Seperti Apa Bentuk Asli Supernova?

Para astronom baru saja berhasil mengabadikan dan meneliti detik-detik awal terjadinya supernova, dan inilah hasil ilustrasinya. Kredit: ESO/L. Calçada

InfoAstronomy - Ledakan supernova telah lama menjadi salah satu misteri paling menarik dalam astronomi. Apa yang sebenarnya terjadi saat sebuah bintang meledak? Bagaimana mekanisme di balik fenomena kosmik ini bekerja? Pertanyaan-pertanyaan ini akhirnya mulai terjawab berkat pengamatan baru menggunakan Very Large Telescope (VLT) milik European Southern Observatory (ESO).

Teleskop canggih tersebut berhasil mengamati sebuah supernova hanya 26 jam setelah ledakannya terjadi, memberikan data langka dari momen-momen awal peristiwa tersebut. Ini adalah pertama kalinya para astronom dapat menyaksikan ledakan tepat saat gelombang kejut mencapai permukaan bintang, mengungkap bentuk aslinya.

Supernova yang diamati adalah tipe II yang kemudian dikatalogkan sebagai SN 2024ggi, yang meledak pada galaksi spiral NGC 3621, berjarak sekitar 22 juta tahun cahaya dari Bumi. Penelitian ini dipublikasikan dalam jurnal Science Advances, dengan penulis utama Yi Yang dari Universitas Tsinghua, Beijing. Apa yang bisa kita pelajari?

Proses Menuju Ledakan Supernova

Ledakan supernova dimulai dengan tahap yang disebut keruntuhan inti (core collapse). Proses ini terjadi ketika bintang masif kehabisan bahan bakar nuklirnya dan menyisakan inti besi yang tidak bisa lagi menghasilkan energi melalui fusi.

Ketika inti mencapai batas tertentu, yang dikenal sebagai batas Chandrasekhar, gravitasi bintang menjadi terlalu kuat untuk ditahan oleh tekanan keluar dari fusi nuklir yang telah berhenti. Akibatnya, inti bintang runtuh ke dalam dirinya sendiri, memicu serangkaian peristiwa dramatis.

Setelah keruntuhan inti, materi yang jatuh ke arah pusat bintang menghantam inti dalam yang padat, kemudian memantul kembali, dan menciptakan gelombang kejut yang merambat ke luar. Gelombang kejut inilah yang pada akhirnya menghancurkan bintang, tetapi bagaimana mekanisme ini bekerja secara rinci masih menjadi teka-teki besar.

Data baru dari SN 2024ggi mulai memberikan jawaban atas teka-teki ini. Mengapa meneliti hal ini penting? Geometri ledakan supernova memberikan informasi mendasar tentang evolusi bintang dan proses fisik yang mengarah pada peristiwa spektakuler ini, sehingga kita bisa lebih memahami evolusi bintang-bintang di alam semesta.

Supernova SN 2024ggi di galaksi NGC 3621, dilingkari putih pada tengah bawah gambar di atas. Kredit: ESO/Y. Yang dkk.

Pengamatan Langka dengan VLT

SN 2024ggi pertama kali ditemukan oleh sistem Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS) pada 10 April 2024. Hanya beberapa jam kemudian, tim peneliti meminta VLT untuk mengarahkan teleskopnya ke lokasi supernova. Observasi ini sukses menangkap fase di mana materi yang dipercepat oleh ledakan di dekat pusat bintang melesat menembus permukaan luar. Selama beberapa jam, geometri bintang dan ledakannya dapat diamati bersamaan.

Belakangan diketahui bahwa bintang yang mengalami supernova ini adalah super raksasa merah dengan massa antara 12 hingga 15 kali massa Matahari. Dalam hitungan jam setelah ledakan pertama, gelombang kejut mencapai permukaan bintang, melepaskan energi dalam jumlah luar biasa dan membuat supernova bersinar terang.

Fenomena ini adalah momen kunci ketika supernova dapat diamati, bahkan dari galaksi yang sangat jauh. Untuk waktu singkat, bentuk gelombang kejut dapat terlihat sebelum akhirnya berinteraksi dengan gas di sekitarnya dan berubah bentuk.

Untuk pertama kalinya juga, para astronom dengan VLT menggunakan teknik spektropolarimetri untuk mengamati supernova ini. Sederhananya, teknik ini adalah mengukur polarisasi cahaya di berbagai panjang gelombang, memberikan pengetahuan unik tentang medan magnet, suhu, dan geometri ledakan. Alhasil, para astronom bisa membuat ilustrasi dalam bentuk video seperti yang bisa kamu tonton di atas.

