Gambar Chandra dari SN1970G. Kredit gambar: NASA. Klik untuk memperbesar.
Ketika para astronom melihat-lihat Alam Semesta, satu prinsip menonjol dalam kelonggaran di atas banyaknya data dan informasi yang ditangkap oleh instrumen mereka - Semesta adalah pekerjaan yang sedang berjalan. Dari atom hidrogen ke kluster galaksi, banyak hal mengalami perubahan dengan cara yang sangat mirip. Prinsip pertumbuhan, pendewasaan, kematian, dan kelahiran kembali berperan di Semesta. Tidak ada prinsip yang lebih sepenuhnya diwujudkan daripada sumber cahaya utama yang kita lihat melalui instrumen kita - bintang-bintang.
Pada tanggal 1 Juni 2005, sepasang penyelidik (Stefan Immler dari Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA dan K. Kuntz dari Universitas John Hopkins) menerbitkan data sinar-X yang dikumpulkan dari berbagai instrumen yang dibawa dari luar angkasa. Data mengungkapkan bagaimana satu bintang masif yang lewat di galaksi terdekat (M101) dapat membantu kita memahami periode yang relatif singkat antara kematian bintang dan transformasi karangan bunga bercahaya gas menjadi sisa supernova. Bintang itu - supernova SN 1970G - kini telah mengalami 35 tahun "akhirat" yang terlihat dalam bentuk inti neutronik yang berputar cepat dalam aura gas dan debu circumstellar yang ekspansif (materi CSM atau keliling). Bahkan sekarang (dari persepsi kami) logam berat berpacu ke luar dengan kecepatan ribuan kilometer per detik - berpotensi menanam benih bahan organik dalam Interstellar Medium (ISM) dari 27 juta tahun cahaya galaksi jauh - yang mudah terlihat di terkecil instrumen dalam konstelasi pegas Ursa Majoris. Hanya ketika energi dalam masalah itu mencapai ISM, 1970G akan menyelesaikan siklus kelahirannya dan potensi kelahiran kembali untuk mengambil bentuk di bintang-bintang dan planet-planet baru.
Nasib bintang terutama ditentukan oleh massanya. Bertahan hidup hanya selama 50.000 tahun, bintang-bintang paling masif (sebesar 150 matahari) mengembun dari konsentrasi gas dan debu dingin yang sangat besar untuk akhirnya menjalani kehidupan yang sangat cepat. Di masa muda, bintang-bintang seperti itu bersukaria sebagai raksasa biru cemerlang yang memancarkan sinar ultraviolet dekat dari fotosfer yang suhunya mungkin lima kali lebih besar dari Matahari kita sendiri. Di dalam bintang-bintang seperti itu, tungku nuklir dengan cepat terakumulasi memberikan radiasi luar biasa yang luar biasa. Tekanan dari radiasi ini mendorong kafan luar bintang ke arah luar berkali-kali bahkan ketika angin ribut partikel bermuatan tinggi mendidih dari permukaannya untuk menjadi bintang CSM. Karena tekanan yang diberikan oleh intinya yang berkembang pesat, mesin nuklir bintang tersebut akhirnya menjadi kelaparan karena bahan bakar. Runtuhnya berikutnya ditandai oleh pertunjukan cahaya yang cemerlang - yang berpotensi dapat mengungguli seluruh galaksi. Pada magnitudo 12.1, supernova tipe II 1970G tidak pernah menjadi cukup terang untuk mengatasi host ke 8 besarnya. Tetapi selama sekitar 30.000 tahun sebelum kemekarannya, 1970G mendidihkan sejumlah besar hidrogen dan gas helium dalam bentuk angin matahari yang kuat. Belakangan, aura materi yang hening dan sama itu membuat ledakan tahun 1970-an mengejutkannya dengan eksitasi sinar-X. Dan itu adalah periode gelombang kejut yang berkembang yang mendominasi tanda tangan energi atau “fluks” 1970G selama 35 tahun pengamatan terakhir.
Menurut sebuah makalah yang berjudul "Penemuan Emisi X-Ray dari Supernova 1970G dengan Chandra" Immler dan Kuntz melaporkan bahwa, "Sebagai SN tertua yang terdeteksi dalam sinar-X, SN 1970G memungkinkan, untuk pertama kalinya, pengamatan langsung transisi dari SN ke fase sisa supernova (SNR). "
Meskipun laporan tersebut mengutip data sinar-X dari berbagai satelit sinar-X, sebagian besar informasi tersebut berasal dari serangkaian lima sesi menggunakan Chandra X-Ray Observatory NASA selama periode 5-11 Juli 2004. Selama itu sesi dikumpulkan total hampir 40 jam sinar-X lunak. Resolusi spasial superior Chandra dan kepekaan yang diperoleh dari pengamatan jangka panjang memungkinkan para astronom untuk sepenuhnya menyelesaikan sinar X supernova dari permukaan HII terdekat di dalam galaksi - sebuah wilayah yang cukup terang dalam cahaya tampak untuk dimasukkan dalam JLE Dreyer's New Katalog Umum disusun pada akhir abad ke-19 - NGC 5455.
