Hubble Mengungkap Bintang yang Sulit Dihapuskan

Bintang seperti manusia - mereka mengirimkan cahaya yang menyilaukan melalui Kosmos untuk sementara waktu, tetapi tidak bertahan selamanya dalam tragedi universal dari keberadaan kita. Supernova memberitakan ledakan fatal bintang-bintang masif yang telah berakhir di ujung jalan bintang yang panjang itu, setelah membakar pasokan bahan bakar pelebur nuklir yang diperlukan - dan telah lenyap dengan cemerlang dan indah, ketika mereka berteriak secara eksplosif hingga terlupakan. Salah satu cara para astronom mencari petunjuk, mengisyaratkan bagaimana bintang-bintang masif ini meledak, adalah dengan memburu apa yang disebut bintang nenek moyang supernova. Untuk mencapai pencarian mereka, para astronom dengan hati-hati menyaring gambar-gambar teleskop arsip dan mencoba untuk menentukan lokasi yang tepat dan identitas bintang nenek moyang sebelum itu hancur berkeping-keping. Pada bulan November 2018, untuk pertama kalinya, sebuah tim astronom California Institute of Technology (Caltech) di Pasadena mengumumkan bahwa mereka sepertinya telah menemukan nenek moyang bintang seperti itu untuk kelas supernova yang dikenal sebagai Tipe Ic (diucapkan "satu-C"). Dari semua kelas supernova, ini adalah satu-satunya yang tidak memiliki nenek moyang bintang yang dikenal sampai penemuan mereka. Untuk alasan ini, identifikasinya dianggap oleh para astronom sebagai semacam Cawan Suci.

Supernova Type Ic, dijuluki SN 2017, pertama kali terlihat pada Mei 2017 oleh para astronom menggunakan Tenagra Observatories di Arizona. Itu terletak di galaksi spiral bernama NGC 3938, yang terletak sekitar 65 juta tahun cahaya dari Bumi. Para astronom Caltech berhasil melacak nenek moyang supernova ini menggunakan gambar arsip dari Hubble Space Telescope (HST) NASA, yang diperoleh kembali pada 2007.

"Sebuah peringatan dikirimkan ketika supernova awalnya ditemukan. Anda tidak dapat tidur begitu itu terjadi dan harus memobilisasi untuk mencoba menemukan nenek moyang ledakan. Dalam beberapa minggu setelah supernova ditemukan, kami menemukan kandidat menggunakan kedua gambar Hubble baru dan arsip. Gambar baru sangat penting untuk menunjukkan dengan tepat lokasi calon leluhur, "kata Dr. Schuyler Van Dyk dalam Siaran Pers JPL 15 November 2018. Van Dyk adalah staf ilmuwan di IPAC, yang merupakan pusat sains dan data yang berlokasi di Caltech.

Nenek moyang itu ternyata adalah bintang yang sangat terang dan sangat panas, dan ia dianggap sebagai bintang masif tunggal 48 hingga 49 kali massa matahari atau sistem biner masif di mana bintang yang menjadi supernova ditimbang beratnya pada ketinggian 60 hingga 80 kali massa Matahari kita

Ketik Ic Supernovae

Supernova Tipe Ic, dan saudara sepupu dekatnya Tipe Ib supernova, adalah klasifikasi supernova yang dihasilkan dari keruntuhan inti ledakan bintang-bintang masif. Bintang-bintang yang terkutuk ini telah terlempar keluar, atau telah dilucuti dengan lebih lembut, selubung luar dari gas hidrogen. Ketika Tipe Ic dan Tipe Ib supernova dibandingkan dengan Tipe Ia supernova, mereka tidak menunjukkan garis serap silikon. Jika dibandingkan dengan Tipe Ib, supernova Tipe Ic diyakini telah kehilangan lebih banyak amplop gas aslinya, termasuk sebagian besar helium mereka. Para astronom biasanya menyebut kedua tipe itu sebagai "supernova inti-kolaps."

