Apep, Si Ular Kosmis Cikal Bakal Ledakan Sinar Gamma

Apep, sistem bintang bertiga penghasil ledakan sinar gamma durasi panjang di Bima Sakti berhasil ditemukan dalam pusaran ular kosmis.

Sistem Apep yang terdiri dari sepasang bintang ganda Wolf-Rayet (titik biru bawah), bintang tunggal (titik biru atas), dan struktur debu berbentuk kincir. Kredit: ESO/Callingham et al.
Sistem Apep yang terdiri dari sepasang bintang ganda Wolf-Rayet (titik biru bawah), bintang tunggal (titik biru atas), dan struktur debu berbentuk kincir. Kredit: ESO/Callingham et al.

2XMM J160050.7-514245. Itu kode sistem bintang yang berada pada jarak 8000 tahun cahaya. Sistem ini ditemukan oleh teleskop angkasa XMM Newton milik ESA dan dipotret kembali oleh instrumen VISIR yang dipasang pada Very Large Telescope (VLT) milik ESO di Chile.

Sistem bintang 2XMM J160050.7-514245 memang menarik perhatian para astronom karena masa depannya penuh dengan ledakan. Sistem ini merupakan sarang bintang masif yang pada akhir hidupnya akan meledak sebagai dalam ledakan dasyat sinar gamma durasi panjang.

Ledakan sinar gamma merupakan ledakan berenergi tinggi yang dihasilkan saat supernova atau supernova superterang ketika inti dari bintang masif mengalami keruntuhan membentuk bintang neutron ataupun lubang hitam. Ledakan sinar gamma juga bisa terjadi saat dua bintang neutron bertabrakan. Kejadian inilah yang berhasil diamati dalam panjang gelombang elektromagnetik dan gelombang gravitasi pada tahun 2017.

Peristiwa ini berlangsung sangat cepat hanya beberapa milidetik sampai beberapa jam. Ledakan sinar gamma yang terjadi lebih dari dua detik inilah yang dikategorikan sebagai ledakan sinar gamma durasi panjang. Selama ledakan, energi yang dilepaskan bintang sama dengan energi yang dihasilkan Matahari selama seluruh hidupnya.

Sistem bintang 2XMM J160050.7-514245 yang baru ditemukan ini memang diduga sebagai cikal bakal ledakan sinar gamma durasi panjang. Ledakannya sendiri masih belum terjadi.

Berkenalan dengan Apep a.k.a 2XMM J160050.7-514245

Sistem 2XMM J160050.7-514245 yang dipotret instrumen VIRIS pada VLT memperlihatkan sistem ini sebagai sarang bintang-bintang masif yang diselimuti kincir debu. Kode 2XMM J160050.7-514245 diberikan berdasarkan nama teleskop yang menemukannya yaitu Teleskop Angkasa XMM Newton, diikuti oleh koordinatnya di angkasa.

Jangan salah, sama seperti lokasi di Bumi yang bisa kita temukan dari koordinatnya, bintang di angkasa pun demikian.

Supaya mudah diingat, para astronom memberi julukan Apep untuk sistem ini. Apep adalah Dewa Kekacauan dalam mitologi Mesir Kuno. Dewa Apep merupakan perwujudan kejahatan dan kekacauan yang berbentuk ular raksasa. Bahkan menurut mitologinya, Ra, sang Dewa Matahari pun ingin berperang melawan Apep setiap malam. Doa pemujaan pada Ra dipanjatkan untuk kemenangan Ra sehingga Matahari bisa kembali bersinar di Bumi.

Dewa Apep digambarkan sebagai representasi 2XMM J160050.7-514245 karena dalam citra VIRIS, sistem ini tampak meliuk-liuk bak ular raksasa yang membelit bintang pusatnya. Sistem ini juga dianggap cocok menyandang nama Dewa Apep karena bisa menghasilkan kekacauan.

Dalam citra VISIR, sistem APEP terdiri dari 2 pendar bintang masif dalam watna biru dan debu yang meliuk-liuk mengelilingi kedua bintang dalam warna merah. Struktur mirip kincir angin raksasa dalam citra VIRIS merupakan debu yang dilontarkan oleh kedua bintang di area pusat.

