Erupsi Nova Ultra Panas di Galaksi Pengiring Bimasakti

Para astronom mengungkap peristiwa luar biasa di luar Bimasakti: ledakan nova berulang yang sangat panas dan dahsyat!

Erupsi nova berulang ini berhasil diamati untuk pertama kalinya dengan teleskop Gemini Selatan dan Teleskop Magellan Baade pada panjang gelombang inframerah-dekat. 

Hasilnya? Suhu panas ekstrem dan jejak senyawa kimia yang tidak biasa dari cahaya yang dipancarkan. Hal ini sekaligus jadi pertanda ledakan yang luar biasa ganas dari perkiraan sebelumnya. 

Ledakan Nova yang Berulang

Ledakan nova terjadi pada sistem bintang ganda yang salah satu komponennya adalah bintang katai putih. Bintang katai putih merupakan sisa bintang mati yang sangat padat, dan biasanya terbentuk di akhir evolusi bintang serupa Matahari. Dalam sistem bintang ganda, bintang katai putih ini menarik atau menyedot materi dari bintang pasangannya. Ketika materi yang ditransfer dari bintang pasangan ini menumpuk di permukaannya, maka suhu dan tekanan pun meningkat hingga akhirnya meledak dalam letusan dahsyat.

Hampir semua nova yang ditemukan hanya meledak sekali. Tapi, ada beberapa yang meletus berulang kali dan dikelompokkan sebagai nova berulang. Waktu perulangan antar letusan juga beragam dari satu tahun sampai beberapa dekade.  

Nova berulang sangat jarang di Bimasakti. Dari hasil penamatan, para astronom menemukan kurang dari selusin nova berulang di Bimasakti.

Tidak demikian di extragalaksi atau di galaksi lain. Jumlah nova berulang di galaksi lain ternyata jauh lebih banyak Hal ini tentu saja menarik perhatian para astronom. Dengan mempelajari nova berulang di galaksi lain, para astronom bisa memahami perbedaan lingkungan yang mempengaruhi ledakan nova.

Nova Berulang di Awan Magellan Besar

LMC 1968-12a (LMC68). Inilah nova berulang extragalaksi pertama yang ditemukan. Nova ini berasal dari ledakan bintang di Awan Magellan Besar (LMC(. galaksi katai pengiring Bimasakti. Periode letusan atau perulangan ledakan terjadi setiap 4 tahun, rekor tercepat yang berhasil dicatat sampai saat ini. Nova LMC68 tercatat sebagai nova ketiga tercepat. Nova ini berasal dari pasangan bintang ganda yang terdiri dari bintang katai putih dan subraksasa merah yang lebih besar dari Matahari. Ditemukan pada tahun 1968, nova ini telah diamati secara rutin sejak tahun 1990.

Ledakan terbaru terjadi pada bulan Agustus 2024, tepat seperti perkiraan para astronom. Ledakan ini berhasil dideteksi oleh Neil Gehrels Swift Observatory yang sudah memantau LMC68 sejak letusan sebelumnya pada tahun 2020. Setelah dideteksi, pengamatan lanjut selama 9 hari dilakukan dengan Teleskop Magellan Baade milik Carnegie Institution dan Teleskop Gemini Selatan 22 hari setelah ledakan. 

Rahasia Ledakan Nova di Awan Magellan Besar

Pengamatan spektroskopi pada cahaya inframerah-dekat dilakukan dengan tujuan untuk mempelajari fase ultra-panas nova ketika beragam unsur sedang dalam kondisi tereksitasi. Dengan mempelajari fase ini, para astronom bisa memperoleh informasi terkait proses ekstrem yang turut berperan dalam erupsi. 

Setelah erupsi awal, cahaya LMC68 dengan cepat meredup. Namun, instrumen FLAMINGOS-2 pada Gemini Selatan berhasil menangkap sinyal kuat dari silikon terionisasi, khususnya atom silikon yang kehilangan 9 dari 14 elektronnya. Ini menunjukkan bahwa energi yang dilepaskan sangat besar, baik dari radiasi maupun tumbukan dahsyat.

Spektrum awal dari pengamatan Awan Magellan Besar memperlihatkan cahaya inframerah-dekat dari silikon saja bersinar 95 kali lebih terang dari total cahaya yang dipancarkan Matahari di semua panjang gelombang (sinar-X, ultraviolet, tampak, inframerah, dan radio). Ketika Gemini mengamati beberapa hari kemudian, sinyalnya mulai meredup, tapi pancaran cahaya dari silikon masih mendominasi spektrum.

Apa yang istimewa?

Silikon bisa bersinar hampir 100 kali lebih terang dari Matahari merupakan sesuatu yang belum pernah ditemukan sebelumnya. Dan yang lebih mengejutkan, elemen lain yang biasanya tampak dalam kondisi tereksitasi tinggi saat ledakan nova, tidak ditemukan. Hanya ada siikon. Padahal, para astronom mengharapkan ada jejak unsur tereksitasi seperti belerang, fosfor, kalsium, dan aluminium. 

Pengamatan tidak memperlihatkan jejak elemen-elemen berat tersebut. 

Suhu Ekstrem, Ledakan Dahsyat

Untuk memperoleh jawaban apa yang sedang terjadi, para astronom melakukan pemodelan. Hasilnya, mereka menemukan kuatnya sinyal dari silikon dan absennya unsur-unsur berat itu akibat keberadaan gas dengan temperatur tinggi. 

Hasil analisis menunjukkan kalau temperatur gas yang terlontar saat ledakan terjadi mencapai 3 jutaº C! Tak pelak, LMC68 jadi salah satu nova terpanas yang pernah tercatat. Temperatur ekstrem ini menunjukkan betapa dahsyatnya letusan yang terjadi. Dan para astronom menduga ini ada kaitannya dengan lingkungan di sekitar nova ini terjadi.

Kondisi lingkungan Awan Magellan Besar tentu punya pengaruh apalagi galaksi katai ini memiliki kandungan logam atau elemen berat yang lebih rendah dibanding Bimasakti. Elemen berat di sini merupakan unsur-unsur yang lebih berat dari hidrogen dan helium. 

Bisa jadi, kurangnya elemen berat inilah yang menyebabkan suhu ledakan LMC68 jauh lebih tinggi dibandingkan nova-nova lain yang ditemukan di galaksi kita.

Pada sistem dengan kandungan logam lebih tinggi, elemen berat akan memerangkap panas di permukaan bintang katai putih. Akibatnya, ledakan terjadi lebih awal dalam proses akresi. Tapi, tanpa elemen-elemen berat ini, lebih banyak materi yang terkumpul di permukaan bintang katai putih sebelum mencapai suhu yang cukup panas untuk memicu ledakan. Akibatnya, ledakan yang terjadi juga lebih ganas dan dahsyat. 

Selain itu, gas yang terlontar dalam ledakan bertabrakan dengan atmosfer bintang pasangan hingga terbentuk gelombang kejut dahsyat yang meningkatkan temperatur di area tumbukan. 

Pengamatan dan studi nova seperti LMC68 tidak hanya memperkaya pemahaman tentang evolusi bintang, tetapi juga bisa membantu menjawab pertanyaan lebih besar tentang dinamika galaksi dan pembentukan elemen-elemen penting di alam semesta.