Gambar Observatorium sinar-X Chandra dari sisa supernova Cassiopeia A. Kredit: NASA / CXC
Sisa Supernova Cassiopeia A (Cas A) selalu menjadi teka-teki. Walaupun letupan yang membuat supernova ini jelas merupakan peristiwa yang kuat, kecerahan visual dari ledakan yang berlaku lebih dari 300 tahun yang lalu jauh lebih rendah daripada supernova biasa, - dan sebenarnya, diabaikan pada tahun 1600-an - dan ahli astronomi tidak tahu mengapa. Misteri lain ialah sama ada letupan yang menghasilkan Cas A meninggalkan bintang neutron, lubang hitam, atau tidak sama sekali. Tetapi pada tahun 1999, para astronom menemui objek terang yang tidak diketahui di inti Cas A. Sekarang, pemerhatian baru dengan Chandra X-Ray Observatory menunjukkan bahawa objek ini adalah bintang neutron. Tetapi teka-teki tidak berakhir di sana: bintang neutron ini mempunyai atmosfera karbon. Ini adalah kali pertama suasana seperti ini dikesan di sekitar objek kecil dan padat.
Objek di intinya sangat kecil - hanya selebar 20 km, yang merupakan kunci untuk mengenal pasti ia sebagai bintang neutron, kata Craig Heinke dari University of Alberta. Heinke adalah pengarang bersama Wynn Ho dari University of Southampton, UK di sebuah makalah yang muncul dalam edisi 5 November di Nature.
"Satu-satunya dua jenis bintang yang kita ketahui adalah yang kecil ini adalah bintang neutron dan lubang hitam," kata Heinke kepada Space Magazine. "Kita dapat mengesampingkan bahawa ini adalah lubang hitam, kerana tidak ada cahaya yang dapat melarikan diri dari lubang hitam, jadi sinar-X yang kita lihat dari lubang hitam sebenarnya dari bahan yang jatuh ke dalam lubang hitam. Sinar-X semacam itu sangat berubah-ubah, kerana anda tidak pernah melihat bahan yang sama dua kali, tetapi kami tidak melihat adanya turun naik pada kecerahan objek ini. "
Heinke mengatakan bahawa Observatorium sinar-X Chandra adalah satu-satunya teleskop yang memiliki penglihatan yang cukup tajam untuk melihat objek ini di dalam sisa supernova yang terang.
Tetapi aspek yang paling tidak biasa dari bintang neutron ini adalah atmosfera karbonnya. Bintang-bintang neutron kebanyakannya terbuat dari neutron, tetapi mereka mempunyai lapisan tipis dari bahan normal di permukaan, termasuk atmosfera-10 cm – sangat panas. Bintang-bintang neutron yang dikaji sebelumnya semuanya mempunyai atmosfer hidrogen, yang diharapkan, kerana graviti bintang neutron yang kuat menegangkan atmosfer, meletakkan unsur paling ringan, hidrogen, di atas.
Tetapi tidak demikian dengan objek ini di Cas A.
"Kami dapat menghasilkan model untuk sinar-X bintang neutron dengan beberapa atmosfera yang mungkin berbeza," kata Heinke dalam wawancara e-mel. "Hanya atmosfera karbon yang dapat menjelaskan semua data yang kami lihat, jadi kami cukup yakin bintang neutron ini memiliki atmosfera karbon, pertama kali kami melihat suasana yang berbeza pada bintang neutron."
Kesan artis terhadap bintang neutron di Cas A menunjukkan sedikit atmosfera karbon. Atmosfera Bumi ditunjukkan pada skala yang sama dengan bintang neutron. Kredit: NASA / CXC / M.Weiss
Jadi bagaimana Heinke dan pasukannya menjelaskan kekurangan hidrogen dan helium pada bintang neutron ini? Fikirkan Cas A sebagai bayi.
"Kami rasa kami mengerti bahawa kerana usia objek ini yang sangat muda - kami melihatnya pada usia lembut hanya 330 tahun, berbanding bintang neutron lain yang berusia ribuan tahun," katanya. "Semasa ledakan supernova yang membuat bintang neutron ini (sebagai inti bintang runtuh ke objek berukuran kota, dengan kepadatan yang sangat tinggi lebih tinggi daripada nukleus atom), bintang neutron dipanaskan hingga suhu tinggi, hingga satu miliar darjah. Sekarang sejuk hingga beberapa juta darjah, tetapi kami rasa suhunya yang tinggi cukup untuk menghasilkan peleburan nuklear di permukaan bintang neutron, menyatu hidrogen dan helium menjadi karbon. "
Oleh kerana penemuan ini, para penyelidik kini dapat mengakses kitaran hidup supernova yang lengkap, dan akan mengetahui lebih banyak mengenai peranan yang dimainkan oleh bintang yang meletup dalam susunan alam semesta. Sebagai contoh, kebanyakan mineral yang terdapat di Bumi adalah produk supernova.
"Penemuan ini membantu kita memahami bagaimana bintang neutron dilahirkan dalam letupan supernova yang ganas," kata Heinke.
Sumber: Temu ramah dengan Craig Heinke
