Kalung Permata Kosmik Ledakan Supernova 1987A

Kredit: NASA, ESA, P. Challis dan R. Kirshner (Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian)

Dua dekade lalu, para astronom menjadi saksi dari salah satu fenomena kosmik paling ganas selama lebih dari 400 tahun terakhir. Supernova raksasa 1987A meledak dengan 100 juta kali lipat kekuatan Matahari selama beberapa bulan setelah ditemukan pada tanggal 23 Februari 1987. Observasi SN 1987A oleh Teleskop Antariksa Hubble NASA dan jajaran teleskop berbasis darat lainnya selama 20 tahun terakhir, telah mengubah wawasan para astronom  tentang bagaimana sebuah bintang masif mengakhiri kehidupannya.

Para astronom juga mengakui visi tajam Hubble yang bisa menyediakan petunjuk penting tentang proses kematian bintang masif. Gambar yang diambil oleh Hubble mengungkap sistem tiga cincin supernova, termasuk bintik-bintik terang di cincin terdalam yang mengelilingi bintang setelah meledak. Gelombang kejut material yang dihentakkan oleh ledakan bintang, menerjang wilayah cincin terdalam, untuk selanjutnya memanaskan dan membuatnya bersinar. Cincin supernova yang membentang sekitar satu tahun cahaya, mungkin telah terbentuk sekitar 20.000 tahun sebelum bintang meledak.

“Koleksi gambar resolusi tinggi Hubble membantu kami untuk bertanya sekaligus menjawab pertanyaan baru tentang Supernova 1987A,” ungkap astronom Robert Kirshner dari Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian di Cambridge, Massachusetts. “Sebenarnya, tanpa Hubble kami tidak akan pernah bisa untuk bertanya.”

Kirshner didapuk menjadi penanggung jawab tim kolaborasi internasional untuk mempelajari kehancuran bintang masif tersebut. Mempelajari supernova seperti SN 1987A dianggap penting karena ledakan bintang menciptakan unsur-unsur seperti karbon dan besi, yang membentuk bintang generasi baru, galaksi dan bahkan manusia. Unsur besi dalam darah seseorang, misalnya, diproduksi dalam ledakan supernova. SN 1987A melepaskan zat radioaktif besi setara massa 20.000 Bumi. Inti bintang yang tersisa kini bersinar karena radioaktif titanium yang ‘dimasak’ dalam ledakan.

SN 1987A terletak 163.000 tahun cahaya dari Bumi di galaksi Awan Magellan Besar dan meledak sekitar tahun 161.000 SM, tetapi cahayanya baru tiba di Bumi pada tahun 1987.

Puing-puing cincin terdalam supernova 1987A.
Kredit: NASA, ESA, A. Feild (STScI), P. Challis dan R. Kirshner (Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian)

Kirshner telah memanfaatkan Hubble untuk memonitor fenomena supernova. “Observasi Hubble telah membantu kami menulis ulang buku astronomi tentang ledakan bintang. Kami menemukan fakta kematian bintang yang memicu supernova sebenarnya lebih kompleks dan menarik daripada yang pernah dibayangkan. Ada tiga cincin gas bercahaya misterius dan dampak ledakan dahsyat kuat yang menyusul 20 tahun kemudian.”

Sebelum SN 1987A, para astronom hanya memiliki satu model supernova sederhana, jelas Kirshner. “Kami pikir ledakan bintang akan membentuk struktur spheroid dan kami tidak terlalu memikirkan tentang hembusan gas dari bintang ribuan tahun sebelum meledak. Koyakan memanjang bintang SN 1987A lebih mirip jellybean dibandingkan permen karet bulat, sementara puing-puing material yang bergerak cepat, menerjang gas yang sudah ada di sana ribuan tahun sebelumnya. Siapa yang bisa menebak?”