Data dari spektropolarimetri juga menunjukkan bahwa ledakan awal materi memiliki bentuk seperti buah zaitun. Saat ledakan menyebar keluar dan bertabrakan dengan materi di sekitar bintang, bentuknya berubah menjadi lebih pipih. Namun, sumbu simetrinya tetap konsisten. Temuan ini memberikan petunjuk penting tentang mekanisme yang mendorong ledakan.

Mekanisme Seperti Apa?

Ada dua model utama yang menjelaskan bagaimana gelombang kejut pantulan mendapatkan cukup energi untuk menghancurkan seluruh bintang. Model pertama adalah mekanisme yang didorong oleh neutrino, di mana neutrino dari bintang yang runtuh memanaskan materi di belakang gelombang kejut. Pemanasan ini menciptakan ketidakstabilan yang menghasilkan ledakan asferis (tidak bulat sempurna).

Model kedua adalah mekanisme yang didorong oleh jet, di mana jet bipolar diluncurkan sepanjang sumbu rotasi bintang. Jet-jet ini menembus permukaan bintang dan menciptakan ledakan dengan simetri aksial yang kuat. Geometri ledakan SN 2024ggi, yang menunjukkan simetri aksial yang jelas, sehingga lebih mendukung model jet daripada model neutrino.

Implikasi Penemuan Ini

Penelitian ini tidak hanya mempersempit kemungkinan penjelasan tentang mekanisme ledakan supernova, tetapi juga menambah detail penting untuk menyempurnakan model-model yang ada. “Spektropolarimetri SN 2024ggi mengungkapkan ledakan yang cukup asferis dengan sumbu simetri yang terdefinisi dengan baik,” tulis para penulis dalam jurnal penelitiannya. “Ini menunjukkan bahwa ledakan supernova tidak selalu acak, tetapi dapat dipengaruhi oleh mekanisme yang membentuknya sejak awal.”

Dengan setiap hasil observasi baru, kita semakin dekat untuk memahami salah satu fenomena paling megah di alam semesta. Teka-teki supernova mungkin belum sepenuhnya terpecahkan, tetapi penelitian ini membawa kita selangkah lebih maju menuju jawaban yang lebih lengkap.

Sumber & Referensi:

• Baron, E., Ashall, C., DerKacy, J. M., Hoeflich, P., Medler, K., Shahbandeh, M., ... & Yang, Y. (2025). JWST Observations of SN 2024ggi I: Interpretation and Model Comparison of the Type II Supernova 2024ggi at 55 days Past Explosion. arXiv preprint arXiv:2507.18753.
• Bisnovatyi-Kogan, G. S., Moiseenko, S. G., & Ardelyan, N. V. (2018). Magnetorotational mechanism of the explosion of core-collapse supernovae. Physics of Atomic Nuclei, 81(2), 266-278.
• Chen, X., Kumar, B., Er, X., Guo, H., Yang, Y. P., Lin, W., ... & Liu, X. (2024). Early-phase simultaneous multiband observations of the type II supernova SN 2024ggi with mephisto. The Astrophysical Journal Letters, 971(1), L2.
• Ferrari, L., Folatelli, G., Ertini, K., Kuncarayakti, H., Regna, T., Bersten, M. C., ... & Xiao, H. (2025). The nebular phase of SN 2024ggi: A low-mass progenitor with no signs of interaction. Astronomy & Astrophysics, 703, A12.
• Hueichapán, E., Cartier, R., Prieto, J. L., Contreras, C., Cikota, A., Pessi, T., ... & Pignata, G. (2025). Optical and near-infrared nebular-phase spectroscopy of SN 2024ggi: constraints on the structure of the inner ejecta, progenitor mass, and dust. arXiv preprint arXiv:2508.02656.
• Jacobson-Galán, W. V., Davis, K. W., Kilpatrick, C. D., Dessart, L., Margutti, R., Chornock, R., ... & Tinyanont, S. (2024). SN 2024ggi in NGC 3621: Rising Ionization in a Nearby, Circumstellar-material-interacting Type II Supernova. The Astrophysical Journal, 972(2), 177.
• Pessi, T., Cartier, R., Hueichapan, E., de Brito Silva, D., Prieto, J. L., Muñoz, R. R., ... & Li, T. S. (2024). Early emission lines in SN 2024ggi revealed by high-resolution spectroscopy. Astronomy & Astrophysics, 688, L28.
• Yang, Y., Wen, X., Wang, L., Baade, D., Wheeler, J. C., Filippenko, A. V., ... & Yan, S. (2025). An axisymmetric shock breakout indicated by prompt polarized emission from the type II supernova 2024ggi. Science Advances, 11(46), eadx2925.