Sebagai fenomena astronomi, supernova adalah yang paling menarik dan spektakuler. Proses ini terjadi ketika beberapa jenis bintang mencapai akhir masa hidupnya, di mana mereka meledak dan melepaskan lapisan luarnya. Berkat generasi penelitian, para astronom dapat mengklasifikasikan supernova yang paling banyak diamati menjadi satu dari dua kategori (Tipe I dan Tipe II) dan menentukan jenis bintang mana yang merupakan nenek moyang masing-masing.
Namun, hingga saat ini, para astronom tidak dapat menentukan jenis bintang mana yang akhirnya mengarah ke supernova Type Ic - kelas khusus di mana sebuah bintang mengalami keruntuhan inti setelah dihilangkan hidrogen dan heliumnya. Tetapi berkat upaya dua tim astronom yang meneliti data arsip dari Teleskop luar angkasa Hubble, Para ilmuwan kini telah menemukan bintang yang lama dicari yang menyebabkan supernova jenis ini.
Pada dasarnya, supernova Tipe I diperkirakan dihasilkan dari sistem biner yang terdiri dari bintang katai putih dan bintang pendamping yang mengorbit bersama-sama. Seiring waktu, kurcaci putih akan mulai menyedot materi dari teman sampai massa kritis tercapai. Katai putih yang penuh sesak itu kemudian mengalami keruntuhan inti dan meledak dalam ledakan material dan energi yang sangat terang.
Dalam kasus supernova Tipe Ic, yang menyumbang sekitar 20% dari bintang masif yang meledak dari keruntuhan inti, bintang tersebut telah kehilangan lapisan terluar hidrogen dan sebagian besar heliumnya. Bintang-bintang ini diyakini sebagai salah satu yang paling masif yang diketahui - dengan setidaknya 30 massa Matahari - dan tetap cerah bahkan setelah menumpahkan lapisan luarnya. Karena itu telah menjadi misteri mengapa para astronom belum dapat menemukannya sebelum menjadi supernova.
Untungnya, pada tahun 2017, supernova Tipe Ic diamati terjadi di dalam sekelompok bintang muda di galaksi spiral NGC 3938, yang terletak kira-kira 65 juta tahun cahaya. Penemuan awal dibuat oleh para astronom di Observatorium Tenagra di Arizona, tetapi kedua tim astronom beralih ke Hubble untuk menunjukkan dengan tepat lokasi sumber.
Tim pertama, yang dipimpin oleh Schuyler D. Van Dyk - seorang ilmuwan peneliti senior di Caltech's Infrared Processing and Analysis Center (IPAC) - mencitrakan supernova muda pada Juni 2017 dengan Hubble Wide Field Camera 3 (WFC 3). Mereka kemudian menggunakan gambar ini untuk menemukan calon leluhur dalam arsip Hubble foto yang diambil dari NGC 3938 pada bulan Desember 2007.
Tim kedua, dipimpin oleh Charles Kilpatrick dari University of California Santa Cruz, mengamati supernova pada Juni 2017 dalam gambar inframerah menggunakan salah satu teleskop 10 m di W.M. Keck Observatory di Hawaii. Tim kemudian menganalisis arsip yang sama Hubble foto sebagai tim Van Dyk untuk mengungkap sumber yang mungkin.
Kedua tim menerbitkan penelitian yang menunjukkan bahwa nenek moyang itu kemungkinan besar adalah supergiant biru yang terletak di salah satu lengan spiral NGC 3938. Seperti yang ditunjukkan Van Dyk dalam siaran pers NASA baru-baru ini, “Menemukan leluhur leluhur dari supernova Ic adalah hadiah besar pencarian leluhur. Kami sekarang memiliki untuk pertama kalinya objek kandidat yang terdeteksi dengan jelas. "
Fakta bahwa supernova (ditunjuk SN 2017ein) terdeteksi di tempat pertama juga cukup beruntung, seperti yang dijelaskan Kilpatrick:
“Kami beruntung supernova itu berada di dekatnya dan sangat terang, sekitar 5 hingga 10 kali lebih terang daripada supernova Tipe Ic lainnya, yang mungkin membuat nenek moyang lebih mudah ditemukan. Para astronom telah mengamati banyak supernova Tipe Ic, tetapi mereka terlalu jauh untuk diselesaikan oleh Hubble. Anda membutuhkan salah satu dari bintang-bintang besar dan terang di galaksi terdekat untuk meledak. Sepertinya sebagian besar supernova Tipe Ic kurang besar dan karena itu kurang cerah, dan itulah alasan kami belum dapat menemukannya. "
Berdasarkan penilaian mereka terhadap leluhur, kedua tim menawarkan dua kemungkinan untuk identitas sumber. Di satu sisi, mereka menyarankan bahwa itu bisa menjadi bintang kekar tunggal antara 45 dan 55 massa matahari yang terbakar sangat terang dan panas, menyebabkannya membakar lapisan terluar hidrogen dan helium sebelum mengalami keruntuhan gravitasi.
