Urutan kehidupan bintang-bintang, berakhir dengan pembentukan lubang hitam. Kredit gambar: Nicolle Rager Fuller / NSF Klik untuk memperbesar
Hanya beberapa ratus juta tahun setelah Big Bang, sebuah bintang besar kehabisan bahan bakarnya, runtuh sebagai lubang hitam, dan meledak sebagai ledakan sinar gamma. Radiasi dari peristiwa bencana ini baru saja mencapai Bumi, dan para astronom menggunakannya untuk mengintip kembali ke saat-saat awal Semesta. Ledakan, bernama GRB 050904, diamati oleh satelit Swift NASA pada 4 September 2005. Satu hal yang tidak biasa tentang ledakan ini adalah bahwa itu berlangsung selama 500 detik - sebagian besar berakhir dalam sebagian kecil dari waktu itu.
Itu datang dari tepi alam semesta yang terlihat, ledakan paling jauh yang pernah terdeteksi.
Dalam edisi Nature minggu ini, para ilmuwan di Penn State University dan rekan-rekan mereka di AS dan Eropa membahas bagaimana ledakan ini, terdeteksi pada 4 September 2005, adalah hasil dari bintang masif yang runtuh ke dalam lubang hitam.
Ledakan itu, disebut semburan sinar gamma, datang dari era segera setelah bintang dan galaksi pertama kali terbentuk, sekitar 500 juta hingga 1 miliar tahun setelah Big Bang. Alam semesta sekarang berusia 13,7 miliar tahun, sehingga ledakan September berfungsi sebagai penyelidikan untuk mempelajari kondisi alam semesta awal.
"Ini adalah bintang masif yang hidup cepat dan mati muda," kata David Burrows, ilmuwan senior dan profesor astronomi dan astrofisika di Penn State, rekan penulis pada salah satu dari tiga laporan tentang ledakan yang diterbitkan minggu ini di Nature. "Bintang ini mungkin sangat berbeda dari jenis yang kita lihat hari ini, jenis yang hanya bisa ada di alam semesta awal."
Ledakan itu, dinamai GRB 050904 setelah tanggal ditemukan, terdeteksi oleh satelit Swift NASA, yang dioperasikan oleh Penn State. Swift menyediakan koordinat ledakan sehingga satelit lain dan teleskop berbasis darat dapat mengamati ledakan itu. Semburan biasanya berlangsung hanya 10 detik, tetapi sisa-sisa cahaya akan bertahan selama beberapa hari.
GRB 050904 berasal 13 miliar tahun cahaya dari Bumi, yang berarti terjadi 13 miliar tahun yang lalu, karena butuh waktu lama bagi cahaya untuk mencapai kita. Para ilmuwan telah mendeteksi hanya beberapa objek lebih dari 12 miliar tahun cahaya jauhnya, sehingga ledakan itu sangat penting dalam memahami alam semesta di luar jangkauan teleskop terbesar.
"Karena ledakan itu lebih terang dari satu miliar matahari, banyak teleskop dapat mempelajarinya bahkan dari jarak yang sangat jauh," kata Burrows, yang analisisnya terutama berfokus pada data Swift dari tiga teleskopnya, yang mencakup berbagai sinar gamma, sinar-X. , dan panjang gelombang ultraviolet / optik. Burrows adalah ilmuwan utama untuk teleskop sinar-X Swift.
Tim Swift menemukan beberapa fitur unik di GRB 050904. Ledakan itu tahan lama sekitar 500 detik - dan ujung ekor ledakan menunjukkan beberapa suar. Karakteristik ini menyiratkan bahwa lubang hitam yang baru dibuat tidak terbentuk secara instan, seperti yang dipikirkan beberapa ilmuwan, tetapi itu adalah peristiwa yang lebih panjang dan kacau.
