Gambar menunjukkan bukti adanya bintang neutron setelah ledakan bintang yang disebut Supernova 1987A di Awan Magellan Besar. Gambar diperoleh Reuters pada 22 Februari 2024.
WASHINGTON - Ketika sebuah bintang bermassa 20 kali massa matahari kita meledak di galaksi terdekat, ledakannya begitu dahsyat sehingga terlihat dengan mata telanjang dari belahan bumi selatan selama berminggu-minggu pada tahun 1987. Para ilmuwan akhirnya berhasil mengidentifikasi keturunan supernova tersebut - sebuah objek yang sangat padat yang disebut bintang neutron.
Dua instrumen pada Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) yang mengamati supernova pada panjang gelombang inframerah menemukan bukti kimia yang melibatkan atom argon dan belerang yang menunjukkan bahwa bintang neutron yang baru lahir terselubung di balik puing-puing sisa ledakan, kata para peneliti pada hari Kamis.
Ledakan semacam itu dapat membentuk dua jenis benda padat eksotik: lubang hitam atau bintang neutron. Pengamatan Webb memecahkan teka-teki yang mana yang dihasilkan dari supernova ini.
“Setelah mengikuti supernova dan mencari objek kompak selama lebih dari tiga dekade, sangat menarik akhirnya menemukan bukti yang hilang mengenai bintang neutron, berkat JWST,” kata profesor astrofisika Claes Fransson dari Universitas Stockholm di Swedia, penulis utama dari penelitian yang dipublikasikan di jurnal Science.
“Bintang neutron adalah sisa-sisa ledakan bintang masif yang sangat padat,” kata rekan penulis studi Patrick Kavanagh, dosen departemen fisika eksperimental di Maynooth University di Irlandia. “Hal ini sebanding dengan memampatkan seluruh massa matahari menjadi seukuran sebuah kota. Mereka sangat padat sehingga satu sendok makan bintang neutron dapat berbobot sebanyak sebuah gunung.”
Supernova ini, yang disebut Supernova 1987A, terjadi 160.000 tahun cahaya dari Bumi di Awan Magellan Besar, sebuah galaksi kerdil yang bertetangga dengan Bima Sakti kita. Satu tahun cahaya adalah jarak yang ditempuh cahaya dalam setahun, 5,9 triliun mil (9,5 triliun km). Bintang tersebut, karena massanya yang besar, mempunyai umur yang relatif pendek, yaitu sekitar 20 juta tahun, jauh lebih sedikit dibandingkan matahari kita.
Cahaya dari ledakan tersebut terlihat dari Bumi pada 24 Februari 1987, sehari setelah ledakan neutrino – partikel subatom yang dihasilkan dalam jumlah besar ketika inti bintang besar runtuh – yang dihasilkan oleh supernova terdeteksi. Ini menandai pertama kalinya sejak 1604 supernova terlihat dengan mata telanjang.
Bintang yang berukuran setidaknya delapan hingga 10 kali massa Matahari mengakhiri hidupnya dalam supernova, melontarkan sebagian besar materinya ke luar angkasa setelah runtuhnya inti bintang namun meninggalkan sisa. Meskipun merupakan bencana besar, ledakan-ledakan ini merupakan sumber utama unsur-unsur kimia termasuk karbon, oksigen, silikon, dan besi yang memungkinkan adanya kehidupan.
Sisanya, bergantung pada ukuran bintang yang hancur tersebut, dapat berupa bintang neutron atau lubang hitam, sebuah benda yang tarikan gravitasinya begitu kuat bahkan cahaya pun tidak dapat lepas.
Dengan Supernova 1987A, ukuran bintang dan durasi ledakan neutrino menunjukkan sisa-sisanya adalah bintang neutron, namun hal ini belum dikonfirmasi melalui bukti langsung.
“Bukti langsung dari salah satu objek eksotik ini belum pernah ditemukan secepat ledakan supernova hingga saat ini,” kata Kavanagh.
Instrumen Webb mendeteksi atom argon dan sulfur yang elektron terluarnya telah dilepaskan, yang berarti atom tersebut "terionisasi". Para peneliti mempelajari berbagai skenario dan menemukan bahwa atom-atom ini bisa saja tertinggal di sana dalam kondisi tersebut hanya karena radiasi ultraviolet dan sinar-X dari bintang neutron.
Para peneliti sekarang bekerja untuk menentukan jenis bintang neutron apakah ini: jenis yang berputar cepat disebut pulsar dengan medan magnet kuat atau jenis yang lebih “tenang” dengan medan magnet lemah.
Temuan ini mewakili pencapaian lain Webb yang mulai beroperasi pada tahun 2022.
Debu yang berukuran lebih dari 200.000 kali massa Bumi terbentuk sebagai puing-puing setelah ledakan, membuat area di sekitar bintang neutron yang dihasilkan terlalu buram untuk dipelajari menggunakan teleskop yang berfokus pada panjang gelombang optik atau ultraviolet. Tapi Webb berfokus pada inframerah.
“Dalam inframerah, debu ini jauh lebih transparan,” kata astronom dan rekan penulis studi dari University College London, Mike Barlow.
