WASHINGTON: Para astronom telah mengamati apa yang mungkin disebut sebagai “ledakan sempurna”, sebuah ledakan kolosal dan sepenuhnya berbentuk bola yang disebabkan oleh penggabungan dua sisa bintang yang sangat padat yang disebut bintang neutron, sesaat sebelum entitas gabungan tersebut runtuh membentuk hitam hingga membentuk lubang.
Para peneliti pada Rabu (15/2) untuk pertama kalinya menggambarkan kontur jenis ledakan yang disebut kilonova yang terjadi ketika bintang-bintang neutron bergabung. Bola api materi ringan yang berkembang pesat yang mereka gambarkan di luar dugaan mereka.
Kedua bintang neutron, dengan massa gabungan sekitar 2,7 kali massa Matahari kita, mengorbit satu sama lain selama miliaran tahun sebelum bertabrakan dengan kecepatan tinggi dan meledak. Itu terjadi di sebuah galaksi bernama NGC 4993, sekitar 140-150 juta tahun cahaya dari Bumi ke arah konstelasi Hydra. Satu tahun cahaya adalah jarak yang ditempuh cahaya dalam setahun, 9,5 miliar km.
Keberadaan ledakan kilonova diusulkan pada tahun 1974 dan dikonfirmasi pada tahun 2013, namun seperti apa ledakan tersebut masih belum diketahui sampai ledakan ini terdeteksi dan dipelajari secara intensif pada tahun 2017.
“Ini adalah ledakan sempurna dalam beberapa hal. Indah, baik secara estetis, dalam kesederhanaan bentuknya, dan dalam signifikansi fisiknya,” kata astrofisikawan Albert Sneppen dari Cosmic Dawn Center di Kopenhagen, penulis utama penelitian yang dipublikasikan di jurnal Alam.
“Secara estetika, warna yang dipancarkan kilonova benar-benar terlihat seperti matahari – kecuali, tentu saja, luasnya beberapa ratus juta kali lebih besar. Secara fisik, ledakan bola ini mengandung fisika luar biasa yang mendasari penggabungan ini,” tambah Sneppen. .
Para peneliti memperkirakan bahwa ledakan tersebut mungkin terlihat seperti piringan pipih – sebuah pancake kosmik ringan yang sangat besar, kemungkinan dengan pancaran material yang mengalir darinya.
“Sejujurnya, kami benar-benar akan kembali ke papan gambar dengan hal ini,” kata astrofisikawan Cosmic Dawn Center dan rekan penulis studi Darach Watson.
“Mengingat sifat ekstrim dari kondisi fisik – jauh lebih ekstrim daripada ledakan nuklir, misalnya, dengan kepadatan lebih besar dari inti atom, suhu miliaran derajat, dan medan magnet yang cukup kuat untuk mendistorsi bentuk atom – mungkin ada sangat “Mungkin ada fisika fundamental di sini yang belum kita pahami,” tambah Watson.
Kilonova dipelajari menggunakan Very Large Telescope milik European Southern Observatory yang berbasis di Chili.
Kedua bintang neutron tersebut memulai kehidupannya sebagai bintang normal masif dalam sistem dua bintang yang disebut biner. Masing-masing meledak dan runtuh setelah kehabisan bahan bakar, meninggalkan inti kecil dan padat dengan diameter sekitar 20 km namun memiliki massa lebih besar dari Matahari.
Perlahan-lahan mereka mendekat satu sama lain dan berputar dengan cepat. Masing-masing diregangkan dan ditarik terpisah oleh kekuatan medan gravitasi satu sama lain pada detik-detik terakhir sebelum penggabungan. Bagian dalamnya bertabrakan dengan kecepatan sekitar 25 persen kecepatan cahaya, menciptakan medan magnet paling kuat di alam semesta. Ledakan tersebut melepaskan kecerahan sekitar satu miliar matahari selama beberapa hari.
Keduanya sempat membentuk satu bintang neutron masif, yang kemudian runtuh membentuk lubang hitam, objek yang lebih padat dengan gravitasi yang begitu kuat sehingga cahaya pun tidak dapat lolos.
Sementara itu, bagian terluar bintang neutron telah diregangkan menjadi garis-garis panjang, dengan beberapa material terlempar ke luar angkasa. Selama proses tersebut, kepadatan dan suhu sangat tinggi sehingga unsur-unsur berat ditempa, termasuk emas, platina, arsenik, uranium, dan yodium.
Para peneliti menawarkan beberapa hipotesis untuk menjelaskan bentuk ledakan yang bulat, termasuk energi yang dilepaskan dari medan magnet besar bintang neutron tunggal yang berumur pendek atau peran partikel misterius yang disebut neutrino.
“Ini pada dasarnya luar biasa, dan merupakan tantangan menarik bagi para ahli teori dan simulasi numerik,” kata Sneppen. “Permainan sudah dimulai.”