Supernova yang berdebu tersisa. klik untuk memperbesar
Sisa supernova di Awan Magellan Kecil hanya berusia 1.000 tahun; menjadikannya salah satu yang termuda yang pernah ditemukan. Teori terkini tentang supernova memperkirakan bahwa seharusnya 100 kali debu yang dapat dideteksi oleh para astronom. Mungkin saja gelombang kejut supernova mencegah pembentukan debu, atau sejumlah besar debu yang lebih dingin tidak terlihat oleh instrumen inframerah.
Salah satu dari sisa-sisa supernova termuda yang diketahui, bola merah debu bercahaya yang diciptakan oleh ledakan 1.000 tahun yang lalu dari sebuah bintang supermasif di galaksi terdekat, Awan Magellan Kecil, menunjukkan masalah yang sama dengan meledaknya bintang di galaksi kita sendiri: terlalu sedikit debu .
Pengukuran terbaru oleh University of California, Berkeley, para astronom yang menggunakan kamera infra merah di atas Spitzer Space Telescope milik NASA menunjukkan, paling banyak, seperseratus jumlah debu yang diprediksi oleh teori supernova inti-keruntuhan saat ini, hampir tidak sebesar massa planet di tata surya .
Perbedaan ini menghadirkan tantangan bagi para ilmuwan yang mencoba memahami asal-usul bintang-bintang di alam semesta awal, karena debu yang dihasilkan terutama dari bintang-bintang yang meledak diyakini menjadi benih pembentukan bintang-bintang generasi baru. Sementara sisa-sisa bintang meledak supermasif di galaksi Bima Sakti juga menunjukkan lebih sedikit debu daripada yang diperkirakan, para astronom berharap bahwa supernova di Awan Magellan Kecil yang kurang berkembang akan lebih sesuai dengan model mereka.
"Sebagian besar pekerjaan sebelumnya hanya difokuskan pada galaksi kita karena kita tidak memiliki resolusi yang cukup untuk melihat lebih jauh ke galaksi lain," kata ahli astrofisika Snezana Stanimirovic, seorang rekan peneliti di UC Berkeley. “Tetapi dengan Spitzer, kita dapat memperoleh pengamatan resolusi sangat tinggi dari Awan Magellan Kecil, yang berjarak 200.000 tahun cahaya. Karena supernova di Awan Magellan Kecil mengalami kondisi yang mirip dengan yang kita harapkan untuk galaksi awal, ini adalah tes unik pembentukan debu di alam semesta awal. "
Stanimirovic melaporkan temuannya dalam presentasi dan briefing pers hari ini (Selasa, 6 Juni) pada pertemuan American Astronomical Society di Calgary, Alberta, Kanada.
Stanimirovic berspekulasi bahwa perbedaan antara teori dan pengamatan dapat dihasilkan dari sesuatu yang mempengaruhi efisiensi dengan unsur-unsur berat mengembun menjadi debu, dari tingkat yang lebih tinggi dari penghancuran debu dalam gelombang kejut supernova yang energetik, atau karena para astronom kehilangan jumlah yang sangat besar lebih dingin. debu yang bisa disembunyikan dari kamera inframerah.
Temuan ini juga menunjukkan bahwa situs alternatif pembentukan debu, khususnya angin kencang dari bintang masif, mungkin merupakan kontributor yang lebih penting bagi kumpulan debu di galaksi purba daripada supernova.
Bintang masif - yaitu, bintang yang 10 hingga 40 kali lebih besar dari matahari kita - diperkirakan mengakhiri hidup mereka dengan keruntuhan besar-besaran inti mereka yang menghancurkan lapisan terluar bintang-bintang, memuntahkan unsur-unsur berat seperti silikon, karbon dan besi dalam memperluas awan bola. Debu ini dianggap sebagai sumber bahan untuk pembentukan bintang-bintang generasi baru dengan unsur-unsur yang lebih berat, yang disebut “logam,” selain hidrogen dan gas helium yang jauh lebih berlimpah.
Stanimirovic dan rekan-rekannya di UC Berkeley, Universitas Harvard, Institut Teknologi California (Caltech), Universitas Boston, dan beberapa lembaga internasional membentuk kolaborasi yang disebut Survei Spitzer dari Awan Magellan Kecil (S3MC). Kelompok ini mengambil keuntungan dari resolusi teleskop Spitzer yang belum pernah terjadi sebelumnya untuk mempelajari interaksi di galaksi antara bintang masif, awan debu molekul, dan lingkungan mereka.
