JWST Menemukan Bintang Neutron dalam Sisa-sisa Supernova 1987a: Penemuan Terobosan dalam Astronomi

Supernova 1987a meninggalkan sebuah bintang neutron, dan JWST akhirnya menemukannya, memberikan para astronom peluang terbaik untuk mengamati awal fenomena astronomi ini. Supernova yang terbentuk dari kematian bintang raksasa menghasilkan bintang neutron atau lubang hitam, bergantung pada massa dan komposisi bintang tersebut.

Pada tahun 1987, untuk pertama kalinya, kita memiliki gambar arsip dari bintang nenek moyang sebelum ledakan, dan perkiraan massa bintang tersebut menunjukkan bahwa bintang neutron lebih mungkin terbentuk. Panjangnya gelombang neutrino yang menyertai ledakan juga mendukung keberadaan bintang neutron. Para astronom telah mencari objek warisan ini sejak saat itu, tetapi hanya menemukan bukti tidak langsung dalam bentuk nebula angin pulsar, yang dibuat oleh beberapa bintang neutron.

JWST telah mengubah hal itu, menurut penelitian yang baru dipublikasikan di jurnal ilmiah Science. Awan gas dan debu yang dilemparkan oleh SN 1987a telah menjadi target populer bagi teleskop yang dapat melihat langit selatan sejak kejadian tersebut. JWST bergabung dalam observasi tersebut, mengungkap celah dan cincin-cincin pada panjang gelombang inframerah.

Tim peneliti telah mendeteksi garis emisi dari argon dan sulfur yang sangat terionisasi dalam observasi tersebut. Meskipun tidak berasal dari objek itu sendiri, radiasi dari gas-gas ini menunjukkan bahwa mereka disinari oleh sumber sinar-X dan cahaya ultraviolet. Bintang neutron memiliki dua proses di mana mereka dapat menghasilkan radiasi energi tinggi ini, tetapi lubang hitam tidak memiliki satu pun.

Radiasi ini dapat dipancarkan dari permukaan bintang neutron yang panas juta derajat, serta oleh nebula angin pulsar yang bisa terbentuk jika bintang neutron berputar dengan cepat dan menarik partikel bermuatan di sekitarnya.

Menemukan bintang neutron dalam sisa-sisa supernova bisa menjadi tantangan; sebelum mati, bintang yang menjadi supernova sering melemparkan jumlah materi yang sangat besar yang bisa menyembunyikan apa yang terjadi di intinya. Dalam kasus 1987a, ini lebih rumit dengan adanya cincin ekuatorial, yang diyakini terdiri dari materi yang dilemparkan 20.000 tahun yang lalu ketika bintang yang menjadi 1987a menelan sahabatnya.

Beberapa dari materi yang dilemparkan oleh nenek moyang 1987a telah bertabrakan dengan cincin ekuatorial dengan kecepatan sangat tinggi sehingga menghasilkan sinar-X. Observasi sebelumnya telah menangkap radiasi dari argon yang disinari oleh sinar-X, tetapi belum bisa menentukan apakah ini berasal dari bintang neutron yang diduga atau dari tabrakan dengan cincin ekuatorial.

Resolusi yang luar biasa dari JWST telah mengubah ini, mengungkap komponen yang distribusinya dan blueshift-nya menunjukkan bahwa berasal dari pusat sisa-sisa tersebut. Jumlah blueshift dalam garis emisi menunjukkan bahwa bintang neutron mengalami “tendangan natal”. Ini adalah fenomena umum bagi lubang hitam dan bintang neutron, yang membuat mereka bergerak dibandingkan dengan rata-rata materi di sekitarnya.

Referensi :

C. Fransson et al. Emission lines due to ionizing radiation from a compact object in the remnant of Supernova 1987A.Science. 383,898-903(2024).DOI:10.1126/science.adj5796