Semua bintang, terlepas dari massanya, menghasilkan energi melalui proses fusi nuklir unsur-unsur atom, yang menciptakan unsur-unsur lebih berat dari yang lebih ringan. Tidak seperti Matahari kita yang relatif kecil, bintang-bintang yang lebih besar mengandung massa yang cukup untuk memadukan unsur-unsur yang memiliki massa atom lebih besar dari hidrogen dan helium - meskipun pada suhu dan tekanan yang semakin besar dan semakin besar. Peningkatan ini menghasilkan "kehidupan" yang lebih pendek untuk bintang-bintang masif. Bintang-bintang kecil, seperti Matahari kita, "hidup" di cabang Hertzsprung-Russell Diagram dari Stellar Evolution yang terbakar hidrogen selama sekitar 10 miliar tahun. Sebaliknya, bintang-bintang besar "hidup" cepat dan "mati" muda. Semakin besar bintangnya, semakin pendek "nyawanya". Bintang yang besar dan kuat memadukan unsur-unsur atom yang semakin berat, dimulai dengan hidrogen dan helium, dan kemudian berkembang melalui Tabel Periodik yang akrab sampai inti besi dan nikel terbentuk. Karena fusi nuklir dari besi atau nikel tidak menghasilkan output energi bersih, tidak ada fusi tambahan yang dapat terjadi, meninggalkan inti besi-nikel dari inert bintang masif yang hancur. Karena kurangnya output energi yang menciptakan tekanan termal luar yang diperlukan untuk menjaga bintang yang berat melenting terhadap tarikan ke dalam dari gravitasinya sendiri, inti keriput. Ketika massa yang dipadatkan dari besi inert dan inti nikel melebihi apa yang disebut Batas Chandrasekhar 1,4 massa matahari, tekanan radiasi tidak dapat melawan kompresi gravitasi, dan ledakan dahsyat dari inti terjadi dalam hitungan detik. Pada titik ini, karena tidak memiliki dukungan dari inti dalam yang sekarang meledak, inti luar dari bintang masif yang tadinya runtuh ke dalam di bawah gaya gravitasi tanpa belas kasihan dan mencapai kecepatan hingga 23% kecepatan cahaya. Kompresi dramatis yang tiba-tiba meningkatkan suhu inti hingga 100 miliar Kelvin. Runtuhnya inti dalam dihentikan oleh degenerasi neutron, menghasilkan ledakan untuk melambung dan memantul ke luar. Energi gelombang kejut yang mengembang mengganggu bahan bintang di atasnya dan mempercepatnya untuk melepaskan diri dari kecepatan. Supernova Tipe II yang mengerikan dan cemerlang terjadi, dan ketika ada bintang masif, maka tidak ada bintang lagi. Bergantung pada massa bintang nenek moyang yang besar dan kuat, suvenir yang ditinggalkannya untuk mengingatkan Semesta tentang keberadaan sebelumnya akan berupa bintang neutron yang padat dan berukuran kota atau lubang hitam massa bintang.

Semua bintang, terlepas dari massanya, menghasilkan energi melalui proses fusi nuklir unsur-unsur atom, yang menciptakan unsur-unsur lebih berat dari yang lebih ringan. Tidak seperti Matahari kita yang relatif kecil, bintang-bintang yang lebih besar mengandung massa yang cukup untuk memadukan unsur-unsur yang memiliki massa atom lebih besar dari hidrogen dan helium - meskipun pada suhu dan tekanan yang semakin besar dan semakin besar. Peningkatan ini menghasilkan "kehidupan" yang lebih pendek untuk bintang-bintang masif. Bintang-bintang kecil, seperti Matahari kita, "hidup" di cabang Hertzsprung-Russell Diagram dari Stellar Evolution yang terbakar hidrogen selama sekitar 10 miliar tahun. Sebaliknya, bintang-bintang besar "hidup" cepat dan "mati" muda. Semakin besar bintangnya, semakin pendek "nyawanya". Bintang yang besar dan kuat memadukan unsur-unsur atom yang semakin berat, dimulai dengan hidrogen dan helium, dan kemudian berkembang melalui Tabel Periodik yang akrab sampai inti besi dan nikel terbentuk. Karena fusi nuklir dari besi atau nikel tidak menghasilkan output energi bersih, tidak ada fusi tambahan yang dapat terjadi, meninggalkan inti besi-nikel dari inert bintang masif yang hancur. Karena kurangnya output energi yang menciptakan tekanan termal luar yang diperlukan untuk menjaga bintang yang berat melenting terhadap tarikan ke dalam dari gravitasinya sendiri, inti keriput. Ketika massa yang dipadatkan dari besi inert dan inti nikel melebihi apa yang disebut Batas Chandrasekhar 1,4 massa matahari, tekanan radiasi tidak dapat melawan kompresi gravitasi, dan ledakan dahsyat dari inti terjadi dalam hitungan detik. Pada titik ini, karena tidak memiliki dukungan dari inti dalam yang sekarang meledak, inti luar dari bintang masif yang tadinya runtuh ke dalam di bawah gaya gravitasi tanpa belas kasihan dan mencapai kecepatan hingga 23% kecepatan cahaya. Kompresi dramatis yang tiba-tiba meningkatkan suhu inti hingga 100 miliar Kelvin. Runtuhnya inti dalam dihentikan oleh degenerasi neutron, menghasilkan ledakan untuk melambung dan memantul ke luar. Energi gelombang kejut yang mengembang mengganggu bahan bintang di atasnya dan mempercepatnya untuk melepaskan diri dari kecepatan. Supernova Tipe II yang mengerikan dan cemerlang terjadi, dan ketika ada bintang masif, maka tidak ada bintang lagi. Bergantung pada massa bintang nenek moyang yang besar dan kuat, suvenir yang ditinggalkannya untuk mengingatkan Semesta tentang keberadaan sebelumnya akan berupa bintang neutron yang padat dan berukuran kota atau lBintang-bintang kecil pergi ke grand finale yang tak terelakkan secara berbeda. Supernova Tipe Ia, tidak seperti supernova Tipe II yang kolaps-inti, tidak berasal dari tumpukan kayu pemakaman bintang leluhur besar-besaran. Supernova Tipe Ia adalah sisa-sisa bencana dari bintang-bintang kecil, seperti Matahari kita, yang telah lenyap menjadi sejenis peninggalan bintang padat yang disebut kurcaci putih. Matahari kita tidak akan pernah binasa dalam keindahan mengerikan yang lahir dari ledakan Tipe Ia. Ini karena Matahari kita adalah Bintang yang soliter. Namun, ketika bintang-bintang kecil dari massa Matahari kita tinggal dalam sistem biner dengan bintang lain yang masih hidup, itu adalah pesta yang siap terjadi. Jika kerdil putih yang lebat dan mirip vampir tanpa henti menghisap materi bintangnya, ia membayar kejahatannya dengan "bersikap kritis." Yakni, kurcaci putih pembunuh mencuri cukup banyak massa dari rekannya untuk mendapatkan massa kritis untuk meledakkan dirinya sendiri - seperti kerabat bintang yang lebih masif. Atau, supernova Tipe Ia juga dapat terjadi ketika duo kerdil putih, yang menyusun sistem biner, meledak menjadi satu sama lain. Ketika ini terjadi, itu juga menghasilkan ledakan supernova Tipe Ia yang mengerikan.

