Tabrakan Kolosal Yang Mengawali Kelahiran Magnetar

Ledakan dasyat sepasang bintang neutron yang menghasilkan kilonova super terang berakhir dengan kelahiran magnetar!

Magnetar. Ini adalah bintang neutron dengan medan magnet kuadriliun kali lebih kuat dari Bumi. Kuadriliun itu setara dengan 1.000.000.000.000.000 atau 1.000 triliun. Tak cuma itu. Gravitasi magnetar juga miliaran kali lebih besar dari Bumi. Temperaturnya pun 10 juta kali lebih panas dari Bumi. Dan magnetar bisa melontarkan ledakan energi yang luar biasa besar.

Sekilas kita bisa tahu bahwa magnetar tentu terbentuk dari bintang masif yang meledak dan menyisakan bintang neutron ultrapadat. Tapi, magnetar juga bisa terbentuk dari sepasang bintang katai putih yang bergabung.

Ada satu kemungkinan lagi. Tabrakan atau bergabungnya sepasang bintang neutron. Ketika sepasang bintang neutron bertabrakan, keduanya akan bergabung membentuk bintang neutron yang luar biasa padat dan masif. Dalam hitungan milidetik, bintang neutron yang baru terbentuk itu runtuh membentuk lubang hitam.

Tapi, kalau bintang neutron ultra padat dan masif itu selamat dari keruntuhan dan menjadi magnetar. Hasilnya adalah kilonova terang yang bisa diamati dari Bumi.

Inilah yang ditemukan oleh para astronom.

Kilonova Super Terang

Tanggal 22 Mei 2020. Satelit Neil Gehrels Swift Observatory milik NASA mendeteksi semburan sinar gamma super terang. Semburan yang diamati terjadi sangat singkat. Berakhir hanya dalam waktu kurang dari satu detik. Energi yang dilontarkan sangat besar. Bahkan dalam setengah detik, energi yang dilepaskan dalam semburan sinar gamma tersebut jauh lebih besar dari energi yang dihasilkan Matahari selama 10 miliar waktu hidupnya.

Untuk mempelajari sisa cahaya semburan sinar gamma dan galaksi asalnya, para astronom menggunakan Teleskop Hubble, Very Large Array, Teleskop Keck di Observatorium W.M.Keck, dan jaringan teleskop Observatorium Las Cumbres. Pengamatan dilakukan dalam panjang gelombang optik, sinar-X, maupun ultraungu.

Diberi nama sesuai waktu pertama kali diamati, GRB200522A, berasal dari sebuah galaksi kecil yang cahayanya butuh waktu 5,5 miliar tahun untuk mencapai Bumi. Perjalanan yang menghabiskan waktu lebih dari sepertiga usia Alam Semesta teramati.

Yang menarik, ketika dibandingkan, pengamatan Teleskop Hubble pada panjang gelombang dekat-inframerah ternyata jauh lebih terang dari hasil pengamatan teleskop radio dan sinar-X. Bahkan kecerlangannya 10 kali lebih terang dari kilonova pada umumnya!

Ketika sepasang bintang neutron bertabrakan, ledakan yang terjadi melontarkan materi yang luar biasa panas dan padat, dengan kecepatan tinggi. Materi yang terlontar itu tampak menyembur dalam dua jet kembar yang melesat pada arah berlawanan.

Lontaran materi panas kemudian bertemu dan bertabrakan dengan materi yang ada di sekeliling. Akibatnya, materi yang ada bersinar. Selain itu, saking panasnya, materi yang terlontar mengalami reaksi fusi yang menghasilkan elemen baru seperti emas, platinum, uranium, dll. Reaksi tersebut melepaskan lebih banyak energi yang membuat materi jadi semakin panas dan bersinar semakin terang.

Pendar cahaya elemen berat yang terlontar saat tabrakan tersebut dikenal sebagai kilonova. Pada peristiwa ini, kilonova juga teramati menemani kehadiran semburan sinar gamma. Pada peristiwa kilonova, energi yang dilepaskan ribuan kali lebih besar dari nova, tapi masih lebih kecil dari supernova. Cahaya kilonova pada panjang gelombang inframerah inilah yang diamati teleskop Hubble dan ternyata 10 kali lebih terang dari yang seharusnya diamati pada kilonova.

Bintang Neutron Supermasif

Hasil pengamatan Hubble tentu saja menimbulkan pertanyaan baru dan membuat para astronom harus menganalisis ulang mekanisme yang terjadi di balik peristiwa semburan sinar gamma singkat tersebut.

Setelah melakukan pemodelan, diperoleh mekanisme yang bisa menjelaskan semburan sinar gamma yang sangat singkat tersebut.

Peristiwa yang berujung tabrakan ini dimulai dari sepasang bintang masif yang saling mengorbit. Di akhir hidupnya, pasnagan bintang masif ini berakhir dalam ledakan supernova yang menyisakan bintang neutron yang tidak terlalu masif.

Seperti pendahulunya, kedua bintang neutron ini mengorbit satu sama lainnya. Dalam beberapa miliar tahun, kedua bintang neutron yang masih mengorbit satu sama lainnya kemudian bergerak spiral sampai akhirnya bertabrakan dan bergabung.

Dua bintang neutron bertabrakan? Tentu saja yang diharapkan adalah terbentuknya lubang hitam baru. Akan tetapi, hasil pengamatan semburan sinar gamma yang berlangsung singkat serta kilonova yang dihasilkan tidak mengindikasikan kehadiran lubang hitam.

Yang terbentuk adalah bintang neutron supermasif berputar cepat dan dikenal sebagai magnetar dengan medan magnet yang luar biasa kuat.

Cahaya tersebut baru teramati 5,5 miliar tahun kemudian. Dalam beberapa tahun, materi yang terlontar dari semburan akan menghasilkan cahaya pada panjang gelombang radio. Dan tentunya, pengamatan dengan teleskop radio bisa memberi kejelasan apakah peristiwa tabrakan ini memang menghasilkan magnetar sekaligus juga mengungkap asal muasal objek tersebut.