Kemungkinan kedua adalah bahwa leluhurnya adalah sistem biner masif yang terdiri dari bintang yang berada antara 60 dan 80 massa matahari dan seorang pendamping yang memiliki 48 massa matahari. Dalam skenario ini, bintang yang lebih masif itu dilucuti dari lapisan hidrogen dan heliumnya oleh temannya sebelum meledak sebagai supernova.
Kemungkinan kedua agak mengejutkan, karena bukan itu yang diharapkan para astronom berdasarkan model saat ini. Ketika datang ke supernova Tipe I, para astronom berharap sistem biner terdiri dari bintang-bintang bermassa lebih rendah, biasanya bintang neutron dengan pendamping yang telah meninggalkan urutan utamanya dan berkembang menjadi raksasa merah.
Karena itu, penemuan leluhur ini telah memecahkan sesuatu yang menjadi misteri bagi para astronom. Untuk beberapa waktu, mereka tahu bahwa supernova Tipe Ic kekurangan hidrogen dan helium dan tidak yakin mengapa. Satu penjelasan yang mungkin adalah bahwa mereka dilucuti oleh angin kencang dari partikel bermuatan. Tetapi tidak ada bukti tentang ini yang pernah ditemukan.
Kemungkinan lain melibatkan pasangan biner yang mengorbit dekat di mana satu bintang dilucuti dari lapisan luarnya sebelum meledak. Tetapi dalam kasus ini, mereka menemukan bahwa bintang yang dilucuti dari bahan masih cukup besar sehingga akhirnya meledak sebagai supernova Type Ic.
Seperti Ori Fox, seorang peneliti dengan Space Telescope Science Institute (STSI) di Baltimore dan anggota tim Van Dyk, menjelaskan:
“Menguraikan dua skenario ini untuk menghasilkan supernova Tipe Ic berdampak pada pemahaman kita tentang evolusi bintang dan pembentukan bintang, termasuk bagaimana massa bintang didistribusikan ketika mereka lahir, dan berapa banyak bintang terbentuk dalam berinteraksi sistem biner. Dan itu adalah pertanyaan yang tidak hanya ingin diketahui oleh para astronom yang mempelajari supernova, tetapi juga semua astronom. ”
Kedua tim juga mengindikasikan bahwa mereka tidak akan dapat mengkonfirmasi identitas bintang leluhur sampai supernova memudar dalam waktu sekitar dua tahun. Pada saat ini, mereka berharap dapat menggunakan NASA James Webb Space Telescope (JWST), yang dijadwalkan diluncurkan pada 2021, untuk melihat apakah leluhurnya masih sangat cerah (seperti yang diharapkan) dan melakukan pengukuran yang lebih akurat dari kecerahan dan massa.
Penemuan terbaru ini tidak hanya mengisi beberapa lubang dalam pengetahuan kita tentang bagaimana beberapa bintang berperilaku ketika mereka mencapai akhir fase urutan utama mereka, tetapi juga memberikan para astronom peluang untuk belajar lebih banyak tentang pembentukan dan evolusi bintang di Alam Semesta kita. . Ketika teleskop generasi mendatang tersedia di tahun-tahun mendatang, para astronom berharap untuk mendapatkan wawasan penting tentang pertanyaan-pertanyaan ini.
Studi yang dipimpin oleh Van Dyk, berjudul "SN 2017ein dan Kemungkinan Identifikasi Pertama dari Jenis Ic Progenitor Supernova" muncul di Jurnal Astrofisika pada bulan Juni. Studi kedua, "Seorang leluhur yang berpotensi untuk supernova Type Ic 2017ein", muncul di Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society Oktober lalu.