Menyatukan bagaimana masing-masing tipe supernova ini (Tipe II, Tipe Ib, Tipe Ia, dan Tipe Ic) terjadi memberikan pemahaman yang sangat meningkat tentang bagaimana bintang-bintang paling masif di Semesta berevolusi.

Mengungkap Progenitor Stellar yang Elusif dan Terkutuk

"Tipe Ic supernova terjadi pada bintang-bintang yang paling masif. Tapi kami terkejut dengan betapa masifnya yang satu ini tampaknya, dan terutama oleh kemungkinan sistem bintang ganda masif sebagai nenek moyang. Meskipun teori telah ada selama tiga dekade terakhir bahwa Jenis Ic supernova dapat menjadi ledakan bintang tunggal yang sangat masif, alternatif, teori yang lebih baru menunjuk pada bintang dengan massa lebih rendah dalam sistem biner sebagai asal dari ledakan ini, "Dr. Van Dyk menjelaskan dalam Siaran Pers Caltech 15 November 2018 .

Tipe Ib dan Tipe Ic berbeda dari Tipe II karena nenek moyang bintang mereka kehilangan selubung luar dari bahan yang mengelilingi inti pusatnya sebelum menjadi supernova. Tipe Ib dan Ic sedikit berbeda satu sama lain dalam komposisi kimianya.bang hitam massa bintang.

"Asal-usul ledakan semacam itu relevan dengan seluruh komunitas astronomi, bukan hanya peneliti supernova. Hasilnya memiliki implikasi pada ide-ide mulai dari pembentukan bintang hingga evolusi bintang dan umpan balik ke galaksi," komentar Dr. Ori Fox pada 15 November 2018 Caltech Jumpa pers. Fox adalah Ilmuwan Pendukung di Space Telescope Science Institute (STScI) di Baltimore, Maryland.

Dr. van Dyk terus mencatat dalam Siaran Pers yang sama bahwa "Para astronom telah berusaha menemukan leluhur ini selama sekitar 20 tahun. Manusia tidak akan berada di sini tanpa supernova - mereka membuat unsur-unsur kimia dari mana kita dibuat."

Para astronom juga berkomentar bahwa mereka harus dapat mengkonfirmasi dengan pasti apakah mereka telah mengidentifikasi nenek moyang yang tepat untuk ledakan Tipe Ic dalam beberapa tahun, menggunakan Hubble atau James Webb Space Telescope yang akan datang, direncanakan akan diluncurkan pada tahun 2021. Ketika supernova meredup seperti yang diperkirakan, para astronom akan memiliki pandangan yang lebih jelas tentang daerah di sekitarnya. Jika kandidat nenek moyang bercahaya diidentifikasi dengan benar dalam gambar arsip, maka itu akan menghilang dan tidak terdeteksi di gambar baru. Jika para ilmuwan masih melihat calon leluhur, itu berarti itu salah diidentifikasi dan beberapa bintang tersembunyi lainnya adalah penyebab sebenarnya di balik ledakan dahsyat itu.

Dalam Memory of Mark.

Judith E. Braffman-Miller adalah seorang penulis dan astronom yang artikelnya telah diterbitkan sejak 1981 di berbagai majalah, surat kabar, dan jurnal. Meskipun dia telah menulis tentang berbagai topik, dia sangat suka menulis tentang astronomi karena itu memberinya kesempatan untuk berkomunikasi dengan orang lain beberapa dari banyak keajaiban di bidangnya. Buku pertamanya, "Wisps, Ashes, and Smoke," akan segera diterbitkan.

Share this post