Bintang Pengiring yang Tersembunyi Selama 21 Tahun di Supernova IIb

Ilustrasi: NASA, ESA, dan G. Bacon (STScI); Sains: NASA, ESA, dan O. Fox (Universitas California)

Menggunakan Teleskop Antariksa Hubble NASA, satu tim astronom telah menemukan sebuah bintang pengiring untuk tipe supernova langka. Observasi Hubble menegaskan teori ledakan kosmik terdahsyat berasal dari sistem biner (ganda), dengan salah satu bintang memicu terlepasnya massa dari bintang primer yang telah menua.

Inilah deteksi pertama dalam sejarah bagi para astronom yang mampu menempatkan batasan pada sifat alami bintang pengiring kelas supernova langka yang disebut Tipe IIb. Para astronom bisa memprediksi luminositas dan massa bintang yang masih bertahan setelah ledakan supernova dan memperoleh petunjuk tentang kondisi sebelum supernova berlangsung.

“Sistem biner adalah prasyarat bagi bintang primer sebelum memicu ledakan supernova yang melepaskan sebagian besar lapisan hidrogen terlebih dahulu. Kendala terletak pada observasi bintang pengiring biner karena cahayanya relatif sangat redup dibandingkan supernova itu sendiri,” ungkap penanggun jawab studi Ori Fox dari Universitas California (UC) di Berkeley.

Para astronom menduga ledakan supernova terjadi setiap detik di suatu tempat di alam semesta. Namun mereka tidak sepenuhnya memahami proses yang memicu ledakan bintang. Menemukan bintang pengiring menyediakan bukti terkuat untuk berbagai supernova di alam semesta. “Seperti melakukan olah TKP untuk mengidentifikasi perampok,” gurau anggota tim Profesor Alex Filippenko dari UC. “Bintang pengiring mencuri banyak kandungan hidrogen sebelum bintang utama meledak.”

Supernova 1993J di galaksi spiral Messier 81.
Kredit: NASA, ESA, A. Zezas (CfA), dan A. Filippenko (UC Berkeley)

Ledakan supernova terjadi di galaksi Messier 81, yang terletak sekitar 11 juta tahun cahaya dari Bumi di rasi Ursa Mayor (Beruang Besar). Cahaya supernova pertama kali terdeteksi pada tahun 1993 dan diberi kode SN 1993J, sampel terdekat supernova Tipe IIb berdasarkan karakteristik spesifik ledakan. Selama dua dekade terakhir, para astronom telah mencari bintang pengiring yang dianggap menghilang ditelan silau cahaya sisa-sisa ledakan.

Observasi yang digelar pada tahun 2004 menggunakan W.M. Keck Observatory di Mauna Kea, Hawaii, telah menemukan bukti tidak langsung untuk fitur penyerapan spektral yang berasal dari bintang pengiring. Namun karena bidang pandangnya dipenuhi cahaya bintang, para astronom tidak dapat memastikan apakah garis penyerapan spektral berasal dari objek pengiring atau dari bintang lain di sepanjang garis pandang ke SN 1993J. “Sampai sekarang, belum ada yang bisa mendeteksi cahaya bintang secara langsung yang disebut emisi kontinum,” jelas Fox.

Bintang pengiring ternyata sangat panas sehingga sebagian besar kilau emisi kontinum terdeteksi dalam spektrum cahaya ultraviolet (UV) yang hanya bisa dideteksi oleh instrumen di atas atmosfer Bumi. “Kami mendeteksi spektrum UV menggunakan Hubble, bukti meyakinkan tentang kelebihan emisi kontinum UV, bahkan setelah cahaya dari bintang-bintang lain dikurangi," tambah anggota tim Azalee Bostroem Space Telescope Science Institute (STScI) di Baltimore Maryland.

Menjelang akhir masa kehidupannya, sebuah bintang masif yang telah membakar seluruh bahan bakar hidrogen, inti besinya runtuh. Material terluar yang terlepas itulah yang amati sebagai ledakan supernova. Tetapi ada berbagai tipe supernova di alam semesta. Beberapa supernova diduga meledak dari sistem bintang tunggal. Supernova lain diperkirakan muncul dalam sistem biner yang terdiri dari bintang normal dengan bintang katai putih, atau bahkan terdiri atas dua bintang katai putih. Kelas supernova aneh yang disebut Tipe IIb, menggabungkan fitur-fitur dari ledakan supernova dalam sistem biner dengan apa yang terlihat ketika bintang masif tunggal meledak.

SN 1993J dan semua supernova Tipe IIb dianggap aneh karena mereka tidak memiliki sejumlah besar hidrogen di dalam ledakan. Keanehan ini menimbulkan pertanyaan kucni, bagaimana SN 1993J kehilangan hidrogennya? Dalam model supernova Tipe IIb, bintang primer kehilangan sebagian besar lapisan terluar hidrogen karena telah diambil oleh bintang pengiring sebelum meledak, sementara bintang pengiring terus berkobar sebagai bintang helium yang sangat panas.

Ilustrasi skenario supernova tipe IIb SN 1993J Kredit: NASA, ESA dan A. Feild (STScI).

• Panel 1: Dua bintang sangat panas saling mengorbit dalam sistem biner.
• Panel 2: Bintang yang lebih masif berevolusi menjadi raksasa merah dan melepaskan lapisan terluar hidrogen ke bintang pengiring.
• Panel 3: Bintang yang lebih masif memicu ledakan dahsyat supernova.
• Panel 4: Bintang pengiring mampu bertahan di tengah ledakan. Karena mengunci sebagian besar unsur hidrogen dalam sistem biner, bintang pengiring malah terlahir kembali menjadi bintang yang lebih panas dan lebih besar. 

“Ketika pertama kali mengidentifikasi SN 1993J sebagai supernova Tipe IIb, saya berharap suatu hari nanti dapat mendeteksi bintang yang mengiringi bintang utama pemicu supernova,” pungkas Filippenko. “Data terbaru Hubble mewujudkan harapan kami, sekaligus menjadi model terdepan untuk supernova Tipe IIb.”

Tim astronom menggabungkan data berbasis darat untuk cahaya optik (kasat mata) dan gambar dari dua instrumen Hubble untuk mengumpulkan cahaya ultraviolet. Mereka kemudian membangun model spektrum multi-panjang gelombang yang konsisten dengan prediksi cahaya bintang pengiring.

Fox, Filippenko, dan Bostroem mengatakan penelitian tindak lanjut akan mencakup penyempurnaan yang diharapkan mengatasi setiap kendala dan secara definitif menkonfirmasi bintang pengiring benar-benar eksis.

Hasil studi telah diterbitkan di Astrophysical Journal edisi 20 Juli.

Gambar supernova 1993J yang ditangkap instrumen WFC3 Hubble.
Kredit: NASA, ESA

Ditulis oleh: Staf hubblesite.org

Sumber: Hubble Finds Companion Star Hidden For 21 Years in A Supernova's Glare

#terimakasihgoogle