Selama hampir seabad, para astronom telah mempelajari supernova dengan penuh minat. Peristiwa-peristiwa ajaib ini adalah apa yang terjadi ketika sebuah bintang memasuki fase akhir dari umurnya dan runtuh, atau dilucuti oleh bintang pendamping dari lapisan luarnya ke titik di mana ia mengalami keruntuhan inti. Dalam kedua kasus, peristiwa ini biasanya mengarah pada pelepasan materi besar-besaran beberapa kali massa Matahari kita.
Namun, tim ilmuwan internasional baru-baru ini menyaksikan supernova yang secara mengejutkan pingsan dan singkat. Pengamatan mereka menunjukkan bahwa supernova disebabkan oleh pendamping yang tak terlihat, kemungkinan bintang neutron yang menelanjangi pendamping materialnya, menyebabkannya runtuh dan menjadi supernova. Oleh karena itu, ini adalah pertama kalinya para ilmuwan menyaksikan kelahiran sistem biner bintang neutron kompak.
Penelitian yang berjudul “Supernova ultra-stripped panas dan cepat yang kemungkinan membentuk bintang biner neutron kompak”, baru-baru ini muncul di jurnal Ilmu. Penelitian ini dipimpin oleh Kishalay De, seorang mahasiswa pascasarjana dari Departemen Astrofisika Caltech, dan termasuk anggota dari Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA dan Jet Propulsion Laboratory, Institut Sains Weizmann, Institut Max Planck untuk Astrofisika, Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley , dan beberapa universitas dan observatorium.
Penelitian tim dilakukan terutama di laboratorium Mansi Kasliwal, asisten profesor astronomi di Caltech dan rekan penulis pada penelitian ini. Dia juga peneliti utama proyek Global Relay of Observatory Watching Transients Happen (GROWTH) yang dipimpin Caltech, sebuah kolaborasi astronomi internasional yang berfokus pada mempelajari fisika peristiwa transien (berumur pendek) - yaitu supernova, bintang neutron, hitam merger lubang, dan asteroid dekat bumi.
Demi penelitian mereka, tim mengamati peristiwa supernova yang dikenal sebagai iPTF 14gqr, yang muncul di pinggiran galaksi spiral sekitar 920 juta tahun cahaya dari Bumi. Dalam pengamatan mereka, mereka memperhatikan bahwa supernova menghasilkan pelepasan jumlah materi yang sebanding - sekitar seperlima dari massa Matahari. Ini cukup mengejutkan, seperti yang ditunjukkan Kasliwali dalam siaran pers Caltech baru-baru ini:
"Kami melihat keruntuhan inti bintang masif ini, tetapi kami melihat sedikit massa yang terlontar. Kami menyebutnya supernova amplop ultra-stripped dan telah lama diprediksi bahwa mereka ada. Ini adalah pertama kalinya kami secara meyakinkan melihat keruntuhan bintang besar yang begitu besar tanpa masalah. ”
Peristiwa ini tidak biasa karena, agar bintang-bintang runtuh, inti mereka perlu diselimuti oleh sejumlah besar bahan sebelumnya. Hal ini menimbulkan pertanyaan tentang di mana bintang-bintang yang hilang massa bisa pergi. Berdasarkan pengamatan mereka, mereka menentukan bahwa pendamping yang kompak (baik bintang katai putih atau bintang neutron) harus menyedotnya dari waktu ke waktu.
Skenario ini yang mengarah ke supernova Tipe I, yang terjadi dalam sistem biner yang terdiri dari bintang neutron dan raksasa merah. Dalam hal ini, tim tidak dapat menemukan pendamping bintang neutron, tetapi beralasan bahwa itu pasti telah terbentuk di orbit dengan bintang lain, sehingga membentuk sistem biner asli. Akibatnya, ini berarti bahwa dengan mengamati iPTF 14gqr, tim menyaksikan kelahiran sistem biner yang terdiri dari dua bintang neutron kompak.
Terlebih lagi, fakta bahwa kedua bintang neutron ini begitu berdekatan berarti bahwa mereka pada akhirnya akan bergabung dalam sebuah acara yang mirip dengan yang terjadi pada tahun 2017. Dikenal sebagai "acara kilonova", merger ini adalah peristiwa kosmik pertama yang terjadi. dilihat dalam gelombang gravitasi dan elektromagnetik. Pengamatan tindak lanjut juga mengindikasikan bahwa merger kemungkinan menghasilkan pembentukan black hole.
Ini menciptakan peluang untuk survei di masa depan, yang akan menonton iPTF 14gqr untuk melihat apakah acara kilonova lainnya menghasilkan dan menciptakan lubang hitam lain. Di atas semua itu, fakta bahwa tim mampu mengamati acara sama sekali cukup beruntung, mengingat bahwa fenomena ini jarang terjadi (hanya 1% dari peristiwa supernova) dan berumur pendek. Seperti yang dijelaskan De:
“Anda memerlukan survei sementara yang cepat dan jaringan astronom yang terkoordinasi dengan baik di seluruh dunia untuk benar-benar menangkap fase awal supernova. Tanpa data saat masih bayi, kita tidak bisa menyimpulkan bahwa ledakan itu pasti berasal dari inti runtuh bintang masif dengan amplop sekitar 500 kali radius matahari. ”
Peristiwa ini pertama kali terdeteksi oleh Palomar Observatory sebagai bagian dari Pabrik Transient Palomar perantara (iPTF) - sebuah kolaborasi ilmiah di mana para pengamat di seluruh dunia memantau kosmos untuk peristiwa kosmik berumur pendek seperti supernova. Berkat iPTF yang melakukan survei malam hari, teleskop Palomar dapat menemukan iPTF 14gqr sangat lama setelah ia pergi supernova.
Kolaborasi ini juga memastikan bahwa begitu Teleskop Palomar tidak lagi dapat melihatnya (karena rotasi Bumi), pengamat lain dapat terus memantau dan melacak evolusinya. Ke depan, Fasilitas Transient Zwicky (yang merupakan penerus Palomar Observatory untuk iPTF) akan melakukan survei langit yang lebih sering dan luas, berharap dapat menemukan lebih banyak peristiwa langka ini.
Survei ini, berkoordinasi dengan upaya tindak lanjut oleh jaringan seperti PERTUMBUHAN, akan memungkinkan para astronom untuk mempelajari bagaimana sistem biner kompak berevolusi. Ini akan mengarah pada pemahaman yang lebih besar tentang tidak hanya bagaimana benda-benda ini berinteraksi, tetapi juga memberikan lebih banyak wawasan tentang bagaimana gelombang gravitasi dan jenis lubang hitam tertentu terbentuk.
