Ledakan Bintang Yang Kaya Oksigen-Magnesium

Dari supernova kita tahu elemen apa yang diproduksi bintang di masa akhir hidupnya. Para astronom menemukan oksigen-magnesium pada supernova.

Bintang. Kita mungkin melihat bintang sebagai titik cahaya di langit malam. Tapi bintang itu sendiri merupakan bola gas yang disusun oleh hidrogen, gas paling ringan di alam semesta. Bintang juga tampak bersinar di langit malam. Ini bedanya dengan planet. Bintang bisa bersinar karena di pusat bintang terjadi pembakaran atau tepatnya reaksi fusi nuklir untuk menghasilkan elemen berat dan energi. Dalam hal ini hidrogen jadi helium. Dan saat hidrogen habis, maka giliran helium yang kemudian diubah untuk jadi elemen berat. 

Pada akhirnya bintang pun berevolusi dan memasuki masa tua. Kalau bintang seperti Matahari mengakhiri hidupnya sebagai bintang katai putih, maka bintang-bintang yang lebih masif akan berakhir dalam peristiwa supernova. Ledakan dahsyat yang pada akhirnya menyisakan pusat bintang yang runtuh dan berakhir sebagai bintang neutron atau lubang hitam. Ketika ledakan terjadi, tentunya ada materi yang dilontarkan. Yang menarik, komposisi materi yang terlontar itu bisa jadi jejak terakhir dari materi yang terbentuk pada masa akhir hidup bintang sebelum meledak. 

Inilah yang ditemukan oleh Hanindyo Kuncarayakti dari Universitas Turku dan tim. Lebih tepatnya, Hanindyo dan tim menemukan ledakan supernova yang ternyata bisa menambah pemahaman kita terkait tahap akhir kehidupan bintang. 

Materi Sirkumbintang

Bintang-bintang masif yang massanya 8 massa Matahari atau lebih memiliki struktur mirip bawang. Jadi, bintang-bintang ini memiliki lapisan-lapisan dengan elemen berbeda di dalamnya. Semakin jauh ke dalam bintang, lapisan yang kita temui justru mengandung elemen yang lebih berat dari hidrogen. Ada helium, karbon, oksigen, dan elemen berat lainnya yang dihasilkan oleh reaksi fusi nuklir di dalam bintang.

Selama hidupnya, bintang juga mengalami kehilangan massa. Yang paling sering terjadi lewat lontaran partikel yang kita kenal sebagai angin bintang. Peristiwa lontaran partikel-partikel energi tinggi dari bintang ini juga bisa terjadi akibat adanya erupsi pada bintang. Selain itu, kehilangan massa juga bisa terjadi akibat interaksi dengan bintang pasangan. 

Laju kehilangan massa pada bintang juga berbeda-beda. Ada yang lambat tapi ada juga yang cepat. Yang lambat biasanya terjadi lewat angin bintang, tapi ada yang luar biasa cepat lewat ledakan bintang. Akibatnya, bintang kehilangan seluruh selubung hidrogennya dan lapisan dalam bintang pun terekspos. 

Tapi, massa atau materi yang terlontar ini tidak hilang melainkan masih bisa ditemukan di sekeliling bintang. Kita mengenalnya dengan nama materi sirkumbintang. 

Pada bintang tunggal, materi sirkumbintang berasal dari materi yang terlontar dari bintang. Tapi, pada bintang ganda, selain materi dari bintang yang mengalami kehilangan selubung akibat ledakan, materi sirkumbintang juga bisa berasal dari bintang pasangannya. 

Ketika bintang meledak sebagai supernova, selubung bintang terlontar dan menyisakan pusat bintang yang kemudian mengalami keruntuhan. Selubung bintang yang terlontar itu pada umumnya didominasi oleh gas hidrogen (supernova tipe IIn) dan helium (supernova tipe Ibn).

Unsur berat di materi sirkumbintang

Pada tahun 2021, para astronom menemukan supernova dengan materi sirkumbintang yang tidak didominasi hidrogen helium. Mereka justru menemukan unsur berat seperti karbon dan oksigen (supernova tipe Icn) pada materi sirkumbintang. 

Penemuan unsur berat seperti karbon dan oksigen menunjukkan tahapan selubung yang terlepas maupun akumulasi materi di sekeliling bintang, dengan hidrogen sebagai materi paling ringan sekaligus elemen yang ada pada lapisan terluar bintang. 

Pengamatan survei dengan Very Large Telescope (VLT) 8,2 meter yang dioperasikan ESO menangkap kehadiran Supernova Tipe Ic yang berbeda dari yang umum ditemukan. 

Supernova SN 2021ocs. 

Supernova yang satu ini bertahan lebih lama dan tidak segera meredup dan warnanya lebih biru jika dibandingkan dengan supernova tipe Ic lainnya.  

Pada supernova SN 2021ocs ini, Hanindyo dan rekan-rekannya menemukan unsur berat yang berbeda. Mereka menemukan kelimpahan oksigen dan magnesium pada spektrum supernova. Keberadaan oksigen dan magnesium pada bintang masif bukan hal aneh karena kedua elemen tersebut sudah terbentuk sebelum supernova. 

Yang menarik, bagaimana bisa ada kelimpahan oksigen-magnesium pada materi sirkumbintang. 

Menurut Hanindyo, supernova tipe ini bisa terjadi karena materi sirkumbintang yang didominasi oleh oksigen-magnesium, atau akibat lontaran materi yang didominasi oksigen-magnesium. Dari hasil pengamatan, tampaknya dominasi oksigen-magnesium pada SN 2021ocs berasal dari lontaran gas kaya oksigen-magnesium yang menabrak materi sirkumbintang. 

Jika demikian, maka seharusnya materi sirkumbintang yang dihasilkan dari lontaran massa bintang sudah terjadi sekitar 1000 hari sebelum bintang meledak. Tak pelak, pengamatan ini juga bertindak sebagai mesin waktu yang menjejak aktivitas bintang sebelum terjadinya ledakan sekaligus menjadi penyelia informasi tahap akhir kehidupan bintang masif.