Kedua bintang tersebut diduga merupakan pasangan bintang ganda yang mampu menghasilkan lontaran materi berbentuk kincir. Memang tidak semua bintang ganda seperti itu. Akan tetapi, pada sebagian pasangan bintang ganda, hasil interaksi antara kedua komponen bintang dalam sistem memang bisa melontarkan materi dan membentuknya menjadi seperti kincir debu.

Tapi, ada masalah lain. Kedua bintang di pusat itu jaraknya berjauhan. Bintang yang lebih redup berada 250 miliar kilometer dari bintang yang lebih terang. Pada jarak ini, butuh lebih dari 10.000 tahun untuk bintang tersebut mengitari bintang yang terang. Interaksi antara kedua bintang pada jarak yang sedemikian jauh tidak akan dapat menghasilkan struktur kincir pada debu di sekelilingnya.

Setelah diselidiki, para astronom berhasil mengetahui kalau bintang paling terang pada citra Apep terdiri dari dua bintang. Keduanya merupakan pasangan bintang ganda dekat sehingga tampak seperti satu titik terang pada citra. Periode orbit kedua bintang ini saat slaing mengitari pusat massanya adalah satu abad atau 100 tahun.

Pasangan bintang ganda dekat ini terdiri dari dua bintang yang sangat masif yang dikenal sebagai bintang Wolf-Rayet. Monster bintang yang ada di galaksi.

Dengan demikian Apep merupakan sistem bintang bertiga yang terdiri dari satu bintang tunggal dan sepasang bintang ganda Wolf-Rayet.

Bintang Wolf-Rayet

Bintang Wolf-Rayet dikenal sebagai monster menakutkan dalam galaksi. Bintang-bintang ini digolongkan dalam kelas W dengan spektrum mirip bintang kelas O dengan massa minimum 15 massa Matahari. Banyak diantaranya memiliki massa yang luar biasa masif. Tak hanya itu. BIntang-bintang Wolf-Rayet juga melontarkan materi yang membentuk selubung di sekelilingi bintang.

Bintang Wolf-Rayet merupakan bintang masif yang sudah memasuki tahap evolusi lanjut dan pada akhirnya akan meledak sebagai supernova. Kala hidupnya sangat singkat, hanya beberapa ratus ribu tahun. Temperaturnya sangat panas seperti bintang kelas O dan sudah kehilangan lapisan luarnya yang kaya hidrogen.

Wolf-Rayet pada mulanya merupakan bintang yang membakar bahan bakar di inti dengan sangat cepat dengan kala hidup hanya beberapa juta tahun. Siklus reaksi fusi nuklir yang luar biasa cepat di inti dari hidrogen jadi helium kemudian menjadi karbon menyebabkan bintang tidak stabil dan bersinar sangat terang. Kecerlangannya bisa mencapai ratusan ribu kali kecerlangan Matahari. Bintang yang berotasi sangat cepat ini pada akhirnya melontarkan materi gas dan debu dalam bentuk angin bintang berkecepatan tinggi. Materi inilah yang menghasilkan selubung di sekeliling bintang Wolf-Rayet.

Sebagian bintang Wolf-Rayet adalah anggota bintang ganda yang berpasangan dengan sesama bintang Wolf-Rayet atau bintang kelas O yang panas. Kedua komponen bintang ganda dekat Apep merupakan bintang Wolf-Rayet yang tentunya sudah kehilangan lapisan luar hidrogennya. Yang masih tersisa adalah helium, karbon, oksigen ataupun nitrogen.

Bintang Wolf-Rayet memiliki peran penting sebagai penyedia komponen kimia dan energi kinetik pada medium antarbintang. Selain itu, bintang-bintang tipe ini juga cikal bakal ledakan sinar gamma durasi panjang. Untuk bisa menghasilkan ledakan sinar gamma durasi panjang, bintang leluhur atau bintang yang kemudian jadi Wolf-Rayet harus memiliki rotasi yang sangat cepat.

Misteri di Sistem Apep

Kedua komponen bintang ganda pada sistem Apep merupakan bintang super masif yang sudah berevolusi menjadi bintang Wolf-Rayet. Transfer massa atau tabrakan angin bintang yang dilontarkan kedua bintang inilah yang membentuk pola kincir pada selubung debu Apep.

