Para
astronom telah mendeteksi ledakan terang sinar-X dari sebuah bintang
di galaksi satelit Awan Magellan Kecil yang terletak hampir
200.000 tahun cahaya dari Bumi. Kombinasi data panjang
gelombang sinar-X dan cahaya kasat mata, mengungkap radiasi sinar-X yang berumber dari sebuah bintang tipe katai putih unik dengan laju pertumbuhan tercepat yang pernah diamati.
Dalam
beberapa miliar tahun, Matahari kita juga akan mengkonsumsi seluruh bahan bakar untuk aktivitas fusi nuklir dan menyusut untuk menjadi katai putih redup yang berukuran lebih kecil, hanya setara Bumi. Meskipun berukuran kecil, massa yang dimiliki tetap setara dengan massa Matahari saat ini, namun
dimampatkan dalam volume yang jauh lebih kecil, sehingga gaya gravitasi di
permukaan katai putih ratusan ribu kali lebih kuat daripada
gravitasi Bumi.
Tidak
seperti Matahari, sebagian besar bintang, termasuk katai putih, bukanlah sistem tunggal, tetapi menjadi bagian dari pasangan yang disebut sistem biner. Jika jarak sepasang bintang dalam sistem biner cukup dekat, gaya gravitasi dari bintang katai putih akan menarik material dari bintang pendamping.
Studi terbaru yang menganalisis data dari Observatorium Sinar-X
Chandra NASA dan Observatorium Neil Gehrels Swift NASA, telah melaporkan
penemuan emisi sinar-X dari sistem biner yang salah satunya adalah
bintang katai putih ASASSN-16oh. Penemuan melibatkan deteksi sinar-X berenergi rendah yang kerap disebut “soft” oleh para astronom, yang dihasilkan oleh partikel gas dengan suhu beberapa ratus ribu derajat. Sebaliknya, sinar-X berenergi tinggi cenderung mengungkap fenomena pada suhu puluhan juta derajat. Emisi sinar-X ASASSN-16oh jauh lebih terang daripada sinar-X soft yang dihasilkan oleh atmosfer bintang normal, sekaligus menempatkannya ke dalam kategori khusus sumber sinar-X supersoft.
Selama
bertahun-tahun, para astronom menduga emisi sinar-X supersoft yang bersumber dari bintang-bintang tipe katai putih dihasilkan oleh
fusi nuklir di lapisan hidrogen panas yang padat dan di bagian inti helium. Material
volatil ini terakumulasi dari material bintang pendamping ke permukaan katai
putih dan menyebabkan ledakan fusi nuklir seperti bom hidrogen.
Namun ASASSN-16oh justru menampilkan menunjukkan cerita yang berbeda. Sistem biner ini pertama kali
ditemukan oleh All-Sky Automated Survey
for Supernovae (ASASSN), jajaran 20 teleskop optik yang tersebar
di seluruh dunia yang secara otomatis mensurvei seluruh langit setiap malam untuk menemukan supernova dan fenomena kosmik lainnya. Para astronom
kemudian memanfaatkan Chandra dan Swift untuk mendeteksi emisi sinar-X supersoft.
“Di
masa lalu, seluruh sumber supersoft
telah dikaitkan dengan terjadinya fusi nuklir di permukaan bintang katai putih,”
kata Tom Maccarone, penulis utama makalah ilmiah dan seorang profesor di
Departemen Teknik Fisika dan Astronomi Texas yang bertanggung jawab atas studi terbaru
ini, dan telah mempublikasikan makalah hasil studi di jurnal Nature Astronomy.
Jika
fusi nuklir adalah penyebab sinar-X supersoft dari ASASSN-16oh, seharusnya
dimulai dengan ledakan terlebih dahulu, demikian pula dengan emisi yang seharusnya berasal dari seluruh
permukaan katai putih. Namun deteksi dalam panjang gelombang cahaya kasat mata tidak menunjukkan peningkatan cepat yang disebabkan oleh ledakan, dan
data Chandra menunjukkan emisi justru berasal dari sebuah wilayah yang lebih
kecil di permukaan katai putih. Sumbernya juga seratus kali lebih redup
dalam cahaya kasat mata daripada bintang katai putih lainnya yang melakukan aktivitas proses fusi
di permukaan. Observasi ini dan kurangnya bukti untuk partikel gas
yang mengalir menjauh dari bintang katai putih, memberikan argumen kuat
terhadap aktivitas fusi di katai putih.
Karena
tidak ditemukan tanda-tanda aktivitas fusi nuklir, tim menyajikan skenario yang
berbeda. Seperti halnya penjelasan karena fusi, bintang katai putih itu mungkin menarik
partikel gas dari bintang pendamping tipe raksasa merah. Dalam proses yang
disebut akresi, partikel gas ditarik ke sebuah piringan besar di sekitar katai putih, kemudian suhunya memanas karena jatuh ke arah katai putih, seperti yang ditunjukkan dalam ilustrasi di atas. Partikel gas kemudian jatuh ke katai putih, menghasilkan sinar-X di sepanjang cakram, sementara cakram melakukan
kontak dengan bintang. Tingkat aliran materi dalam jumlah besar melalui cakram juga bervariasi.
Ketika material mulai mengalir lebih cepat, skala kecerahan sinar-X juga meningkat.
“Pengalihan
massa berlangsung pada tingkat yang lebih tinggi daripada di sistem biner lain yang pernah kami temukan,” tambah Maccarone.
Jika
terus bertambah besar, katai putih dapat melebihi batasan massa dan runtuh setelah memicu ledakan supernova Tipe Ia, fenomena kosmik yang kerap dimanfaatkan untuk menentukan laju ekspansi kosmos. Tim menganalisis masa ASASSN-16oh
sudah hampir melewati ambang batas, mungkin dalam waktu relatif dekat akan memicu ledakan supernova.
“Hasil
yang kami peroleh bertentangan dengan konsensus selama beberapa dekade tentang
bagaimana emisi sinar-X supersoft katai putih diproduksi,” pungkas rekan penulis makalah ilmiah Thomas Nelson dari Universitas Pittsburgh. “Sekarang kita mengetahui emisi emisi
sinar-X dapat dihasilkan dari dua cara yang berbeda: dengan fusi nuklir atau
dengan akresi materi dari bintang pendamping.”
Tim melibatkan para ilmuwan dari Texas A&M University, Pusat
Penerbangan Antariksa Goddard NASA, Universitas Southampton, University of the Free State in the Republic
of South Africa, Observatorium Astronomi Afrika Selatan, Universitas Negeri
Michigan, Universitas Negeri New Jersey, Observatorium Universitas Warsawa,
Universitas Negeri Ohio dan Universitas Warwick.
Pusat
Penerbangan Antariksa Marshall NASA di Huntsville, Alabama, mengelola program
Chandra untuk Direktorat Misi Sains NASA di Washington. Observatorium
Astrofisika Smithsonian di Cambridge, Massachusetts, mengontrol sains dan
operasi penerbangan Chandra.
Ditulis
oleh: Staf www.nasa.gov,editor: Lee Mohon
Komentar
Posting Komentar