Supernova Tycho, Gumpalan Kental dari Kematian Dramatis Bintang

Kredit gambar: Sinar-X: NASA/CXC/RIKEN&GSFC/T. Sato dkk; Optik: DSS

Pada tahun 1572, astronom Tycho Brahe dari Denmark menjadi salah satu saksi kemunculan benda langit baru yang terang di rasi Cassiopeia. Tycho menunjukkan lokasi “bintang baru” yang jauh melampaui Bulan dan menggagas alam semesta di luar Matahari dan planet-planet tata surya bisa saja berubah. Gagasan Tycho seolah menyiram api intelektual dengan minyak, mengingat sebagian besar orang dari masa itu adalah pengusung geosentris dan alam semesta statis.

Saat ini para astronom mengetahui “bintang baru” yang dipelajari Tycho bukanlah bintang yang benar-benar baru. Sebaliknya, justru menandakan kematian bintang melalui supernova, sebuah ledakan dahsyat yang sangat terang sehingga dapat melampaui cahaya seluruh galaksi, yaitu supernova Tipe Ia. Fenomena supernova Tipe Ia terjadi ketika bintang katai putih menarik material atau bergabung dengan bintang pengiring di dekatnya dan memicu ledakan dahsyat. Bintang katai putih lenyap dan menghempaskan puing-puing ledakan ke ruang angkasa.

Sebagaimana objek sejenis lainnya, sisa-sisa supernova Thyco bersinar dalam panjang gelombang sinar-X karena gelombang kejut (mirip ledakan sonik dari pesawa supersonik), dihasilkan oleh supernova yang memanaskan puing-puing bintang hingga jutaan derajat.

Dalam dua dekade masa operasinya, Observatorium Sinar-X Chandra NASA telah menangkap gambar sisa-sisa supernova sinar-X dalam resolusi tinggi. Chandra juga mengungkap banyak pola gumpalan cerah dan area yang lebih redup di supernova Tycho. Mengapa supernova dapat menghasilkan simpul-simpul tebal? Apakah supernova yang menciptakan gumpalan-gumpalan ini atau apakah terbentuk sesudahnya?

Gambar terbaru Tycho yang diabadikan oleh Chandra menyediakan petunjuk. Untuk mempertegas keberadaan gumpalan dan sifat natural Tycho dalam tiga dimensi, para ilmuwan memilih dua rentang sempit energi sinar-X untuk mengisolasi material (silikon, berwarna merah) yang bergerak menjauhi Bumi dan material yang bergerak mendekati Bumi (juga silikon, berwarna biru). Warna-warna lain dalam gambar (kuning, hijau, biru-hijau, oranye dan ungu) menunjukkan berbagai energi dan elemen yang berbeda serta kombinasi arah gerak. Dalam gambar komposit terbaru ini, data sinar-X Chandra telah dikombinasikan dengan gambar optik satu bidang pandang Digitized Sky Survey.

Dengan membandingkan gambar Tycho dari Chandra dengan dua simulasi komputer yang berbeda, para astronom dapat menguji gagasan mereka terhadap data aktual. Simulasi pertama dimulai dengan puing-puing gumpalan akibat ledakan, sementara simulasi kedua dimulai dengan puing-puing halus dari ledakan, kemudian gumpalan muncul setelah sisa-sisa supernova berevolusi.

Analisis statistik menggunakan teknik yang sensitif terhadap jumlah, ukuran gumpalan dan lubang yang terlihat pada gambar. Melalui perbandingan hasil observasi Chandra dan gambar simulasi, para ilmuwan mengungkap gumpalan-gumpalan tebal berasal dari ledakan itu sendiri. Sementara para ilmuwan belum meyakini prosesnya, kemungkinan besar ledakan supernova memiliki banyak sumbu ledakan, seperti dinamit yang meledak secara bersamaan di lokasi yang berbeda.

Memahami rincian tentang bagaimana bintang Thyco meledak dianggap sangat penting, karena dapat meningkatkan keandalan penggunaan supernova Tipe Ia sebagai “lilin standar” untuk menentukan jarak kosmik. Pengukuran jarak dalam skala kosmik merupakan faktor utama untuk mempelajari ekspansi alam semesta. Ledakan supernova seperti ini juga menyebar unsur-unsur seperti besi dan silikon (building blocks kehidupan) ke bintang dan planet generasi berikutnya.

Makalah studi yang melaporkan hasil penemuan telah dipublikasikan di The Astrophysical Journal edisi 10 Juli 2019 dan tersedia secara online. Para penulis makalah ilmiah terdiri dari Toshiki Sato (RIKEN di Saitama, Jepang dan Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA di Greenbelt, Maryland), John (Jack) Hughes dari Universitas Rutgers di Piscataway, New Jersey, Brian Williams dari Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA dan Mikio Morii dari Institut Matematika Statistik di Tokyo, Jepang.

Adapun tim astronom lain yang dipimpin oleh Gilles Ferrand dari RIKEN, juga telah membuat model komputer tiga dimensi tentang evolusi sisa-sisa supernova Tipe Ia. Studi mereka menunjukkan perlunya asimetri awal dalam simulasi ledakan supernova. Jadi jika usianya setara, model sisa supernova berikutnya dapat sangat mirip dengan gambar supernova Tycho yang diambil Chandra. Kesimpulan ini mirip dengan hasil studi Sato bersama tim.

Makalah ilmiah yang melaporkan hasil studi Ferrand, terbit di The Astrophysical Journal, edisi 1 Juni 2019 dan tersedia secara online.

Ditulis oleh: Staf www.nasa.gov, editor: Lee Mohon

Sumber: The Clumpy and Lumpy Death of a Star

#terimakasihgoogle dan #terimakasihnasa