Animasi pembentukan struktur kncir debu saat dua bintang masif berinteraksi. Kredit: Universitas Sydney.
Animasi pembentukan struktur kncir debu saat dua bintang masif berinteraksi. Kredit: Universitas Sydney.

Dari hasil pengamatan, bintang primer pasangan ini lebih terang dan berputar sangat cepat. Kecepatan rotasinya bahkan mendekati titik kritis atau hampir mencapai laju kehancuran yang bisa mencabik dirinya sendiri. Dengan kata lain, bintang primer ini berputar sangat cepat hingga gravitasi di permukaan bintang hampir sama dengan gaya sentrifugal yang megarah ke luar. Akibanya, materi dengan mudah terlontar dengan lontaran gas yang snagat kuat di sepanjang ekuator sehingga membentuk piringan gas tebal.

Bintang kedua atau bintang bintang sekunder pada sistem ini mengorbit bintang primer pada bidang orbit yang berbeda dari bidang orbit bintang primer. Karena itu, dalam perjalanannya mengorbit bintang primer, bintang sekunder akan masuk memotong piringan gas sebanyak dua kali.

Ketika bintang sekunder masuk dalam piringan gas tebal, interaksi angin bintang antar keduanya menghasilkan struktur debu yang mirip kincir dengan materi debu tampak muncur dan keluar dari piringan. Pola ini terbentuk hanya ketika bintang sekunder memotong atau melintas masuk dalam piringan tebal di sekeliling bintang primer.

Angin bintang yang dilepaskan pada sistem ini sangatlah cepat. Kecepatannya 3400 km / detik atau 12 juta km / jam. Akan tetapi, kecepatan kincir debu di sekeliling bintang justru berputar lambat. Hanya 550 km / detik atau 2 juta km / jam. Seharusnya kecepatan angin bintang maupun gerak debu itu lajunya sama.

Rupanya, bintang primer yang berotasi sangat cepat merupakan penyebabnya. Rotasi yang demikian cepat menyebabkan bintang melontarkan angin bintang dalam kecepatan berbeda.

Angin bintang kecepatan lambat diekuator dan angin berkecepatan sangat tinggi di kutub.

Rotasi bintang primer yang snagat cepat diduga merupakan hasil interaksi dnegan bintang ketiga pada sistem yang pernah mengorbit pada jarak yang luar biasa dekat atau keduanya hampir bersentuhan. Interaksi ini pada akhirnya menghasilkan tabrakan atau penggabungan dua bintang yang menghasilkan bintang dengan rotasi yang luar biasa cepat.

Bintang yang berotasi super cepat mendekati laju kehancurannya inilah yang berpotensi mengjasilkan ledakan sinar gamma durasi panjang. Jika tidak, bintang hanya akan berakhir dalam ledakan supernova. Kedua ledakan tersebut sama-sama dasyat dan berbahaya jika kita berada di dekatnya. Dengan jarak 8000 tahun cahaya, sepertinya manusia di Bumi hanya akan jadi pengamat yang menantikan kedatangan cahaya ledakan 8000 tahun sejak terjadinya ledakan bintang.

Untuk saat ini, sistem bintang bertiga di Apep maish baik-baik saja. Pasangan bintang Wolf-Rayet itu baru akan meledak sekitar puluhan atau ratusan ribu tahun dari sekarang.

Ditulis oleh

Avivah Yamani

Avivah Yamani

Tukang cerita astronomi keliling a.k.a komunikator astronomi yang dulu pernah sibuk menguji kestabilan planet-planet di bintang lain. Sehari-hari menuangkan kisah alam semesta lewat tulisan dan audio sambil bermain game dan sesekali menulis makalah ilmiah terkait astronomi & komunikasi sains.

Avivah juga bekerja sebagai Project Director 365 Days Of Astronomy di Planetary Science Institute dan dipercaya IAU sebagai IAU OAO National Outreach Coordinator untuk Indonesia.

1 thought on “Apep, Si Ular Kosmis Cikal Bakal Ledakan Sinar Gamma

Tulis komentar dan diskusi...