Cara Baru Kematian Bintang di Pusat Galaksi Kuno

Jejak semburan sinar gamma terbaru memperlihatkan cara baru kematian bintang dalam lingkungan  padat reruntuhan bintang di area lubang hitam supermasif! 

Kita tahu bagaimana bintang-bintang di Alam Semesta mengakhiri kehidupan mereka. Cara kematian bintang terkait erat dengan massanya. Bintang-bintang massa kecil seperti Matahari, akan mengembang di masa tuanya dan pada akhirnya berakhir sebagai bintang katai putih. Bintang-bintang yang lebih masif justru lebih cepat menyelesaikan pembakaran di pusat dan meledak sebagai supernova, menyisakan bintang neutron dan lubang hitam. Dua objek yang sangat padat di alam semesta. 

Perlu diingat kalau di alam semesta, ada bintang tunggal, dan ada juga bintang berpasangan atau bintang ganda. Jika ada dua bintang masif yang meledak dan menyisakan dua objek superpadat dalam sistem bintang ganda, maka keduanya akan bertabrakan. Tabrakan pasangan bintang neutron bukan hal baru. Sudah ada bukti yang tidak saja berasal dari gelombang elektromagnetik tapi juga gelombang gravitasi.

Penemuan baru kali ini memberikan pilihan lain untuk kematian bintang. 

Berburu Semburan Sinar Gamma Durasi Panjang

Ledakan atau semburan sinar gamma terbagi dalam dua tipe berdasarkan durasinya. Ledakan sinar gamma durasi panjang yang berlangsung lebih dari dua detik sampai beberapa menit dari supernova bintang masif lebih dari 10 massa Matahari. Yang kedua adalah ledakan sinar gamma durasi pendek yang berlangsung kurang dari dua detik dan diperkirakan terjadi dari tabrakan bintang neutron. 

Ketika para astronom sedang mencari ledakan sinar gamma durasi panjang dengan teleskop Gemini Selatan di Chile, para astronom menemukan bukti tabrakan bintang-bintang atau sisa reruntuhan bintang dalam area padat dan penuh kekacauan di dekat lubang hitam supermasif galaksi kuno. 

Di dalam area terpadat inilah bintang-bintang menemui ajalnya dan semua itu dikendalikan oleh lubang hitam supermasif. Hal ini tentu saja bisa terjadi. Lubang hitam supermasif memiliki massa yang luar biasa besar. Itu artinya, objek di pusat galaksi ini juga memiliki gravitasi yang luar biasa besar yang mendominasi dan mempengaruhi gerak bintang-bintang yang ada di sekitarnya. Singkatnya, gravitasi lubang hitam supermasif mengendalikan pergerakan objek di sekitarnya dan membuat mereka saling bertabrakan. 

Ledakan di Galaksi Kuno

Bukti cara baru kematian bintang itu ditemukan di galaksi kuno. Itu artinya galaksi ini sudah melewati masa gemilangnya ketika pembentukan bintang ramai terjadi. Saat ini, yang tersisa hanya bintang-bintang tua, atau bahkan sisa dari bintang-bintang raksasa. Pusat galaksinya dihuni oleh bintang dan sisa-sisa bintang seperti katai putih, bintang neutron, dan lubang hitam. 

Berada di area pusat galaksi, bintang dan sisa bintang tersebut akan berada di bawah pengaruh gravitasi lubang hitam supermasif. Dan tak pelak, di area inilah terjadi turbulensi yang menyebabkan bintang-bintang di dalamnya mengalami tabrakan dan menghasilkan ledakan sinar gamma. Yang jadi masalah bukti dari dugaan ini belum pernah ditemukan sebelumnya. 

Bukti pertama dari ledakan sinar gamma yang terjadi akibat tabrakan dua objek di lingkungan padat bintang di pusat galaksi terjadi pada 19 Oktober 2019. Pada tanggal tersebut, Neil Gehrels Swift Observatory milik NASA mendeteksi kilatan terang sinar gamma yang berlangsung lebih dari satu menit. 

Ada ledakan sinar gamma durasi panjang yang diberi nama GRB 191019A. Ketika ditelusuri, ledakan itu terjadi di area yang jaraknya kurang dari 100 tahun cahaya dari pusat galaksi kuno. Sangat dekat dengan lubang hitam supermasif. 

Tidak ada jejak supernova yang seharusnya meninggalkan sidik jari ledakan sinar gamma durasi panjang. Pengamatan lanjutan dilakukan dan para astronom justru menemukan kalau ledakan sinar gamma itu terjadi akibat proses merger dua objek kompak. Singkatnya, ada sepasang objek kompak yang bertabrakan dan bergabung. 

Wilayah Padat di Pusat Galaksi Kuno

Dalam lingkungan galaksi yang normal, ledakan sinar gamma durasi panjang dari tabrakan sisa ledakan bintang seperti bintang neutron dan lubang hitam termasuk langka. Tapi tidak demikian dengan galaksi kuno.

Wilayah pusat galaksi kuno justru dihuni oleh jutaan bintang atau bahkan lebih yang berdesak-desakan dalam area yang besarnya hanya beberapa tahun cahaya. Wilayah dengan kepadatan bintang yang ekstrim ditambah gravitasi super kuat dari lubang hitam supermasif, gerak bintang akan mengalami gangguan dan tabrakan antar bintang pun terjadi. Apalagi wilayah ini dihuni sisa-sisa bintang seperti bintang neutron dan lubang hitam. Tabrakan dahsyat dan merger tak terhindarkan dan ledakan sinar gamma durasi panjang pun terjadi. 

Peristiwa tabrakan sisa bintang yang menghasilkan ledakan sinar gamma ini seharusnya cukup umum terjadi di area padat bintang di alam semesta. Tepatnya di area pusat galaksi-galaksi kuno. Hanya saja buktinya baru ditemukan sekarang.