Novae Berulang, Gema Cahaya, dan Misteri T Pyxidis

Beberapa peristiwa paling kejam di Semesta kita adalah topik diskusi pagi ini di 222^nd Pertemuan American Astronomical Society di Indianapolis, Indiana ketika para peneliti mengungkapkan pengamatan baru-baru ini terhadap gema cahaya yang terlihat sebagai hasil ledakan bintang.

Gema cahaya terjadi ketika kita melihat debu dan material yang dikeluarkan diterangi oleh nova yang cemerlang. Fenomena serupa menghasilkan apa yang disebut sebagai refleksi nebula. Bintang dikatakan menjadi nova ketika bintang katai putih menyedot material dari bintang pendamping. Akumulasi hidrogen ini menumpuk di bawah tekanan luar biasa, memicu ledakan fusi nuklir singkat.

Kasus yang sangat istimewa dan langka adalah kelas variabel bencana yang dikenal sebagai nova berulang. Kurang dari selusin jenis bintang yang dikenal di galaksi kita, dan kasus paling terkenal dan aneh adalah T Pyxidis.

Terletak di konstelasi selatan Pyxis, T Pyxidis umumnya berkisar sekitar +15^th besarnya, target samar bahkan di teleskop halaman belakang besar. Namun, rawan ledakan besar mendekati kecerahan mata telanjang kira-kira setiap 20 tahun hingga +6,4. Itu adalah perubahan kecerahan hampir 4.000 kali lipat.

Tetapi misterinya semakin dalam di seputar bintang ini. Delapan ledakan dipantau oleh para astronom dari tahun 1890 hingga 1966, dan kemudian ... tidak ada apa-apa. Selama beberapa dekade, T Pyxidis diam. Spekulasi bergeser dari kapan T Pyxidis akan muncul Mengapa bintang ini tiba-tiba mengalami fase keheningan yang panjang.

Bisakah model untuk nova berulang membutuhkan perbaikan?

T Pyxidis akhirnya menjawab pertanyaan astronom pada 2011, menjalani ledakan pertamanya dalam 45 tahun. Dan kali ini, mereka memiliki Teleskop Luar Angkasa Hubble untuk menyaksikan acara tersebut.

Faktanya, Hubble baru saja diperbaharui selama kunjungan terakhir pesawat ulang-alik Atlantis ke observatorium yang mengorbit pada tahun 2009 pada STS-125 dengan pemasangan Wide Field Camera 3, yang digunakan untuk memantau ledakan T Pyxidis.

Pengamatan Hubble terhadap gema cahaya juga memberikan kejutan bagi para astronom.

"Kami sepenuhnya berharap ini menjadi cangkang bulat," kata Arlin Crotts dari Universitas Columbia, merujuk pada ejecta di sekitar bintang. "Pengamatan ini menunjukkan itu adalah disk, dan diisi dengan ejecta yang bergerak cepat dari ledakan sebelumnya."

Memang, penemuan ini menimbulkan beberapa kemungkinan menarik, seperti memberikan para peneliti kemampuan untuk memetakan anatomi ledakan sebelumnya dari bintang ketika gema cahaya berevolusi dan menerangi interior 3-D dari cakram seperti lentera Tiongkok. Disk cenderung sekitar 30 derajat ke garis pandang kami, dan para peneliti menyarankan bahwa bintang pendamping mungkin berperan dalam pembentukan strukturnya dari bola ke dalam disk. Disk materi di sekitar T Pyxidis adalah besar sekali, sekitar 1 tahun cahaya. Ini menghasilkan diameter cincin yang jelas 6 detik busur (sekitar 1/8 ukuran jelas Jupiter di oposisi) seperti yang terlihat dari sudut pandang duniawi kita.

Paradoksnya, gema cahaya dapat tampak bergerak pada kecepatan superluminal. Ilusi ini adalah hasil dari geometri lintasan yang dibutuhkan cahaya untuk mencapai pengamat, melintasi jarak yang sama tetapi tiba pada waktu yang berbeda.

Dan berbicara tentang jarak, pengukuran gema cahaya telah memberikan kejutan bagi para astronom. T Pyxidis terletak sekitar 15.500 tahun cahaya jauh, pada akhir 10% lebih tinggi dari kisaran perkiraan 6.500-16.000 tahun cahaya sebelumnya. Ini berarti bahwa T Pyxidis adalah objek yang secara intrinsik cerah, dan ledakannya bahkan lebih energik daripada yang diperkirakan.

Gema cahaya telah dipelajari mengelilingi nova lain, tetapi ini adalah pertama kalinya para ilmuwan dapat memetakannya secara luas dalam 3 dimensi.

"Kita semua telah melihat bagaimana cahaya dari cangkang kembang api selama grand finale akan menyalakan asap dan jelaga dari cangkang sebelumnya dalam pertunjukan," kata anggota tim Stephen Lawrence dari Hofstra University. "Secara analog, kami menggunakan cahaya dari ledakan terbaru T Pyx dan penyebarannya dengan kecepatan cahaya untuk membedah tampilan kembang apinya dari beberapa dekade terakhir."

Para peneliti juga mengatakan kepada Space Magazine tentang peran yang dimainkan oleh para astronom amatir dalam memantau ledakan ini. Hanya begitu banyak "ruang lingkup" yang ada, sangat sedikit yang dapat dialokasikan secara eksklusif untuk studi gema cahaya. Amatir dan anggota American Association of Variable Star Observers (AAVSO) seringkali menjadi yang pertama memberi tahu pro bahwa ledakan sedang berlangsung. Sebuah contoh terkenal dari ini terjadi pada tahun 2010, ketika pengamat halaman belakang yang berbasis di Florida Barbara Harris adalah orang pertama yang melihat ledakan dari novae U Scorpii yang berulang.

Dan meskipun T Pyxidis sekarang mungkin tidak aktif selama beberapa dekade berikutnya, ada beberapa nova berulang lainnya yang layak diteliti dengan saksama:

Jelas, nova yang berulang memiliki kisah untuk memberi tahu kita tentang peran yang mereka mainkan dalam kosmos. Selamat kepada Lawrence dan timkan penemuan ini ... awasi kembang api masa depan dari kelas bintang langka ini!

Baca siaran pers NASA asli dan lebih banyak lagi tentang T Pyxidis di sini.