Chandra Kesan 'Kerlipan' Bintang Mati di Galaksi Berdekatan

Selama beberapa dekad, kematian bintang besar dianggap sebagai babak akhir yang hebat namun dapat diramal—selepas letupan supernova, awan gas panas dan serpihan yang dikenali sebagai saki-baki supernova dijangka akan menyejuk dan malap secara perlahan selama berabad-abad. Ibarat bunga api yang perlahannya hilang di langit malam. Namun, satu tinjauan baharu selama 14 tahun ke atas galaksi pilin berdekatan, Messier 83 (M83), menterbalikkan sepenuhnya pemahaman itu.

Menggunakan data dari Balai Cerap X-ray Chandra milik NASA, para penyelidik mengenal pasti 22 sumber X-ray yang dikaitkan dengan saki-baki supernova di M83. Mereka mendapati kira-kira separuh daripadanya bukan sekadar malap, tetapi berkelip-kelip—menyala dan malap secara dramatik dalam tempoh bertahun-tahun . Ini bermakna, selepas bintang itu mati, 'mayatnya' masih menunjukkan tanda-tanda kehidupan yang luar biasa aktif.

"Kami sedar bahawa sumber X-ray individu boleh berubah dengan liar, tetapi mendapati begitu banyak saki-baki supernova berkelakuan begini adalah satu kejutan besar," kata Andrea Prestwich, ahli astronomi di Universiti Katolik Amerika yang mengetuai kajian ini. "Sesuatu yang luar biasa pasti sedang berlaku di dalam objek-objek ini" . Penemuan ini dibentangkan di mesyuarat Persatuan Astronomi Amerika dan diterbitkan dalam The Astrophysical Journal .

Teka-teki Saki-Baki yang Resah

Saki-baki supernova biasanya berusia ratusan atau ribuan tahun. Apabila gelombang kejutan awal dari letupan kehabisan tenaga, gas panas itu sepatutnya meradiasikan sinaran-X dan malap dengan beransur-ansur. Populasi di M83, yang terletak kira-kira 15 juta tahun cahaya dari Bumi, nyata tidak mengikuti skrip ini .

Daripada 22 saki-baki pemancar X-ray yang dianalisis sepanjang tempoh pemerhatian 14 tahun (dari tahun 2000 hingga 2014), sekitar separuh menunjukkan perubahan kecerahan yang boleh diukur. Ini bukan sekadar kelipan halus; variasi ini cukup signifikan untuk kelihatan jelas dalam data, dengan beberapa sumber menyala dan malap dalam jumlah yang besar dalam selang masa yang tidak tetap .

Hanya satu daripada saki-baki yang berkelip mempunyai penjelasan yang mudah. Dikenali sebagai SN 1957D, saki-baki ini diperhatikan merempuh serpihan berkelajuan tingginya ke dalam kawasan gas sekeliling yang padat. Perlanggaran ini menghasilkan letusan bahan terkejut panas dan sinaran-X tambahan, yang menjelaskan nyalaannya. Bagi lebih daripada sepuluh saki-baki berkelip yang lain, puncanya masih tidak jelas .

Zombi Najam: Sistem Dedua dan Pertambahan Jatuh Balik

Pasukan penyelidik telah mengemukakan dua teori utama untuk fenomena kelipan yang misteri ini. Kedua-duanya mencadangkan bahawa ini bukan sekadar bintang "mati" semata-mata, tetapi sistem yang masih aktif memakan jirim.

Senario Bintang Pendamping yang Terselamat: Banyak bintang besar lahir dalam pasangan dedua. Apabila yang lebih besar daripada keduanya meletup, ia boleh meninggalkan objek mampat yang padat—bintang neutron atau lohong hitam—sementara pendampingnya kekal utuh. Graviti saki-baki itu kemudiannya boleh menarik jirim najam dari pendamping yang masih hidup. Apabila gas ini berlingkar masuk, ia memanas sehingga jutaan darjah, mewujudkan sistem dedua sinar-X yang berkuasa. Kadar pemindahan jirim yang tidak menentu ini boleh menyebabkan kelipan yang diperhatikan .

Pertambahan Jatuh Balik: Daripada memerlukan bintang penderma, lohong hitam atau bintang neutron yang baru terbentuk mungkin sedang menangkap semula sebahagian serpihan yang diterbangkan keluar dalam supernova asal. Ini adalah sejenis "kitar semula kosmik", di mana sebahagian bahan gagal melepasi graviti dan jatuh balik ke objek pusat, yang juga akan menghasilkan pancaran X-ray berubah-ubah .

Kedua-dua penjelasan ini tidak saling eksklusif, dan mungkin kedua-dua proses berlaku di kalangan saki-baki yang berbeza dalam sampel tersebut. Bukti untuk teori bintang dedua diperkukuhkan oleh lokasi saki-baki yang berkelip—ia ditemui di kantung-kantung M83 yang mempunyai kepekatan lebih tinggi bintang muda yang besar, lokasi yang tepat di mana dedua sinar-X berjisim tinggi dijangka ditemui .

Kejutan Serupa di Galaksi Lain

M83 bukanlah kes terpencil. Satu kajian susulan ke atas Galaksi Pusaran Air (M51) telah mendedahkan populasi setanding bagi sumber X-ray berubah-ubah yang dikaitkan dengan saki-baki supernova. Penemuan corak ini di galaksi pembentuk bintang yang kedua menunjukkan bahawa saki-baki yang berkelip mungkin merupakan fasa lazim, yang sebelum ini terlepas pandang, dalam kehidupan selepas mati bintang di alam semesta .

Penemuan Bonus: Supernova Bersebelahan Lohong Hitam

Dalam satu lagi penemuan yang tidak berkaitan tetapi sama menariknya, Chandra dan satelit XMM-Newton milik Agensi Angkasa Eropah telah mendedahkan bukti untuk saki-baki supernova di salah satu persekitaran paling ekstrem yang boleh dibayangkan. Bangkai bintang ini ditemui berhampiran Sagittarius A* (Sgr A*), lohong hitam supermasif di pusat galaksi Bima Sakti kita, kira-kira 26,000 tahun cahaya dari Bumi .

Ahli astronomi menganggarkan bintang yang mencipta serpihan ini meletup kira-kira 1,700 tahun dahulu, iaitu semasa Tamadun Rom masih wujud di Bumi. Saki-baki tersebut, yang terletak berhampiran kawasan dipanggil Sagittarius C, sedang mengembang pada kelajuan kira-kira 3.2 juta kilometer sejam. Jika dikenal pasti dengan sah, ini akan menjadi saki-baki supernova paling dekat yang pernah ditemui dengan lohong hitam pusat galaksi kita .

Penemuan ini, yang turut diterbitkan dalam The Astrophysical Journal, meletakkan satu letupan najam dalam kejiranan ganas yang dikuasai oleh graviti ekstrem, medan magnet yang padat, dan awan gas yang dipusing pada kelajuan tinggi. Mengkaji saki-baki dalam persekitaran ini memberikan ahli astronomi sebuah makmal unik untuk memahami bagaimana jirim berkelakuan dalam medan graviti paling berkuasa di alam semesta .