Hasil dari ini - dan beberapa pengamatan lain dari supernova afterglow menggunakan NASA Chandra dan ESMM XMM-Newton - telah mengkonfirmasi salah satu teori terkemuka dari lampu x-ray pasca-supernova. Dari makalah: “spektra sinar-X berkualitas tinggi telah mengkonfirmasi validitas model interaksi circumstellar yang memprediksi komponen spektral keras untuk emisi guncangan maju selama zaman awal (kurang dari 100 hari) dan komponen termal lunak untuk kebalikannya emisi kejut setelah selubung yang mengembang menjadi tipis secara optik. ”
Selama puluhan ribu tahun sebelum menjadi supernova, bintang yang menjadi SN 1970G diam-diam membawa materi ke ruang angkasa. Ini menciptakan aura hidrogen dan helium extrastellar yang ekspansif dalam bentuk CSM. Ketika beralih ke supernova, gelombang besar materi panas melesat ke luar angkasa saat mantel SN 1970G melambung kembali setelah runtuh ke intinya yang sangat panas. Selama kira-kira 100 hari, kerapatan dari hal ini tetap sangat tinggi dan - saat menabrak CSM - sinar-X yang keras mendominasi output dari fluks noval. Sinar-X yang keras ini mengandung energi sepuluh hingga dua kali lipat lebih banyak daripada yang harus diikuti.
Kemudian ketika materi berenergi tinggi ini berkembang cukup menjadi transparan secara optis, periode baru disupervisi - fluks sinar-X dari CSM itu sendiri menyebabkan kebalikan dari sinar-X "lembut" energi rendah. Periode itu diperkirakan akan terus berlanjut hingga CSM meluas ke titik fusi dengan Interstellar Matter (ISM). Pada saat itu sisa supernova akan terbentuk dan energi termal dalam CSM akan mengionisasi ISM itu sendiri. Dari sini akan muncul cahaya “biru-hijau” yang terlihat dalam sisa-sisa supernova seperti Cygnus Loop ketika dilihat melalui instrumen amatir sederhana dan filter yang sesuai.
Apakah SN 1970G telah berkembang menjadi sisa supernova?
Salah satu petunjuk penting untuk memecahkan pertanyaan ini terlihat pada tingkat kehilangan massa supernova sebelum erupsi. Menurut Immler dan Kuntz: "Tingkat kehilangan massa yang diukur untuk SN 1970G mirip dengan yang disimpulkan untuk SNe Tipe II lainnya, yang biasanya berkisar dari 10-5 ke 10-4 massa matahari per tahun. Ini menunjukkan bahwa emisi sinar-X muncul dari CSM yang dipanaskan dengan kejutan yang disimpan oleh nenek moyang daripada ISM yang dipanaskan dengan kejutan, bahkan pada zaman akhir ini setelah ledakan. "
Menurut Stefan Immler, “Supernova biasanya menghilang dengan cepat setelah ledakan mereka ketika gelombang kejut mencapai batas luar angin bintang, yang menjadi semakin tipis. Namun, beberapa ratus tahun kemudian, goncangan itu menyebar ke medium antarbintang, dan menghasilkan emisi sinar-X yang berlebihan karena kepadatan tinggi ISM. Pengukuran kepadatan di bagian depan guncangan tahun 1970G menunjukkan bahwa mereka adalah karakteristik angin bintang, yang lebih dari urutan besarnya lebih kecil dari kepadatan ISM. "
Karena rendahnya tingkat keluaran sinar-X, penulis menyimpulkan bahwa 1970G belum mencapai fase sisa supernova - bahkan pada usia 35 tahun setelah ledakan. Berdasarkan studi yang terkait dengan sisa-sisa supernova seperti Cygnus Loop, kita tahu bahwa begitu sisa-sisa terbentuk, mereka dapat bertahan selama puluhan ribu tahun karena materi yang dipanaskan bersatu dengan ISM. Kemudian, setelah ISM yang dipanaskan dengan kejutan akhirnya mendingin, bintang-bintang dan planet-planet baru dapat terbentuk diperkaya oleh atom-atom berat seperti karbon, oksigen, dan nitrogen bersama dengan unsur-unsur yang lebih berat (seperti besi) yang dihasilkan selama momen singkat supernova yang sebenarnya. ledakan - hal-hal kehidupan.
Jelas SN 1970G memiliki lebih banyak hal untuk diajarkan kepada kita tentang kehidupan setelah bintang-bintang besar dan perjalanannya menuju status sisa supernova akan terus dipantau dengan hati-hati hingga masa depan.
Ditulis oleh Jeff Barbour
