Pasangan Bintang Cikal Bakal Kilonova Penghasil Emas

Para astronom menemukan pasangan bintang yang jadi cikal bakal peristiwa kilonova yang menghasilkan emas dan perak.

Ilustrasi sistem CPD-29-2176 yang terdiri dari bintang neutron dan bintang masif. Kredit: CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine/M. Zamani
Ilustrasi sistem CPD-29-2176 yang terdiri dari bintang neutron dan bintang masif. Kredit: CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine/M. Zamani

Kilonova. Ledakan dahsyat yang menghasilkan tidak saja ledakan sinar gamma tapi juga menghasilkan gelombang gravitasi. Ledakan tersebut terjadi saat sepasang bintang neutron atau pasangan bintang neutron dan lubang hitam bertabrakan dan pada akhirnya bergabung. Tak hanya itu. Di dalam puing-puing sisa ledakan yang kaya neutron, ada sejumlah besar elemen terbesar di alam semesta yang ditempa. Di antaranya adalah emas dan platinum. 

Kita tahu dari riwayat perjalanan hidup bintang, hanya bintang-bintang bermassa sangat besar yang berakhir dalam ledakan supernova yang pada akhirnya menghasilkan bintang neutron dan lubang hitam. Tapi, perjalanan hidup bintang masif yang singkat tapi panjang untuk skala waktu manusia, membuat kita tidak bisa mengamati dan mempelajari bintang asal yang akhirnya meledak tersebut. Sebagai catatan, bintang masif memiliki kala hidup yang lebih pendek dibanding bintang seperti Matahari. Hanya butuh 10 juta tahun.

Kali ini, para astronom menemukan sepasang bintang yang sepertinya bisa jadi cikal bakal kilonova. Penemuan langka, karena hanya ada sekitar 10 sistem seperti ini yang ada di Bimasakti. 

Supernova ultralucut

Sistem CPD-29 2176. Sistem ini pertama kali ditemukan oleh Neil Gehrels Swift Observatory milik NASA dan selanjutnya diamati oleh teleskop SMARTS 1,5 meter di Cerro Tololo Inter-American Observatory, Chile. Pengamatan lanjutan dilakukan untuk mencari tahu karakteristik orbit dari pasangan bintang di dalam sistem tersebut. 

Sistem CPD-29 2176 berada 11.400 tahun cahaya dari Bumi dan terdiri dari bintang neutron dan bintang masif. Yang menarik, bintang neutron di CPD-29 2176 terbentuk dari ledakan supernova yang bintangnya sudah dilucuti sebagian besar selubungnya. Para astronom memberi istilah supernova ultralucut

Sementara itu, para astronom menduga kalau bintang masif pasangannya sedang dalam proses menuju ledakan supernova ultralucut. 

Jika bintang masif berakhir dalam ledakan supernova, tentu ada selubung luar yang terlontar dengan kecepatan tinggi dan mengakibatkan bintang pasangan juga terlontar dari sistem. 

Yang menarik, sistem CPD-29 2176 masih terdiri dari sepasang bintang dengan orbit yang cukup dekat. Itu artinya, sebelum meledak sebagai bintang neutron, interaksi sepasang bintang masif ini menghasilkan pelucutan materi bintang dalam jumlah besar sehingga ketika bintang meledak, kekuatan ledakannya tidak lagi sebesar supernova pada umumnya. Dengan demikian, bintang masif pasangan masih tetap ada di dalam sistem.

Setelah bintang masif meledak, yang tersisa adalah pusat bintang berevolusi sebagai bintang neutron. Setelah itu, interaksi pasangan bintang neutron dan bintang masif pasangannya menghasilkan transfer massa (pelucutan materi). Akibatnya si bintang masif akan kehilangan sebagian selubungnya dan akhirnya meledak sebagai supernova ultralucut dan menyisakan pusat massa yang berakhir sebagai bintang neutron. 

Setelah menjadi bintang neutron, interaksi keduanya menyebabkan pasangan bintang neutron tersebut bergerak saling mendekat dan akhirnya bertabrakan dalam ledakan kilonova. Pada akhirnya kedua bintang neutron pun bergabung. 

Ilustrasi tahap evolusi pasangan bintang dalam sistem CPD-29-2176. Kredit: CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld
Ilustrasi tahap evolusi pasangan bintang dalam sistem CPD-29-2176. Kredit: CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld

Penemuan Langka

Tidak mudah untuk menemukan cikal bakal kilonova. Bahkan bisa dibilang ini penemuan langka. Yang pasti, penemuan cikal bakal kilonova ini sangat penting untuk menyingkap misteri pembentukan kilonova, serta asal usul elemen terberat di Alam Semesta. 

Setidaknya, melalui penemuan ini para astronom bisa mengetahui skenario terbentuknya pasangan bintang neutron lewat ledakan supernova ultralucut. Dengan cara ini, kedua bintang neutron tetap selamat di dalam sistem sampai akhirnya keduanya bergabung. 

Tentu saja ini proses yang sangat panjang dan tidak mudah. 

Yang kita ketahui saat ini, Bima Sakti terdiri dari ratusan miliar bintang. Tapi sistem cikal bakal kilonova hanya ada satu dalam sepuluh miliar sistem. Hasil penelitian sebelumnya memperlihatkan galaksi spiral seperti Bima Sakti hanya memiliki satu atau dua sistem yang bisa menjadi cikal bakal kilonova. 

Selain itu, butuh waktu setidaknya satu juta tahun untuk bintang masif pasangan menjadi supernova dan menyisakan bintang neutron. Setelah itu, kedua bintang masih butuh waktu untuk berinteraksi dan saling mendekati dalam tarian kosmik dan secara perlahan kehilangan energi orbitalnya sebagai radiasi gravitasi. 

Ketika akhirnya keduanya bergabung dan menghasilkan kilonova, maka ledakan yang terjadi akan menciptakan gelombang gravitasi yang kuat dan menyisakan sejumlah besar elemen berat, termasuk emas dan perak. 

Tapi yang bisa mengamati peristiwa ini adalah para astronom masa depan. 

Ditulis oleh

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.

Tulis komentar dan diskusi...