 |
| Sisa-sisa supernova SN 1987A. Kredit: Science Photo Library |
InfoAstronomy - Meledak pada tahun 1987 silam, para ilmuwan telah lama memperkirakan bahwa supernova SN 1987A akan membentuk bintang neutron atau lubang hitam. Namun, bukti langsung dari hal itu sempat sulit diperoleh, hingga akhirnya hari ini James Webb menemukan senyawa argon di sana.
Supernova sendiri merupakan peristiwa ledakan bintang masif bermassa mulai 8 kali massa Matahari ketika kehabisan bahan bakar. Tergantung massanya, jika bintang yang supernova massanya 8-20 kali Matahari maka akan berevolusi menjadi bintang neutron. Namun, jika massanya di atas 20 kali massa Matahari, bintang akan berevolusi menjadi lubang hitam.
Supernova SN 1987A terjadi pada jarak sekitar 160.000 tahun cahaya dari Bumi di galaksi satelit Bimasakti, Awan Magellan Besar. Ini adalah supernova pertama yang diamati di langit Bumi pada era modern. Pada saat itu, SN 1987A meledak pada Februari 1987, kecerahannya mencapai puncaknya pada bulan Mei di tahun yang sama.
Sekitar dua jam sebelum pengamatan cahaya tampak pertama SN 1987A, tiga observatorium di seluruh dunia mendeteksi ledakan neutrino yang hanya berlangsung beberapa detik. Dua jenis pengamatan yang berbeda ini dikaitkan dengan peristiwa supernova yang sama, dan memberikan bukti penting untuk menginformasikan teori tentang bagaimana supernova keruntuhan inti terjadi.
Lalu, berevolusi menjadi apa bintang yang meledak dalam supernova SN 1987A itu? Inilah yang selama ini dicari tahu para ilmuwan, hingga akhirnya mereka memiliki teleskop antariksa James Webb.
 |
| Hasil observasi Webb atas temuan argon di SN 1987A. Kredit: NASA/ESA/STScI |
Claes Fransson dari Universitas Stockholm, ilmuwan utama studi ini, menjelaskan, "Dari model teoretis SN 1987A, ledakan neutrino selama 10 detik yang diamati tepat sebelum supernova menyiratkan bahwa bintang neutron atau lubang hitam sedang terbentuk dalam ledakan tersebut.
"Namun kami belum melihat adanya tanda-tanda yang meyakinkan dari objek baru lahir tersebut dari ledakan supernova mana pun. Tapi kali ini, kami kini telah menemukan bukti langsung adanya emisi yang dipicu oleh objek padat yang baru lahir, kemungkinan besar adalah bintang neutron."
Webb memulai observasi ilmiah terhadap SN 1987A pada Juli 2022 menggunakan instrumen ilmiah Medium Resolution Spectrograph (MRS) dari MIRI (Mid-Infrared Instrumen) Webb.
Dengan instrumen ilmiah ini, Webb dapat mengambil gambar suatu objek dan mengambil spektrumnya secara bersamaan. Webb membentuk spektrum di setiap piksel, memungkinkan para ilmuwan untuk melihat perbedaan spektroskopi di seluruh objek. Analisis pergeseran Doppler setiap spektrum juga memungkinkan evaluasi kecepatan pada setiap posisi.
Hasil analisis spektrum dari MRS menunjukkan adanya sinyal yang kuat akibat ionisasi argon dari pusat material yang terlontar yang mengelilingi SN 1987A. Pengamatan selanjutnya menggunakan NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) Webb pada panjang gelombang yang lebih pendek menemukan unsur-unsur kimia yang lebih terionisasi, terutama argon yang terionisasi lima kali (artinya atom argon yang telah kehilangan lima dari 18 elektronnya). Ion-ion tersebut memerlukan foton berenergi tinggi untuk terbentuk, dan foton-foton tersebut harus datang dari suatu tempat.
"Untuk menghasilkan ion-ion yang kami amati, jelas bahwa harus ada sumber radiasi berenergi tinggi di pusat sisa supernova SN 1987A," kata Fransson. "Dalam penelitian ini kami membahas berbagai kemungkinan, dan menemukan bahwa hanya ada beberapa skenario yang mungkin terjadi, dan semuanya melibatkan bintang neutron yang baru lahir."
 |
| Supernova SN 1987A (kiri) dan anatominya (kanan). Kredit: NASA |
Bintang neutron sendiri adalah jenis bintang yang sangat padat dan diteorikan terbentuk dari inti yang tersisa setelah supernova. Ketika bintang masif meledak sebagai supernova, bagian intinya dapat menyusut menjadi bintang neutron yang sangat kecil namun sangat padat.
Inti bintang neutron berisi materi yang terdiri atas partikel-partikel subatomik yang sangat terkompresi, terutama neutron (itulah kenapa disebut bintang neutron). Keadaan materi dalam inti bintang neutron sangat ekstrem, dengan kepadatan yang sangat tinggi dan gaya gravitasi yang sangat kuat.
Bintang neutron biasanya memiliki massa yang jauh lebih besar dari Matahari, tetapi ukurannya sangat kecil, hanya beberapa kilometer saja. Karena kepadatannya yang sangat tinggi, bintang neutron memiliki gravitasi yang sangat kuat, sehingga menarik materi di sekitarnya dan menghasilkan medan gravitasi yang sangat besar. Mereka juga dapat berputar sangat cepat, sering kali dengan kecepatan rotasi yang sangat tinggi.
Pengamatan lebih lanjut akan dilakukan dengan Webb dan teleskop-teleskop berbasis darat lainnya tahun ini. Para ilmuwan berharap studi yang sedang berlangsung akan memberikan kejelasan lebih lanjut tentang apa sebenarnya yang terjadi di jantung sisa-sisa SN 1987A.
Pengamatan ini pun diharapkan dapat merangsang pengembangan model yang lebih rinci, sehingga pada akhirnya memungkinkan para ilmuwan untuk lebih memahami tidak hanya SN 1987A, tetapi juga semua supernova yang disebabkan oleh keruntuhan inti bintang.
Sumber & Referensi:
- Fransson, C., Barlow, M. J., ... & Vandenbussche, B. (2024). Emission lines due to ionizing radiation from a compact object in the remnant of Supernova 1987A. Science 383, 898-903.
- Larsson, J., Fransson, C., Sargent, B., Jones, O. C., Barlow, M. J., Bouchet, P., ... & Wright, G. S. (2023). JWST NIRSpec observations of supernova 1987A—from the inner ejecta to the reverse shock. The Astrophysical Journal Letters, 949(2), L27.
- McCray, R., & Fransson, C. (2016). The remnant of supernova 1987A. Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 54, 19-52.
- Vink, J. (2020). Physics and Evolution of Supernova Remnants (p. 87). Cham: Springer.