Fitur Tidak Biasa di Sekitar Bintang Neutron

Emisi cahaya inframerah aneh yang berasal dari sebuah bintang neutron terdekat, terdeteksi oleh Teleskop Antariksa Hubble NASA, sekaligus mengungkap fitur-fitur baru di sekitar bintang neutron. Salah satunya adalah cakram berdebu yang mengelilingi bintang neutron, termasuk angin energik dari cakram berdebu ini.

Meskipun bintang neutron cenderung dipelajari dalam spektrum gelombang radio dan emisi berenergi tinggi, seperti sinar-X, namun penelitian terbaru justru menunjukkan bagaimana informasi baru yang menarik terkait bintang neutron, juga bisa diperoleh dengan mempelajarinya dalam spektrum cahaya inframerah, menurut para peneliti.

Observasi yang dilakukan oleh tim peneliti dari Universitas Negeri Pennsylvania, Universitas Park di Pennsylvania, Universitas Sabanci di Istanbul, Turki, dan Universitas Arizona di Tucson, Arizona, dapat membantu para astronom untuk lebih memahami evolusi bintang neutron. Bintang neutron adalah objek kosmik yang sangat padat, sisa-sisa dari sebuah bintang masif yang memicu ledakan dahsyat supernova. Jika berotasi sangat cepat, bintang neutron disebut pulsar yang menghasilkan emisi variabel waktu dari wilayah yang memancarkan cahaya. Pulsar biasanya berotasi dalam hitungan desimal detik, namun bintang neutron dalam studi kali ini berotasi setiap 11 detik.

Animasi yang menggambarkan bintang neutron RX J0806.4-4123 dengan cakram debu hangat yang menghasilkan emisi inframerah, sebagaimana dideteksi oleh Hubble. Cakram tidak dapat dicitrakan secara langsung, tetapi salah satu cara untuk menjelaskan data emisi inframerah darinya adalah melalui struktur cakram hipotesis seluas 18 miliar mil. Cakram adalah material yang dihasilkan dari ledakan supernova, yang mengarah kembali ke bintang neutron itu sendiri.
Kredit: NASA, ESA, dan N. Tr’Ehnl (Universitas Negeri Pennsylvania)

Makalah ilmiah yang menjelaskan hasil penelitian telah dipublikasikan di Astrophysical Journal edisi 17/09/18.

“Bintang neutron istimewa ini adalah salah satu anggota dari tujuh pulsar sinar-X terdekat, yang dijuluki ‘Magnificent Seven’. Suhu mereka juga lebih panas dibandingkan objek kosmik sejenis,” kata penulis utama makalah ilmiah Bettina Posselt dari Universitas Negeri Pennsylvania. “Kami mengamati area luas emisi inframerah sekitar 18 miliar mil di sekitar bintang neutron ini.”

RX J0806.4-4123 adalah bintang neutron pertama yang perluasan sinyalnya hanya terlihat dalam cahaya inframerah. Para peneliti menggagas dua teori untuk menjelaskan perluasan sinyal inframerah yang diamati oleh Hubble. Pertama adalah cakram material yang mengelilingi pulsar yang sebagian besar terdiri dari debu.

“Kami menggagas teori material ‘fallback disk’ yang bersatu di sekitar bintang neutron setelah supernova,” ujar Posselt. “Cakram semacam itu dihasilkan oleh material dari bintang masif sebelum meledak. Interaksi antara cakram material dengan bintang neutron dapat memanaskan pulsar dan memperlambat rotasi. Jika dikonfirmasi sebagai supernova fallback disk, hasil studi berpotensi mengubah pemahaman kita tentang evolusi bintang neutron.”

Sedangkan teori kedua yang dapat menjelaskan perluasan sinyal emisi inframerah dari bintang neutron adalah “nebula angin pulsar”.

Ilustrasi nebula angin pulsar yang dihasilkan oleh interaksi antara partikel yang keluar dari bintang neutron dengan material gas di medium antarbintang yang ditarik oleh bintang neutron. Nebula angin pulsar yang hanya terdeteksi dalam spektrum inframerah dianggap anomali, karena menyiratkan energi yang agak rendah dari partikel yang terakselerasi oleh medan magnet kuat pulsar. Model hipotesis ini digagas untuk menjelaskan emisi inframerah aneh dari bintang neutron yang dideteksi oleh Hubble.
Kredit: NASA, ESA, dan N. Tr’Ehnl (Universitas Negeri Pennsylvania)

“Nebula angin pulsar adalah fenomena yang hanya dapat terjadi jika ada angin pulsar yang bersumber dari bintang neutron,” Posselt menjelaskan. “Angin pulsar dihasilkan oleh partikel yang terakselerasi di dalam medan listrik karena rotasi cepat dan medan magnet kuat bintang neutron. Ketika bintang neutron bergerak melalui medium antarbintang melampaui kecepatan suara, guncangan dapat terbentuk di lokasi interaksi antara medium antarbintang dengan angin pulsar. Partikel yang terguncang memancarkan radiasi sinkrotron, menyebabkan perluasan sinyal inframerah yang dideteksi Hubble. Biasanya angin nebula pulsar terlihat pada spektrum sinar-X, berarti nebula angin pulsar yang hanya terdeteksi dalam spektrum inframerah tergolong sangat unik dan menarik.”

Menggunakan Teleskop Antariksa James Webb NASA yang akan segera diluncurkan, para astronom berharap dapat mengeksplorasi penemuan terbaru ini untuk lebih memahami evolusi bintang neutron.

Selain Posselt, tim peneliti termasuk George Pavlov dan Kevin Luhman dari Universitas Negeri Pennsylvania; Ünal Ertan dan Sirin Çaliskan dari Universitas Sabanci; dan Christina Williams dari Universitas Arizona. Penelitian didukung oleh NASA, Dewan Penelitian Ilmiah dan Teknologi Turki, Yayasan Sains Nasional Amerika Serikat, Penn State Eberly College of Science dan Pennsylvania Space Grant Consortium.

Ditulis oleh: Staf www.nasa.gov, editor: Karl Hille

Sumber: Hubble Uncovers Never-Before-Seen Features Around a Neutron Star

#terimakasihgoogle dan #terimakasihnasa