Simulasi Tabrakan Antara Lubang Hitam dengan Bintang Neutron

Ketika lubang hitam dan bintang neutron bertabrakan, fenomena langit dahsyat ini mungkin akan menghujani kosmos dengan logam mulia seperti emas dan platinum, sembari memuntahkan elemen radioaktif.

Para astronom melihatnya dalam sebuah simulasi komputer untuk mempelajari apa yang akan terjadi ketika dua objek kosmik paling padat di alam semesta bergabung. Mereka berharap dapat memprediksi apa saja yang akan dihasilkan oleh fenomena ini, sekaligus membantu para ilmuwan untuk menemukan petunjuk nyata saat memindai langit, serta untuk lebih memahami peran yang dimainkan oleh bintang neutron di alam semesta.

Sebelum tabrakan antara lubang hitam dan bintang neutron terjadi, pertama-tama harus dimulai dengan ledakan besar terlebih dahulu. Bintang neutron adalah sisa dari bintang masif tua yang memicu ledakan supernova, salah satu jenis ledakan terbesar di alam semesta. Inti bintang masif yang tertinggal setelah supernova, itulah bintang neutron. Ada juga kemungkinan bintang neutron runtuh dan menjadi lubang hitam. Bagaimanapun juga, bintang neutron dan lubang hitam sungguh objek kosmik yang luar biasa padat, dengan massa yang dimampatkan dalam volume ruang relatif kecil. Saat mereka bergabung, tentu saja akan sangat hebat.

Tim astronom internasional dari berbagai negara merinci temuan mereka dalam dua makalah di jurnal Classical and Quantum Gravity. Makalah pertama memusatkan perhatian pada apa yang akan terjadi selama milidetik pertama setelah tabrakan, sementara makalah kedua menjelaskan apa yang akan mengikuti saat material terhempas dan segera membentuk cakram di sekitar lokasi benturan.

Gambar dari simulasi komputer ini menunjukkan tabrakan antara bintang neutron dan lubang hitam, dengan material cakram terbentuk di sekitar lubang hitam yang lebih besar.
Foto: Classical and Quantum Gravity.

Hasil simulasi bervariasi dan berulang kali menunjukkan lubang hitam yang menghisap habis bintang neutron. Sedangkan hasil simulasi lainnya menunjukkan lubang hitam setelah “menyantap” bintang neutron, “bersendawa” dan mengeluarkan berbagai material, sebagaimana dilaporkan oleh Department of Energy's Lawrence Berkeley National Laboratory. Ketika kedua objek menggabungkan kekuatan, mereka berubah menjadi satu lubang hitam yang lebih besar, dan monster tersebut tak segan untuk “memakan” kembali beberapa material yang telah dimuntahkan, atau meninggalkan beberapa material radioaktif di lokasi tabrakan, yaitu sebuah lingkaran halo berbentuk donat yang sangat padat dan tipis yang menyebar dengan cepat.

Elemen-elemen berat kemungkinan ada pada materi yang dilontarkan, termasuk unsur emas, platinum dan bahan radioaktif.

Menurut laboratorium, tujuan simulasi tak sekadar menciptakan citra mengerikan dari fenomena benturan dahsyat. Simulasi juga diarahkan untuk membantu mendeteksi gelombang gravitasi, yakni gangguan pada jalinan ruang dan waktu yang berasal dari peristiwa ganas tabrakan, sehingga para ilmuwan telah memiliki informasi jika suatu hari menyaksikan peristiwa yang sebenarnya dan belajar lebih banyak tentang alam semesta kita. Gelombang gravitasi baru-baru ini ditemukan terkait dengan dua lubang hitam yang saling bertabrakan, meskipun benturan antara lubang hitam dan bintang neutron tidak akan menciptakan gelombang gravitasi sekuat itu.

"Kami mencoba untuk maju lebih jauh dengan membuat mode sinyal gelombang gravitasi yang dihasilkan oleh penggabungan ini," kata ilmuwan Francois Foucart dalam sebuah pernyataan mewakili laboratorium.

Hasil studi juga menawarkan wawasan tentang pancaran sinar gamma dan material radioaktif yang mungkin dapat diamati teleskop saat memindai langit. Laboratorium menambahkan, mengamati materi yang dimuntahkan dalam simulasi, termasuk kecepatan, ukuran dan komposisi, akan membantu para astronom yang sedang mencari peristiwa nyata serupa di alam semesta untuk diobservasi.

Bintang neutron juga cukup misterius, dan pemahaman tentang bagaimana ia terbelah ketika bertabrakan dengan lubang hitam, dapat memberikan para ilmuwan sebuah jendela untuk mengintip ke dalam strukturnya.

"Dengan model yang disempurnakan," ilmuwan Daniel Kasen mengatakan dalam sebuah pernyataan, "kita dapat menyediakan informasi kepada para pengamat tentang kilatan cahaya sebagai sinyal yang sedang mereka cari."

Sumber: Scientists Watch A Black Hole Collide With A Neutron Star

#terimakasihgoogle