Menurut Alberto Bolatto, rekan penelitian di UC Berkeley dan peneliti utama proyek S3MC, "Awan Magellan Kecil seperti laboratorium untuk menguji pembentukan debu di galaksi dengan kondisi yang jauh lebih dekat dengan galaksi di alam semesta awal."
"Sebagian besar radiasi yang dihasilkan oleh sisa-sisa supernova dipancarkan di bagian inframerah spektrum," kata Bryan Gaensler dari Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian di Cambridge, Mass. “Dengan Spitzer, kita akhirnya dapat melihat seperti apa sebenarnya benda-benda ini terlihat seperti . "
Disebut galaksi kerdil yang tidak beraturan, Awan Magellan Kecil dan rekannya, Awan Magellan Besar, mengorbit Bimasakti yang jauh lebih besar. Ketiganya berusia sekitar 13 miliar tahun. Selama ribuan tahun, Bimasakti telah mendorong dan menarik galaksi satelit ini, menciptakan turbulensi internal yang mungkin bertanggung jawab atas laju pembentukan bintang yang lebih lambat, dan dengan demikian evolusi yang melambat yang membuat Awan Magellan Kecil terlihat seperti galaksi yang jauh lebih muda yang terlihat lebih jauh.
"Galaksi ini benar-benar memiliki masa lalu yang liar," kata Stanimirovic. Karena itu, bagaimanapun, "kandungan debu dan kelimpahan unsur-unsur berat di Awan Magellan Kecil jauh lebih rendah daripada di galaksi kita," katanya, "sementara medan radiasi antar bintang dari bintang-bintang lebih intens daripada di galaksi Bima Sakti . Semua elemen ini ada di alam semesta awal. "
Berkat 50 jam pengamatan dengan Infrared Array Camera (IRAC) Spitzer dan Multiband Imaging Photometer (MIPS), tim survei S3MC mencitrakan bagian tengah galaksi pada tahun 2005. Dalam salah satu gambar itu, Stanimirovic melihat gelembung bola merah yang dia menemukan berhubungan persis dengan sumber sinar-X yang kuat yang sebelumnya diamati oleh satelit Observatorium Sinar-X NASA. Bola ternyata menjadi sisa supernova, 1E0102.2-7219, banyak dipelajari selama beberapa tahun terakhir dalam pita optik, sinar-X dan radio, tetapi belum pernah terlihat sebelumnya dalam inframerah.
Radiasi inframerah dipancarkan oleh benda-benda hangat, dan pada kenyataannya, radiasi dari sisa supernova, terlihat hanya dalam satu gelombang panjang gelombang, menunjukkan bahwa gelembung debu berusia 1.000 tahun hampir seragam 120 Kelvin, setara dengan 244 derajat Fahrenheit di bawah nol. E0102, di antara sepertiga termuda dari sisa-sisa supernova yang diketahui, mungkin dihasilkan dari ledakan bintang 20 kali ukuran matahari, dan puing-puing telah berkembang sekitar 1.000 kilometer per detik (2 juta mil per jam) sejak itu.
Data inframerah memberikan kesempatan untuk melihat apakah generasi bintang sebelumnya - yang memiliki logam berat berlimpah - sesuai dengan teori pembentukan debu saat ini dalam ledakan bintang supermasif. Sayangnya, jumlah debu - hampir seperseribu massa Matahari - setidaknya 100 kali lebih kecil dari yang diperkirakan, mirip dengan situasi dengan sisa supernova terkenal Cassiopeia A di Bima Sakti.
Tim S3MC merencanakan pengamatan spektroskopi di masa depan dengan teleskop Spitzer yang akan memberikan informasi tentang komposisi kimia butir debu yang terbentuk dalam ledakan supernova.
Karya itu disponsori oleh Badan Penerbangan dan Antariksa Nasional dan Yayasan Sains Nasional.
Laboratorium Jet Propulsion NASA di Pasadena, California, mengelola misi Spitzer Space Telescope untuk Direktorat Misi Sains NASA, yang berbasis di Washington, D.C. Operasi sains dilakukan di Pusat Sains Spitzer di Caltech, juga di Pasadena. JPL adalah divisi dari Caltech.
Sumber Asli: Rilis Berita UC Berkeley
