Saintis Kesan Supernova baharu beberapa Jam Selepas Meletus

Oleh : Dr Aniszawati Azis

Bayangkan pergerakan akibat letupan besar. Bintang yang 10 kali lebih tumpat berbanding matahari biasanya berakhir dengan letupan raksasa yang dinamakan supernova.

Saintis tidak pasti mengapa atau bagaimana bintang-bintang seperti ini meletup pada penghujung hayat mereka namun pemerhatian terkini pada supernova yang berusia 6 jam – paling muda yang pernah diperhatikan – seolah-olah memberikan pengertian baharu tentang pengakhiran hayat bintang-bintang besar. Dapatan kajian telah diterbitkan pada Isnin lalu (13 Februari 2017) dalam jurnal Nature Physics.

Menjadi nova

Pada asasnya, bintang ialah sebuah reaktor lakuran (fusion reactor). Pada usia muda, bintang bergabung dengan hidrogen bagi membentuk elemen berat seperti helium di dalam terasnya. Seiring dengan pertambahan usia bintang, proses lakuran terus berlaku sambil menghasilkan lebih banyak elemen berat sehingga teras menjadi semakin keras. Apabila bekalan hidrogen berkurangan dan teras menjadi bertambah berat, bintang akan runtuh dan musnah dengan sendiri lalu mencetuskan apa yang dipanggil supernova jenis II.

Namun apa yang sebenarnya berlaku pada saat-saat akhir itu terus kekal misteri kerana bintang yang sedang nazak amat sukar ditemui. “Amat sukar menemui walaupun satu bintang di dalam galaksi kita yang meletus dalam masa kurang setahun,” Norbert Langer, ahli astrofizik menulis dalam ulasan beliau tentang penemuan supernova baharu itu.

Saintis mendapati bahawa dalam beberapa jenis supernova yang jarang ditemui, bintang meledakkan bahan berbentuk gas di lapisan luarnya sejurus sebelum strukturnya musnah. Namun tidak dapat dipastikan sekiranya perkara yang sama berlaku pada jenis-jenis supernova lain yang biasa ditemui. Lazimnya saintis menemui bintang yang meletus hanya setelah letusan berlaku selama beberapa hari. Pada waktu itu, ledakan yang berlaku telah pun menghilangkan lapisan luar yang mengandungi pelbagai petunjuk.

Kelahiran supernova

Pada 6hb Oktober 2013, pencerap langit automatik di California’s Intermediate Palomar Transient Factory (iPTF) telah menjejaki SN 2013fs — berada 160 juta tahun cahaya dari galaksi berhampiran,  3 jam selepas letusan. Dalam masa beberapa jam selepas itu, para saintis di pusat-pusat pencerapan lain terus mengambil kesempatan yang sangat berharga itu untuk mengkaji supernova yang baru lahir. Mereka menghalakan teleskop ke arah bintang yang sedang meletus itu untuk mengukur pemancarannya.

Pemerhatian mereka menunjukkan bahawa bintang itu kelihatan seperti raksasa merah. Mereka juga mendapati bahawa supernova jenis II meletup pada kelajuan maksimum 224,000 batu sejam.

Menurut para pengkaji, dalam masa setahun sebelum kematian berapi itu, bintang tersebut mengeluarkan satu lapisan bahan yang kemudian mengelilinginya dalam bentuk cangkerang. Hasil kajian mengesahkan bahawa supernova jenis II – jenis supernova yang paling lazim ditemui dan merangkumi hampir 50 peratus daripada bintang-bintang yang telah meletus – membentuk lapisan gas seumpama ini sebelum meletus.

“Seolah-olah bintang itu tahu bahawa kematiannya akan tiba tidak lama lagi. Ia menghembuskan bahan dalam bentuk gas pada kadar yang terus meningkat sehingga saat akhirnya,” kata Ofer Yaron, penulis bersama dan ahli astrofizik di Weizmann Institute of Science, Israel.

Proses ini juga menghasilkan gelombang kejut (shockwave). Semasa gelombang kejut bergerak keluar, bahan-bahan dalam lapisan gas itu terion lalu membolehkan pencerapan oleh alat-alat di bumi sehingga kita memperoleh maklumat tentang bahan yang terkandung dalam raksasa merah. Spektra menunjukkan kehadiran oksigen IV iaitu oksigen yang terion pada tahap tinggi, yang tidak pernah ditemui dalam spektra supernova sebelum ini. Yaron menjelaskan, “Kami memperoleh spektra ini kerana berjaya merakamkan kejadian pada waktu ia sangat muda dan panas.”

Para penyelidik berpendapat pada hari-hari terakhirnya, bintang memuntahkan bahan kandungannya menyebabkan kehilangan jisim berlaku dengan sangat pantas sehingga berlaku keruntuhan struktur. Mungkin pengeluaran jisim telah menjadikan bintang hilang keseimbangan lalu menjurus kepada keruntuhan dan kejadian supernova. Ini bermakna struktur bintang yang sedang meletup tidak seperti anggapan ahli fizik selama ini. Walaupun berhadapan cabaran, mereka masih mencari penjelasan tentang hembusan jisim yang banyak pada tahun dan hari-hari terakhir bintang tersebut.

Mungkin teleskop masa hadapan boleh membantu. The Zwicky Transient Factory, yang akan menggantikan iPTF pada tahun ini, mampu mencerap langit malam 10 kali lebih baik berbanding yang terdahulu. Satu lagi teleskop bernama ULTRASAT, yang diperkenalkan oleh Weizmann Institute dan Caltech, disasarkan untuk menjejaki isyarat UV pertama daripada supernova, diharap dapat mengesannya beberapa minit selepas letusan. Sekiranya misi ini mendapat sokongan, ia berupaya “menyingkap suatu fasa baharu dalam eksplorasi dan kajian berkenaan supernova,” kata Yaron.

Feature image illustration – supernovae.net
Sumber – popsci.com