Dua Teleskop NASA Memecahkan Misteri Supernova Kuno Berusia 2000 Tahun

Mereka menemukan bahwa RCW 86 merupakan supernova Tipe Ia, sebuah tipe yang dipicu oleh kematian yang relatif damai untuk sebuah bintang yang mirip dengan matahari kita.

---

Dua teleskop ruang angkasa NASA membantu memecahkan beberapa misteri paling abadi mengenai laporan ledakan bintang yang pertama kali pernah terdokumentasi dalam sejarah astronomi – fenomena supernova kuno yang terdeteksi hampir 2.000 tahun yang lalu, kata para ilmuwan.

Pada tahun 185 Masehi, para astronom Cina menyaksikan apa yang mereka disebut sebagai “bintang tamu” misterius yang muncul di luar angkasa dan bertahan selama sekitar delapan bulan. Hingga tahun 1960-an, para ilmuwan menentukan bahwa objek kosmik tersebut merupakan pengamatan supernova yang untuk pertama kalinya terdokumentasi.

Kini, inframerah dari Spitzer Space Telescope dan Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) NASA mengungkapkan bahwa ledakan bintang tersebut terjadi di dalam wilayah ruang yang relatif bebas dari gas dan debu. Hal ini memungkinkan ledakan bintang melakukan perjalanan yang lebih jauh dan lebih cepat dari yang diperkirakan, kata para peneliti.

“Sisa supernova ini menjadi sangat besar, sangat cepat,” kata Brian Williams, seorang astronom dari North Carolina State University di Raleigh. “Dua hingga tiga kali lebih besar dari yang kami perkirakan untuk sebuah supernova yang ledakannya disaksikan hampir 2.000 tahun yang lalu. Sekarang, kami akhirnya mampu menentukan penyebabnya.”

Williams adalah penulis utama studi baru ini, yang rinciannya dijabarkan secara online dalam Astrophysical Journal.

Gambar ini mengkombinasikan data dari empat teleskop ruang angkasa yang berbeda untuk menghasilkan sebuah tampilan multi-panjang gelombang semua yang tersisa dari contoh supernova tertua yang terdokumentasi, yang disebut RCW 86. (Kredit: NASA/ESA/JPL-Caltech/UCLA/CXC/SAO)

Supernova kuno

Supernova kuno, yang disebut RCW 86 ini, terletak sekitar 8.000 tahun cahaya dari Bumi. Namun, meskipun lokasinya diketahui, banyak rinciannya yang diselimuti misteri.

Salah satu teka-tekinya adalah fakta bahwa sisa bola bintang itu lebih besar dari yang diperkirakan. Jika sebuah bintang yang meledak bisa dilihat dalam cahaya inframerah di luar angkasa saat ini, semestinya mengambil ruang lebih dari bulan purnama, kata para peneliti.

Dengan menggabungkan data terbaru dari Spitzer dan WISE bersama informasi yang ada dari Chandra X-Ray Observatory milik NASA dan XMM-Newton Observatory milik Badan Antariksa Eropa, para astronom mampu memahami bagian teka-teki yang hilang.

Mereka menemukan bahwa RCW 86 merupakan supernova Tipe Ia, sebuah tipe yang dipicu oleh kematian yang relatif damai untuk sebuah bintang yang mirip dengan matahari kita. Bintang ini menyusut menjadi bintang padat yang disebut kurcaci putih sebelum menyedot materi, atau bahan bakar, dari bintang pendamping di dekatnya. Kurcaci putih kemudian meledak dalam sebuah ledakan supernova yang cemerlang.

“Sebuah bintang kurcaci putih bagaikan bara berasap dari api yang terbakar habis,” kata Williams. “Jika Anda menuangkan bensin di atasnya, ia akan meledak.”

Penelitian ini untuk pertama kalinya menunjukkan bahwa sebuah bintang kurcaci putih dapat membuat wilayah kosong mirip rongga dalam ruang di sekitarnya sebelum meledak dalam peristiwa supernova Tipe Ia. Kehadiran rongga ini akan menjelaskan mengapa sisa-sisa RCW 86 sedemikian besarnya, kata para peneliti.

Ketika ledakan terjadi, rongga ini memungkinkan material ledakan terpental tanpa terhambat oleh gas dan debu. Ini juga memungkinkan sisa-sisa bintang terlempar dengan cepat.

Gambar-gambar inframerah dari Spitzer Space Telescope dan Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) NASA dikombinasikan pada gambar RCW 86 ini, sisa-sisa berdebu contoh sebuah bintang yang meledak, atau supernova tertua yang terdokumentasi. (Kredit: NASA/JPL-Caltech/UCLA)

Petunjuk kosmik yang lain

Dengan menggunakan Spitzer dan WISE, para peneliti mengukur temperatur debu yang membentuk sisa-sisa RCW 86. Mereka kemudian menghitung seberapa banyak gas yang telah hadir di dalam sisa supernova untuk memanaskan debu hingga mencapai temperatur tersebut.

Mereka menemukan bahwa sisa supernova hadir dalam lingkungan kepadatan yang rendah, yang menunjukkan adanya rongga.

Sebelumnya, para ilmuwan menduga bahwa RCW 86 terbentuk dari sebuah supernova yang disebut keruntuhan-inti, yang terjadi ketika inti bintang mencapai massa titik kritis dan mengalami kolaps dari dalam. Supernova keruntuhan-inti merupakan jenis supernova yang paling kuat.

Sementara terdapat petunjuk tentang rongga di sekitar RCW 86, pada masa itu fenomena ini hanya terkait dengan supernova keruntuhan-inti. Dalam ledakan kosmik seperti ini, bintang besar menghempas materi sebelum bintang itu meledak, yang membuka celah bebas-debu di sekitarnya.

Namun, Williams dan rekan-rekannya mampu menyingkirkan kemungkinan bahwa RCW 86 adalah supernova keruntuhan-inti. Data sinar-X dari Chandra dan XMM-Newton menunjukkan bahwa objek tersebut terdiri dari sejumlah besar zat besi, yang secara tradisional merupakan indikator yang jelas dari sebuah supernova Tipe Ia.

Dengan menggabungkan pengamatan-pengamatan ini dengan data inframerah, para astronom mampu menunjukkan bahwa RCW 86 adalah ledakan Tipe Ia dalam sebuah rongga.

“Para astronom modern mengungkapkan salah satu rahasia misteri kosmik berusia dua milenia hanya untuk mengungkapkan yang lainnya,” kata Bill Danchi, ilmuwan Program Spitzer dan WISE di Markas NASA di Washington, DC. “Kini, dengan beberapa observatorium yang memperluas indera kita pada ruang angkasa, kita dapat sepenuhnya mengapresiasi fisika yang luar biasa di balik pergolakan kematian bintang ini, namun masih sebatas kekaguman terhadap kosmos sebagai astronom kuno.”

Kredit: NASA/Jet Propulsion Laboratory
Jurnal: Brian J. Williams, William P. Blair, John M. Blondin, Kazimierz J. Borkowski, Parviz Ghavamian, Knox S. Long, John C. Raymond, Stephen P. Reynolds, Jeonghee Rho, P. Frank Winkler. RCW 86: A TYPE Ia SUPERNOVA IN A WIND-BLOWN BUBBLE. The Astrophysical Journal, Volume 741; Number 2, 2011 ApJ 741 96, DOI: 10.1088/0004-637X/741/2/96