Bintang Mati Tak Mau Diam: Observatorium Chandra Temukan Sisa Supernova Berkedip Misterius di Galaksi M83

Sisa supernova biasanya berusia ratusan atau ribuan tahun. Saat gelombang kejut awal dari ledakan kehabisan energi, gas panas seharusnya memancarkan sinar-X-nya dan semakin meredup secara stabil. Populasi di M83, yang terletak sekitar 15 juta tahun cahaya dari Bumi, tidak mengikuti naskah tersebut .

Dari 22 sisa pemancar sinar-X yang dianalisis selama jendela observasi 14 tahun (dari 2000 hingga 2014), sekitar setengahnya menunjukkan perubahan kecerahan yang terukur. Ini bukanlah kedipan yang halus; variasi tersebut cukup signifikan untuk terlihat jelas dalam data, dengan beberapa sumber menjadi terang dan memudar dalam jumlah substansial pada interval yang tidak teratur .

Hanya satu dari sisa yang bervariasi ini yang memiliki penjelasan langsung. Diberi nama SN 1957D, sisa ini diamati menabrakkan puing berkecepatan tingginya ke wilayah padat gas di sekitarnya. Tabrakan itu menghasilkan semburan material yang dipanaskan oleh gelombang kejut dan emisi sinar-X ekstra, yang menjelaskan ledakan sinarnya. Untuk lebih dari sepuluh sisa supernova berkedip lainnya, penyebabnya kurang jelas .

Zombi Bintang: Biner dan Akresi Jatuh-Kembali

Tim peneliti mengajukan dua teori utama untuk misteri kedipan ini, yang keduanya menunjukkan bahwa ini bukan sekadar bintang "mati" melainkan sistem yang masih aktif mengonsumsi material.

Skenario bintang pengiring yang selamat: Banyak bintang masif lahir dalam pasangan biner. Ketika yang lebih masif dari keduanya meledak, ia dapat meninggalkan objek padat yang mampat—sebuah bintang neutron atau lubang hitam—sementara pasangannya tetap utuh. Gravitasi sisa supernova kemudian dapat menarik material bintang dari pasangan yang masih hidup. Saat gas ini berputar masuk, ia memanas hingga jutaan derajat, menciptakan sistem biner sinar-X yang kuat. Laju transfer material yang tidak dapat diprediksi ini dapat menyebabkan kedipan yang diamati .

Akresi jatuh-kembali: Alih-alih bintang donor, lubang hitam atau bintang neutron yang baru terbentuk mungkin menangkap kembali sebagian dari puing-puing yang terlontar keluar dalam supernova asli. "Daur ulang kosmik" ini, di mana beberapa material gagal lolos dari tarikan gravitasi dan jatuh kembali ke objek pusat, juga akan menghasilkan emisi sinar-X yang bervariasi .

Penjelasan-penjelasan ini tidak saling eksklusif, dan ada kemungkinan bahwa kedua proses tersebut terjadi di antara sisa-sisa yang berbeda dalam sampel. Bukti untuk teori bintang biner diperkuat oleh lokasi sisa-sisa yang berkedip—mereka ditemukan di kantong-kantong M83 yang memiliki konsentrasi bintang muda masif lebih tinggi, persis di tempat biner sinar-X massa tinggi diharapkan berada .

Kejutan Serupa di Galaksi Lain

M83 bukanlah kasus yang terisolasi. Sebuah studi lanjutan pada Galaksi Pusaran Air (Whirlpool Galaxy, M51) telah mengungkapkan populasi sebanding dari sumber sinar-X variabel yang terkait dengan sisa-sisa supernova. Penemuan pola ini di galaksi pembentuk bintang kedua menunjukkan bahwa sisa-sisa yang berkedip mungkin merupakan fase umum dari kehidupan setelah mati bintang di alam semesta yang sebelumnya terlewatkan .

Penemuan Bonus: Supernova di Sebelah Lubang Hitam Raksasa

Dalam temuan yang tidak terkait namun sama menariknya, Chandra dan satelit XMM-Newton milik Badan Antariksa Eropa (ESA) mengungkap bukti adanya sisa supernova di salah satu lingkungan paling ekstrem yang bisa dibayangkan. Bangkai bintang itu ditemukan di dekat Sagittarius A* (Sgr A*), lubang hitam supermasif di pusat Bima Sakti, sekitar 26.000 tahun cahaya dari Bumi .

Para astronom memperkirakan bahwa bintang yang menciptakan puing-puing ini meledak relatif baru, sekitar 1.700 tahun yang lalu. Sisa yang dihasilkan, terletak di dekat wilayah yang disebut Sagittarius C, mengembang dengan kecepatan sekitar 3,2 juta kilometer per jam. Jika identifikasi ini dikonfirmasi, ini akan menjadi sisa supernova terdekat yang pernah ditemukan dengan lubang hitam pusat galaksi kita .

Penemuan yang juga dipublikasikan di The Astrophysical Journal ini menempatkan ledakan bintang di lingkungan yang keras yang didominasi oleh gravitasi ekstrem, medan magnet padat, dan awan gas yang diombang-ambingkan dengan kecepatan tinggi. Mempelajari sisa supernova di lingkungan semacam ini memberi para astronom laboratorium unik untuk memahami bagaimana materi berperilaku di medan gravitasi terkuat di alam semesta .