Dalam makalah yang baru-baru ini diterbitkan, para peneliti memperkirakan tingkat keruntuhan inti supernova di Bima Sakti menjadi 1.63 ± 0.46 peristiwa per abad. Oleh karena itu, mengingat peristiwa supernova terakhir, SN 1987A diamati 35 tahun yang lalu pada tahun 1987, peristiwa supernova berikutnya di Bima Sakti dapat diharapkan kapan saja dalam waktu dekat.
Perjalanan hidup a star & supernova
Dalam skala waktu miliaran tahun, bintang menjalani perjalanan hidup, mereka dilahirkan, menua dan akhirnya mati dengan ledakan dan selanjutnya penyebaran materi bintang ke antarbintang ruang sebagai debu atau awan.
Kehidupan a star dimulai di nebula (awan debu, hidrogen, helium, dan gas terionisasi lainnya) ketika keruntuhan gravitasi awan raksasa menimbulkan protobintang. Hal ini terus berkembang seiring dengan pertambahan gas dan debu hingga mencapai massa akhirnya. Massa terakhir dari star menentukan masa hidupnya serta apa yang terjadi pada bintang selama hidupnya.
Semua bintang memperoleh energi mereka dari fusi nuklir. Pembakaran bahan bakar nuklir di inti menciptakan tekanan luar yang kuat karena suhu inti yang tinggi. Ini menyeimbangkan gaya gravitasi ke dalam. Keseimbangan terganggu ketika bahan bakar di inti habis. Suhu turun, tekanan luar berkurang. Akibatnya, gaya gravitasi yang menekan ke dalam menjadi dominan sehingga memaksa inti berkontraksi dan runtuh. Bagaimana akhirnya sebuah bintang setelah keruntuhan bergantung pada massa bintang tersebut. Dalam kasus bintang supermasif, ketika inti bintang runtuh dalam waktu singkat, maka akan tercipta gelombang kejut yang sangat besar. Ledakan yang dahsyat dan bercahaya disebut supernova.
Peristiwa astronomi sementara ini terjadi pada tahap evolusi terakhir sebuah bintang dan meninggalkan sisa-sisa supernova. Tergantung pada massa bintangnya, sisa-sisanya bisa berupa bintang neutron atau a lubang hitam.
SN 1987A, supernova terakhir
Peristiwa supernova terakhir adalah SN 1987A yang terlihat di langit selatan 35 tahun yang lalu pada bulan Februari 1987. Ini adalah peristiwa supernova pertama yang terlihat dengan mata telanjang sejak Kepler pada tahun 1604. Terletak di dekat Awan Magellan Besar (sebuah satelit galaksi Bima Sakti), ini adalah salah satu bintang yang meledak paling terang yang terlihat dalam lebih dari 400 tahun yang berkobar dengan kekuatan 100 juta matahari selama beberapa bulan dan memberikan kesempatan unik untuk mempelajari fase sebelum, selama, dan setelah kematian sebuah bintang. bintang.
Studi supernova itu penting
Studi tentang supernova berguna dalam beberapa cara seperti mengukur jarak ruang, pemahaman tentang perluasan alam semesta dan sifat bintang sebagai pabrik seluruh elemen yang membuat segala sesuatu (termasuk kita) terdapat di dalamnya alam semesta. Unsur-unsur yang lebih berat yang terbentuk sebagai hasil fusi nuklir (dari unsur-unsur yang lebih ringan) di inti bintang serta unsur-unsur yang baru terbentuk selama keruntuhan inti dapat didistribusikan ke seluruh bintang. ruang selama ledakan supernova. Supernova memainkan peran penting dalam mendistribusikan unsur-unsur ke seluruh bumi alam semesta.
Sayangnya, di masa lalu belum banyak kesempatan untuk mengamati dan mempelajari ledakan supernova secara dekat. Pengamatan dekat dan studi ledakan supernova di dalam rumah kita galaksi Bima Sakti akan menjadi luar biasa karena penelitian dalam kondisi seperti itu tidak akan pernah bisa dilakukan di laboratorium di Bumi. Oleh karena itu, sangat penting untuk mendeteksi supernova segera setelah supernova terjadi. Tapi, bagaimana kita tahu kapan ledakan supernova akan dimulai? Apakah ada sistem peringatan dini untuk mencegah ledakan supernova?
Neutrino, mercusuar ledakan supernova
Menjelang akhir perjalanan hidupnya, saat bintang kehabisan elemen yang lebih ringan sebagai bahan bakar untuk fusi nuklir yang menggerakkannya, dorongan gravitasi ke dalam mendominasi dan lapisan luar bintang mulai jatuh ke dalam. Inti mulai runtuh dan dalam beberapa milidetik inti menjadi sangat tertekan sehingga elektron dan proton bergabung untuk membentuk neutron dan neutrino dilepaskan untuk setiap neutron yang terbentuk.
Neutron yang terbentuk merupakan bintang proto-neutron di dalam inti bintang, tempat sisa bintang jatuh di bawah medan gravitasi yang kuat dan memantul kembali. Gelombang kejut yang dihasilkan menghancurkan bintang sehingga menyisakan satu-satunya inti yang tersisa (bintang neutron atau a lubang hitam tergantung pada massa bintang) di belakang dan sisa massa bintang menyebar ke antarbintang ruang.