Burrows-ray yang lebih dekat tidak memiliki pembakaran yang terlalu banyak, menyiratkan bahwa lubang hitam paling awal mungkin telah terbentuk secara berbeda dari yang ada di era modern, kata Burrows. Perbedaannya bisa karena bintang pertama lebih masif daripada bintang modern. Atau, itu bisa merupakan hasil dari lingkungan alam semesta awal ketika bintang-bintang pertama mulai mengubah hidrogen dan helium (dibuat dalam Big Bang) menjadi unsur yang lebih berat.
GRB 050904, pada kenyataannya, menunjukkan petunjuk dari unsur yang lebih berat yang baru dicetak, menurut data dari teleskop berbasis darat. Penemuan ini adalah subjek dari artikel Nature kedua oleh kelompok Jepang yang dipimpin oleh Nobuyuki Kawai di Tokyo Institute of Technology.
GRB 050904 juga menunjukkan pelebaran waktu, akibat ekspansi besar-besaran alam semesta selama 13 miliar tahun yang membutuhkan cahaya untuk mencapai kita di Bumi. Pelebaran ini menghasilkan cahaya yang tampak jauh lebih merah daripada ketika dipancarkan dalam ledakan, dan itu juga mengubah persepsi kita tentang waktu dibandingkan dengan jam internal ledakan itu.
Faktor-faktor ini bekerja untuk para ilmuwan. Tim Penn State mengubah instrumen Swift ke ledakan sekitar 2 menit setelah acara dimulai. Namun, ledakan itu berevolusi seolah-olah bergerak lambat dan hanya sekitar 23 detik setelah meledak. Jadi para ilmuwan bisa melihat ledakan pada tahap yang sangat awal.
Hanya satu objek lain - quasar - telah ditemukan pada jarak yang lebih besar. Namun, sementara quasar adalah lubang hitam supermasif yang mengandung massa miliaran bintang, ledakan ini berasal dari satu bintang. Deteksi GRB 050904 mengonfirmasi bahwa bintang-bintang besar berbaur dengan quasar tertua. Ini juga menegaskan bahwa bahkan lebih banyak ledakan bintang yang jauh - mungkin dari bintang pertama, kata ahli teori - dapat dipelajari melalui kombinasi pengamatan dengan Swift dan teleskop kelas dunia lainnya.
"Kami merancang Swift untuk mencari semburan samar yang datang dari tepi alam semesta," kata Neil Gehrels dari NASA Goddard Space Flight Center di Greenbelt, Maryland, peneliti utama Swift. "Sekarang kita punya satu dan itu menarik. Untuk yang pertama, waktu kita dapat belajar tentang bintang-bintang individual dari dekat waktu awal. Pasti ada banyak lagi di luar sana. "
Swift diluncurkan pada November 2004 dan beroperasi penuh pada Januari 2005. Swift membawa tiga instrumen utama: Burst Alert Telescope, X-ray Telescope, dan Ultraviolet / Optical Telescope. Detektor sinar gamma Swift, Burst Alert Telescope, menyediakan lokasi awal yang cepat, dibangun terutama oleh NASA Goddard Space Flight Center di Greenbelt dan Los Alamos National Laboratory, dan dibangun di GSFC. Teleskop X-Ray Swift dan Teleskop UV / Optik dikembangkan dan dibangun oleh tim internasional yang dipimpin oleh Penn State dan banyak memanfaatkan pengalaman masing-masing lembaga dengan misi luar angkasa sebelumnya. Teleskop X-ray dihasilkan dari kolaborasi Penn State dengan Universitas Leicester di Inggris dan Observatorium Astronomi Brera di Italia. Ultraviolet / Teleskop Optik dihasilkan dari kolaborasi Penn State dengan Mullard Space Science Laboratory dari University College-London. Ketiga teleskop ini memberi Swift kemampuan untuk melakukan pengamatan tindak lanjut yang hampir segera atas sebagian besar semburan sinar gamma karena Swift dapat berputar begitu cepat untuk menunjuk ke arah sumber sinyal sinar gamma.
Sumber Asli: Rilis Berita PSU
