Messier 14, Gugus Bintang Globular Lokasi Peristiwa Nova Langka

Kredit: NASA, ESA, STScI dan F. Ferraro (Universita di Bologna)

Ditemukan oleh Charles Messier pada tahun 1764, gugus bintang globular Messier 14 (NGC 6402) adalah rumah bagi lebih dari 150.000 bintang dengan magnitudo semu 8,3. Terletak 29.000 tahun cahaya dari Bumi di rasi Ophiuchus, Messier 14 paling ideal diamati selama bulan Juli menggunakan teleskop.

Pada musim panas tahun 1938, fenomena langka nova terjadi di Messier 14. Nova adalah sebuah ledakan bintang yang terjadi secara tiba-tiba dan menyebabkan skala kecerahan bintang meningkat 10.000 kali lipat hanya dalam waktu beberapa hari. Selama beberapa bulan berikutnya ledakan memudar dan kecerahan bintang akan kembali normal seperti semula. Beberapa ledakan nova terjadi secara berulang dengan selisih waktu beberapa dekade.

Gambar Messier 14 ini diambil dalam spektrum cahaya kasat mata dan inframerah oleh Teleskop Antariksa Hubble NASA. Tangga hitam pada gambar adalah tata letak kamera yang terdiri dari empat detektor cahaya. Resolusi salah satu detektor lebih tajam, namun bidang pandangnya lebih sempit dibandingkan tiga detektor lainnya. Karena tidak bisa menjangkau area yang setara, detektor resolusi tinggi justru menghasilkan warna hitam di tepi gambar ketika digabungkan dengan gambar dari ketiga detektor lainnya.

Hubble Mencari Nova Bersejarah di Messier 14

Kredit: NASA, ESA, dan STScI

Hubble telah menyelesaikan tahap pertama investigasi detektif kosmik dalam kasus sebuah nova yang meledak setengah abad lalu. Bagaikan mencari jarum di tumpukan jerami, Hubble telah membawa para astronom ke wilayah padat gugus bintang globular Messier 14.

Bruce Margon, Scott Anderson, (Universitas Washington) dan Ronald Downes (Universitas California) menggunakan Faint Object Camera (FOC) Badan Antariksa Eropa (ESA) yang dipasang di Hubble untuk mempelajari wilayah langit bertabur bintang yang menjadi lokasi nova. Galeri gambar yang terkumpul digunakan untuk mendukung observasi tindak lanjut oleh Investigation Definition Team Faint Object Spectrograph (FOS) yang dipimpin Richard Harms dari Applied Research Corporation. Tim FOS telah mempersiapkan diri selama lebih dari satu dekade untuk memperoleh gambar dan spektrum dari wilayah ini demi mempelajari fenomena nova secara rinci.

“Hasil penelitian sangat memuaskan, tak sekadar menemukan lokasi bekas nova, tetapi juga sebagai pratinjau operasional kamera Hubble di wilayah kosmik padat dan redup seperti gugus bintang globular,” ungkap Margon.

Nova adalah ledakan bintang yang terjadi secara tiba-tiba dan menyebabkan skala kecerahan bintang meningkat 10.000 kali lipat dalam waktu beberapa hari. Selama beberapa bulan berikutnya ledakan memudar dan kecerahan bintang akan kembali normal seperti semula. Beberapa ledakan nova terjadi secara berulang dengan selisih waktu beberapa dekade.

Selama lebih dari dua dekade, para astronom telah mencari nova di Messier 14 yang dianggap sebagai fenomena langka di gugus bintang globular. Namun bintang pemicu nova tinggal di lingkungan yang begitu padat. “Untuk memecahkan kasus ini, dibutuhkan pencitraan dan spekstroskopi tangguh Hubble,” tambah Margon.

Gambar FOC mumpuni untuk memisahkan ratusan bintang di wilayah kecil gugus. Gambar FOC dengan mudah menyelesaikan lima bintang di lokasi nova berlangsung. Hanya satu dari lima bintang ini yang mungkin adalah bintang nova lama, meskipun terlalu redup untuk diamati.

“Dari tahap awal analisis kita telah memperoleh banyak informasi,” tutur Margon. “Kecerahan sisa-sisa nova sudah sangat berkurang daripada analisis obervasi berbasis darat dan sekarang kami hanya harus menghitung setidaknya dari lima bintang.”