Ledakan besar neutrino dihasilkan sebagai akibat dari keruntuhan inti gravitasi yang lepas ke luar ruang tanpa hambatan karena sifatnya yang non-interaktif dengan materi. Sekitar 99% energi pengikat gravitasi keluar sebagai neutrino (sebelum foton yang terperangkap di lapangan) dan bertindak sebagai mercusuar yang menghalangi ledakan supernova. Neutrino ini dapat ditangkap di bumi oleh observatorium neutrino yang kemudian bertindak sebagai peringatan dini akan kemungkinan observasi optik ledakan supernova dalam waktu dekat.
Neutrino yang melarikan diri juga memberikan jendela unik tentang kejadian ekstrem di dalam bintang yang meledak yang mungkin berimplikasi pada pemahaman tentang gaya fundamental dan partikel elementer.
Sistem Peringatan Dini Supernova (BARU)
Pada saat supernova keruntuhan inti terakhir (SN1987A), fenomena tersebut diamati dengan mata telanjang. Neutrino dideteksi oleh dua detektor air Cherenkov, Kamiokande-II dan eksperimen Irvine-MichiganBrookhaven (IMB) yang telah mengamati 19 peristiwa interaksi neutrino. Namun, deteksi neutrino dapat bertindak sebagai suar atau alarm untuk menghalangi pengamatan optik supernova. Akibatnya, berbagai observatorium dan astronom tidak bisa bertindak tepat waktu untuk mempelajari dan mengumpulkan data.
Sejak tahun 1987, astronomi neutrino telah jauh lebih maju. Sekarang, sistem peringatan supernova SNWatch ada di tempat yang diprogram untuk membunyikan alarm kepada para ahli dan organisasi terkait tentang kemungkinan penampakan supernova. Dan, ada jaringan observatorium neutrino di seluruh dunia, yang disebut Sistem Peringatan Dini Supernova (SNEWS) yang menggabungkan sinyal untuk meningkatkan kepercayaan dalam pendeteksian. Setiap aktivitas yang biasa diberitahukan ke server SNEWS pusat oleh detektor individu. Selanjutnya, SNEWS telah mengalami peningkatan ke SNEWS 2.0 baru-baru ini yang juga menghasilkan peringatan dengan tingkat kepercayaan yang lebih rendah.
Supernova yang akan segera terjadi di Bima Sakti
Observatorium neutrino yang tersebar di seluruh dunia bertujuan untuk mendeteksi terlebih dahulu neutrino yang dihasilkan dari keruntuhan inti gravitasi bintang-bintang di rumah kita. galaksi. Oleh karena itu, kesuksesan mereka sangat bergantung pada laju keruntuhan inti supernova di Bima Sakti.
Dalam makalah yang baru-baru ini diterbitkan, para peneliti memperkirakan tingkat keruntuhan inti supernova di Bima Sakti menjadi 1.63 ± 0.46 peristiwa per 100 tahun; kira-kira sekitar satu sampai dua supernova per abad. Selanjutnya, perkiraan menunjukkan bahwa interval waktu antara supernova runtuhnya inti di Bima Sakti bisa antara 47 hingga 85 tahun.
Oleh karena itu, mengingat peristiwa supernova terakhir, SN 1987A diamati 35 tahun yang lalu, peristiwa supernova berikutnya di Bima Sakti dapat diperkirakan terjadi kapan saja dalam waktu dekat. Dengan adanya jaringan observatorium neutrino untuk mendeteksi ledakan awal dan Sistem Peringatan Dini Supernova (SNEW) yang telah ditingkatkan, para ilmuwan akan dapat melihat dari dekat kejadian ekstrem berikutnya yang terkait dengan ledakan supernova pada bintang yang sekarat. Ini akan menjadi peristiwa penting dan kesempatan unik untuk mempelajari fase sebelum, selama, dan setelah kematian sebuah bintang untuk pemahaman yang lebih baik tentang alam semesta.
***
sumber:
- Kembang api Galaxy, NGC 6946: Apa yang Membuatnya Galaxy sangat spesial? Eropa Ilmiah. Diposting 11 Januari 2021. Tersedia di http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/the-fireworks-galaxy-ngc-6946-what-make-this-galaxy-so-special/
- Scholberg K. 2012. Deteksi Neutrino Supernova. Pracetak axRiv. Tersedia di https://arxiv.org/pdf/1205.6003.pdf
- Kharisi S Al, et al 2021. SNEWS 2.0: sistem peringatan dini supernova generasi berikutnya untuk astronomi multi-utusan. Jurnal Fisika Baru, Volume 23, Maret 2021. 031201. DOI: https://doi.org/10.1088/1367-2630/abde33
- Rozwadowskaab K., Vissaniab F., dan Cappellaroc E., 2021. Tentang tingkat keruntuhan inti supernova di Bima Sakti. Astronomi Baru Volume 83, Februari 2021, 101498. DOI: https://doi.org/10.1016/j.newast.2020.101498. Pracetak axRiv tersedia di https://arxiv.org/pdf/2009.03438.pdf
- Murphey, CT, et al 2021. Menyaksikan sejarah: distribusi langit, deteksi, dan kecepatan supernova Bima Sakti dengan mata telanjang. Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society, Volume 507, Edisi 1, Oktober 2021, Halaman 927–943, DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stab2182. Pracetak axRiv Tersedia di https://arxiv.org/pdf/2012.06552.pdf
***