Hubble bahkan belum diluncurkan saat para astronom pertama kali mengamati supernova pada tahun 1987. Ketika diluncurkan tiga tahun kemudian, para astronom tak membuang waktu untuk segera menggunakan Hubble. Observasi pertama Hubble digelar pada 1990, tahun teleskop antariksa besutan NASA itu diluncurkan. Sejak itu, Hubble telah mengambil ratusan gambar kematian tragis bintang SN 1987A.

Studi Hubble telah mengungkap rincian tentang supernova sebagai berikut: 

1. Struktur cincin bercahaya dengan diameter satu tahun cahaya di sekitar supernova, setidaknya telah ada di sana 20.000 tahun sebelum bintang meledak. Sinar-X dari ledakan memberikan energi kepada gas di dalam cincin dan membuatnya bersinar selama dua dekade.
2. Dua rangkaian gas bercahaya yang telah dicitrakan oleh jajaran teleskop berbasis darat, terlihat lebih jelas oleh Hubble.
3. Struktur pusat menyerupai dumbbell kini telah meluas hingga sepersepuluh tahun cahaya. Struktur tersebut terdiri dari dua gumpalan puing-puing di tengah supernova yang saling menjauh dengan kecepatan sekitar 20 juta mil per jam.
4. Gelombang kejut ledakan bintang, menghantam, memanaskan, dan menerangi wilayah terdalam cincin yang mengelilingi bintang naas SN 1987A.

Rangkaian pertunjukan cahaya cincin bagian dalam SN 1987A.
Kredit: NASA, ESA, P. Challis dan R. Kirshner (Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian)

Hubble terus memonitor ketika puing-puing ledakan merambat melalui cincin. Pertunjukan cahaya membuat cincin berkilau bagaikan kalung mutiara. Para astronom memprediksi seluruh cincin akan tetap berkilau selama beberapa tahun lagi. Kilau cincin diharapkan cukup terang untuk menerangi lingkungan kosmik di sekitar bintang, yang akan memberikan informasi baru terkait bagaimana bintang mengeluarkan material sebelum ledakan terjadi. Para astronom juga sedang menganalisis koleksi gambar SN 1987A yang dikumpulkan oleh Teleskop Antariksa Spitzer NASA untuk mencoba memahami nasib debu yang mengelilingi bintang dan debu di lingkungan sekitar ledakan. 

“Di masa depan, kita akan lebih fokus untuk meneliti gelombang kejut yang merambat melalui cincin terdalam yang menerjang cincin terluar dan menerangi mereka,” Kirshner menambahkan. “Penelitian bisa mengarah pada petunjuk tentang aktivitas bintang selama 20.000 tahun terakhir, meskipun tetap ada banyak hal yang tak bisa diungkap. Kita masih belum memahami tahap evolusi bintang sebelum ledakan atau bagaimana struktur tiga cincin terbentuk. Kami menduga bintang SN 1987A adalah bagian dari sistem biner (ganda).”

Para astronom masih berupaya mencari bukti eksistensi lubang hitam atau bintang neutron yang dihasilkan oleh ledakan supernova. Bara kematian bintang-bintang masif biasanya menciptakan benda langit eksotis super padat. Sebagian besar astronom berpikir ledakan supernova menghasilkan bintang neutron 20 tahun yang lalu. Kirshner mengatakan, bintang neutron bisa tertutup oleh debu kosmik, atau justru menjelma menjadi lubang hitam.

Evolusi supernova 1987A.
Kredit: NASA, ESA, dan A. Feild (STScI)

Kirshner berencana untuk menggunakan kemampuan inframerah dari instrumen baru Wide Field Camera 3 yang akan segera diinstal selama misi servis Hubble, untuk mencari sisa-sisa ledakan bintang. Demikian pula dengan tim ilmuwan lain yang berencana untuk menggunakan instrumen baru Cosmic Origins Spectrograph Hubble yang akan datang, untuk menganalisis komposisi kimia dan kecepatan supernova.

Ditulis oleh: Staf hubblesite.org

Sumber: NASA's Hubble Telescope Celebrates SN1987A's 20th Anniversary

#terimakasihgoogle