 |
| Kredit gambar: Sinar-X: NASA/CXC/Universitas Sains dan Teknologi China/Y. Xue dkk; Optik: NASA/STScI |
Letusan
terang sinar-X ditemukan oleh Observatorium Antariksa Sinar-X Chandra NASA di galaksi yang terletak 6,6 miliar tahun cahaya dari Bumi.
Letusan ini bisa mengisyaratkan fenomena penggabungan antara dua bintang
neutron yang dapat memberikan wawasan baru kepada para astronom tentang
bagaimana bintang neutron tercipta.
Ketika
dua bintang neutron bergabung, mereka menghasilkan berkas sempit (jet) berenergi
tinggi yang disemburkan ke arah yang berlawanan. Jika jet mengarah
sepanjang garis pandang ke Bumi, maka kilatan atau letusan sinar gamma dapat
dideteksi. Jika jet tidak mengarah ke kita, maka dibutuhkan sinyal yang berbeda untuk mengidentifikasi fenomena penggabungan.
Deteksi
gelombang gravitasi --riak-riak pada jalinan ruang dan waktu-- adalah salah satu sinyal
tersebut. Sekarang, melalui observasi letusan terang sinar-X, para astronom justru menemukan sinyal yang sama sekali berbeda dan menduga dua bintang neutron tersebut mungkin bergabung untuk membentuk bintang
neutron tunggal baru yang lebih masif dan berotasi sangat cepat dengan medan magnet
yang luar biasa kuat atau pulsar.
"Kami
telah menemukan cara yang benar-benar baru untuk mengamati fenomena penggabungan
bintang neutron,” ungkap penulis utama makalah ilmiah Yongquan Xue dari Universitas Sains dan Teknologi Cina. “Perilaku sumber sinar-X ini
sesuai dengan prediksi kami untuk fenomena semacam ini.”
Chandra
mengamati sumber letusan terang sinar-X yang diberi kode XT2, tiba-tiba
muncul dan memudar sekitar tujuh jam kemudian. Sumber XT2 ditemukan di Deep Field-South Chandra, gambar sinar-X
paling tajam dari hampir selama 12 minggu total waktu observasi Chandra dan
diambil pada berbagai interval selama beberapa tahun. Sumber terdeteksi pada
tanggal 22 Maret 2015 dan ditemukan melalui analisis arsip data.
“Penemuan
XT2 yang tidak disengaja ini memperkuat kasus lain, produktivitas alam ternyata berulang kali melampaui imajinasi manusia," jelas rekan penulis makalah ilmiah Niel Brandt dan peneliti
utama Chandra Deep Field-South dari
Universitas Negeri Pennsylvania.
Para
peneliti mengidentifikasi lokasi XT2 dengan mempelajari variasi
sinar-X berdasarkan waktu dan membandingkannya dengan prediksi yang dibuat pada
tahun 2013 oleh Bing Zhang dari Universitas Nevada di Las Vegas. Sinar-X
menunjukkan karakteristik yang konsisten dengan prediksi magnetar (bintang paling magnetik di alam semesta) yang
baru terbentuk, yaitu bintang neutron yang berotasi ratusan kali per detik
dengan medan magnet hingga satu kuadrilion kali medan magnet Bumi.
Tim
memperkirakan magnetar kehilangan energi dalam bentuk angin emisi sinar-X yang
memperlambat laju rotasi ketika sumber memudar. Jumlah emisi sinar-X tetap
konstan dalam skala kecerahan selama sekitar 30 menit, kemudian skala kecerahannya
menurun sebanyak 300 faktor selama 6,5 jam, sebelum akhirnya tidak terdeteksi.
Indikasi ini menunjukkan fenomena penggabungan dua bintang neutron telah
menciptakan bintang neutron tunggal baru yang lebih masif.
Hasil
studi ini dianggap penting karena memberikan para astronom kesempatan untuk
mempelajari struktur interior bintang neutron, objek kosmik sangat padat kedua di alam semesta setelah lubang hitam.
“Kita
tidak bisa mengujinya di laboratorium, jadi
kita hanya bisa menunggu alam melakukannya,” Zhang menambahkan. “Jika dua bintang
neutron bergabung untuk menciptakan bintang neutron tunggal masif dan mampu
bertahan untuk tidak runtuh menjadi lubang hitam, mereka seolah memberi tahu kita struktur bintang neuton sangat padat namun elastis.”
Penggabungan
bintang neutron menonjol dalam pemberitaan sejak advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) mendeteksi gelombang gravitasi pada
tahun 2017. Sumber gelombang gravitasi yang diberi kode GW170817,
menghasilkan letusan sinar gamma dan radiasi cahaya yang dideteksi oleh
banyak teleskop, termasuk Chandra. Tim ilmuwan yang dipimpin Xue menduga XT2
adalah sumber gelombang gravitasi yang terjadi sebelum Advanced LIGO melakukan observasi pertamanya dan terlalu jauh
untuk dideteksi.
Tim
juga mempertimbangkan apakah XT2 disebabkan oleh sebuah bintang
masif yang runtuh, bukannya penggabungan bintang neutron. Lokasi XT2 ada di pinggir galaksi
induk, yang konsisten dengan gagasan ledakan dahsyat supernova yang menghasilkan
bintang-bintang neutron menjauhkan mereka dari pusat galaksi beberapa miliar
tahun yang lalu.
Galaksi
induk XT2 sendiri juga memiliki karakteristik tertentu --termasuk rendahnya laju
pembentukan bintang dibandingkan galaksi lain dengan massa yang setara--
yang jauh lebih konsisten dengan tipe galaksi di mana penggabungan dua bintang
neutron diperkirakan akan berlangsung. Usia bintang relatif masih
sangat muda dan terkait dengan tingginya laju pembentukan bintang.
“Sifat
galaksi induk XT2 meningkatkan kepercayaan diri kami untuk menjelaskan
asal usulnya,” kata rekan penulis makalah ilmiah Ye Li dari Universitas Peking.
Tim ilmuwan memperkirakan
tingkat fenomena seperti XT2 konsisten dengan dengan tingkat yang
disimpulkan dari deteksi GW170817. Namun, kedua perkiraan tersebut sangat labil
karena hanya bergantung pada pendeteksian satu objek dan memerlukan lebih
banyak sampel.
“Kami
sudah memulai menganalisis data Chandra lainnya untuk melihat apakah ada sumber yang
serupa,” pungkas rekan penulis makalah ilmiah Xuechen Zheng dari Universitas
Sains dan Teknologi Cina. “Sama seperti sumber ini, data yang tersimpan di
arsip Chandra tentunya mengandung harta karun yang berharga.”
Makalah ilmiah yang merinci penemuan telah dipublikasikan di jurnal Nature edisi 11
April.
Pusat
Penerbangan Antariksa Marshall NASA di Huntsville, Alabama, mengelola program
Chandra untuk Direktorat Misi Sains NASA di Washington. Observatorium
Astrofisika Smithsonian di Cambridge, Massachusetts, mengendalikan sains dan
operasi penerbangan Chandra.
Ditulis
oleh: Staf www.nasa.gov, editor: Lee Mohon
Komentar
Posting Komentar