba dalam gumpalan, membentuk galaksi dan kelompok galaksi.

Sensitivitas instrumen ini, yang dapat mengumpulkan spektrum cahaya dari setiap piksel yang dibuatnya, memungkinkan tim membangun model 3D dari SN 1181 dan memvisualisasikan gerakan puing-puingnya. Itu memungkinkan tim membangun "film" dari puing-puing supernova ini. Dalam studi sebelumnya, SN 1181 telah muncul sebagai "pertunjukan kembang api" statis.

Hasilnya adalah gambar dinamis yang menakjubkan menyerupai kelopak dandelion kosmik yang muncul yang dibuat oleh filamen materi yang bergerak dengan kecepatan luar biasa. Namun, yang luar biasa, tim juga menemukan bahwa filamen-filamen ini tidak melambat sejak ledakan yang meluncurkan mereka.

"Materi yang dikeluarkan tidak diperlambat, atau dipercepat, sejak ledakan," kata Cunningham. "Dengan demikian, dari kecepatan yang diukur, melihat ke belakang dalam waktu memungkinkan kami untuk menentukan ledakan hampir tepat pada tahun 1181."

Meskipun sifat luar biasa dari hasil ini, studi SN 1181 tidak mungkin akan berakhir begitu saja. Pemodelan 3D telah menyisakan beberapa pertanyaan yang masih perlu dijawab. Misalnya, tim menemukan bahwa, di luar filamen berbentuk dandelion dan ekspansi balistik mereka, bentuk keseluruhan supernova tidak seperti yang diharapkan.

Cunningham, Caiazzo dan rekan-rekan menunjukkan bahwa materi yang dilemparkan oleh supernova, dan tersegel dalam filamen, anehnya tidak simetris. Geometri yang tidak seimbang ini kemungkinan berasal dari ledakan asli itu sendiri, menunjukkan bahwa itu berlangsung secara tidak simetris. Selain itu, seperti pecahan, filamen tampak memiliki tepi dalam yang tajam, mengungkapkan kekosongan bagian dalam di sekitar bintang zombie.

Seperti kesenangan kita dengan cerita hantu, ketertarikan ilmuwan pada SN 1181 dan penghuninya yang tak bernyawa tampaknya akan terus berlanjut jauh ke masa depan.

Penelitian tim ini diterbitkan pada Kamis (24 Oktober) di The Astrophysical Journal Letters. (space)