Teori fenomena nova yang paling banyak diterima, meyakini nova adalah dua bintang biner orbit rapat yang saling terkunci secara gravitasi. Pasangan biner terdiri dari bintang tipe Matahari dan katai putih (inti padat dari bintang yang telah meledak). Gaya gravitasi katai putih melucuti lapisan terluar gas hidrogen bintang normal ke permukaan katai putih yang secara bertahap mengakumulasi hidrogen.

Akhirnya suhu dan kepadatan hidrogen di dalam cangkang katai putih memicu ledakan gas hidroen dalam proses termonuklir (bom hidrogen masif). Pelepasan energi eksplosif menjelaskan peningkatan skala kecerahan yang terjadi secara tiba-tiba, karena cangkang katai putih terlepas dengan kecepatan ribuan kilometer per detik.

Kebanyakan nova yang pernah didokumentasikan terjadi di galaksi Bima Sakti. Hanya dua kali dalam sejarah astronomi, nova diamati terjadi di gugus bintang globular, ikatan ratusan ribu bintang yang terikat secara gravitasi dan menyusun struktur menyerupai bola. Nova pertama di gugus bintang globular diamati di Messier 80 (rasi Scorpius) pada tahun 1860. Karena terjadi sebelum era fotografi astronomi, fenomena nova Messier 80 hanya dipelajari secara visual, sehingga tidak ada catatan kuantitatif yang tersedia.

Adapun nova yang menjadi target Hubble, secara tidak sengaja difoto pada tahun 1938 menggunakan teleskop 72-inci Observatorium David Dunlap di Toronto Kanada. Namun fenomena langka ini baru disadari 25 tahun kemudian. Pada tahun 1963, Amelia Wehlau (dari Observatorium David Dunlap) mempelajari pelat foto gugus bintang globular Messier 14 yang dikumpulkan selama tiga dekade.

Nova diduga meledak pada bulan Mei 1983 dan pada tahun 1939 nova telah menghilang karena tertutup ribuan bintang yang lebih terang di Messier 14.

Dalam serangkaian osbervasi selama beberapa tahun terakhir, Michael Shara dari Space Telescope Science Institute dan para kolega memperoleh gambar tajam spektrum area berbasis darat menggunakan teleskop di Chili dan Hawaii. Para peneliti menduga gambar redup di dekat lokasi nova 1938 mungkin adalah quiescent nova yang bintangnya kembali ke keadaan normal sebagai sistem biner.

Hanya beberapa bintang biner yang pernah diamati di gugus bintang globular karena memang sulit dideteksi. Dibandingkan di wilayah langit lain, sistem biner di gugus bintang globular lebih sulit dideteksi. Jika sejumlah kecil sistem biner memang ada di dalam gugus globular, secara teori mereka dapat memengaruhi pergerakan bintang-bintang lain.

Langkah selanjutnya dalam menentukan lokasi nova membutuhkan analisis terperinci dari data FOC untuk mengidentifikasi kandidat nova yang sebenarnya. Karena gambar diperoleh dalam dua warna yang berbeda, para astronom dapat mencarinya dalam bidang pandang untuk menemukan objek dengan warna yang tidak biasa daripada ratusan bintang lain di sekitarnya. Variasi warna tipikal semacam itu adalah salah satu karakteristik nova lama. Meskipun dua dari lima kandidat bintang tampaknya mempunyai warna yang agak aneh, namun tidak terlalu mencolok. Apakah akan menjadi fenomena nova tipe khusus, misalnya nova lama di gugus bintang globular cenderung berbeda daripada nova yang terjadi di luar gugus, masih harus ditentukan.

Investigasi detektif kosmik tindak lanjut membutuhkan spektrum bintang untuk mendeteksi “tanda tangan” spektral nova. Tugas yang berat bagi observasi berbasis darat, mengingat ada begitu banyak kerumunan bintang yang tidak terkait, tetapi seharusnya bisa diatasi oleh Faint Object Spectrograph Hubble.

Bagan bintang Messier 14 ini mewakili pemandangan dari garis lintang utara-tengah untuk bulan dan waktu tertentu.
Kredit: Image courtesy of Stellarium

Ditulis oleh: Staf www.nasa.gov, editor: Rob Garner

Sumber: Messier 14 dan Hubble Space Telescope Searches For a Historic Nova in GlobularCluster M14

• Objek Messier berikutnya: Messier 15, Gugus Bintang Globular Purba Misterius
• Kembali ke Katalog Messier

#terimakasihgoogle dan #terimakasihnasa