Ketika fenomena astronomi berjalan, supernova adalah antara yang paling menarik dan menakjubkan. Proses ini berlaku apabila jenis bintang tertentu mencapai akhir jangka hayatnya, di mana mereka meletup dan membuang lapisan luarnya. Berkat kajian generasi, para astronom dapat mengklasifikasikan supernova yang paling banyak diperhatikan menjadi salah satu daripada dua kategori (Jenis I dan Jenis II) dan menentukan jenis bintang yang mana merupakan keturunan bagi masing-masing.
Namun, setakat ini, ahli astronomi tidak dapat menentukan jenis bintang yang akhirnya membawa kepada supernova Jenis Ic - kelas khas di mana bintang mengalami keruntuhan teras setelah dilucutkan hidrogen dan heliumnya. Tetapi berkat usaha dua pasukan ahli astronomi yang meneliti data arkib dari Teleskop Angkasa Hubble, saintis kini telah menemui bintang yang lama dicari yang menyebabkan jenis supernova ini.
Pada dasarnya, supernova Jenis I dianggap berasal dari sistem binari yang terdiri daripada kerdil putih dan bintang pendamping yang mengorbit bersama-sama. Lama kelamaan, kerdil putih akan mula menyedut bahan dari pendamping sehingga jisim kritikal tercapai. Kerdil putih yang terlalu padat kemudian mengalami keruntuhan teras dan meletup dalam ledakan bahan dan tenaga yang sangat terang.
Dalam kes supernova Type Ic, yang menyumbang kira-kira 20% bintang besar yang meletup dari keruntuhan teras, bintang tersebut telah kehilangan lapisan hidrogen luar dan sebahagian besar heliumnya. Bintang-bintang ini dipercayai antara yang paling masyhur - dengan sekurang-kurangnya 30 jisim Suria - dan tetap terang walaupun telah menumpahkan lapisan luarnya. Oleh itu, telah menjadi misteri mengapa ahli astronomi tidak dapat melihatnya sebelum ia menjadi supernova.
Nasib baik, pada tahun 2017, supernova Tipe Ic dilihat berlaku di dalam sekumpulan bintang muda di galaksi lingkaran NGC 3938, yang terletak kira-kira 65 juta tahun cahaya. Penemuan awal dibuat oleh ahli astronomi di Observatorium Tenagra di Arizona, tetapi kedua pasukan astronomi berpaling ke Hubble untuk menentukan lokasi sumber yang tepat.
Pasukan pertama, yang diketuai oleh Schuyler D. Van Dyk - saintis penyelidikan kanan di Pusat Pemprosesan dan Analisis Inframerah Caltech (IPAC) - mencontohi supernova muda pada bulan Jun 2017 dengan Hubble Kamera Lebar Lebar 3 (WFC 3). Mereka kemudian menggunakan gambar ini untuk mencari calon leluhur dalam arkib Hubble gambar yang diambil dari NGC 3938 pada bulan Disember 2007.
Pasukan kedua, yang diketuai oleh Charles Kilpatrick dari University of California Santa Cruz, mengamati supernova pada bulan Jun 2017 dalam gambar inframerah menggunakan salah satu teleskop 10 m di W.M. Balai Cerap Keck di Hawaii. Pasukan kemudian menganalisis arkib yang sama Hubble gambar sebagai pasukan Van Dyk untuk mengetahui sumber yang mungkin.
Kedua-dua pasukan menerbitkan kajian yang menunjukkan bahawa nenek moyang adalah supergiant biru yang terletak di salah satu lengan spiral NGC 3938. Seperti yang ditunjukkan oleh Van Dyk dalam siaran akhbar NASA baru-baru ini, "Mencari nenek moyang yang tulus dari supernova Ic adalah hadiah besar untuk mencari nenek moyang. Kami buat pertama kalinya mempunyai objek calon yang dapat dikesan dengan jelas. "
Fakta bahawa supernova (yang dinamakan SN 2017ein) dikesan di tempat pertama juga cukup beruntung, seperti yang dijelaskan oleh Kilpatrick:
"Kami bernasib baik kerana supernova berada di dekatnya dan sangat terang, sekitar 5 hingga 10 kali lebih terang daripada supernova Type Ic lain, yang mungkin menjadikan leluhur lebih mudah dicari. Ahli astronomi telah melihat banyak supernova Type Ic, tetapi semuanya terlalu jauh untuk diselesaikan oleh Hubble. Anda memerlukan salah satu bintang terang dan besar di galaksi berdekatan untuk pergi. Nampaknya kebanyakan supernova Type Ic kurang besar dan oleh itu kurang terang, dan itulah sebabnya kami tidak dapat mencarinya. "
Berdasarkan penilaian mereka terhadap nenek moyang, kedua-dua pasukan menawarkan dua kemungkinan untuk identiti sumber. Di satu pihak, mereka menyatakan bahawa ia boleh menjadi satu bintang besar dan kuat antara 45 dan 55 jisim Suria yang terbakar sangat terang dan panas, menyebabkannya membakar lapisan hidrogen dan helium luarnya sebelum mengalami keruntuhan graviti.
Kemungkinan kedua adalah bahawa nenek moyang adalah sistem binari besar yang terdiri daripada bintang antara 60 dan 80 massa Suria dan pendamping yang berjumlah 48 jisim Suria. Dalam senario ini, bintang yang lebih besar itu dilucutkan lapisan hidrogen dan helium oleh rakannya sebelum ia meletup sebagai supernova.
Kemungkinan kedua agak mengejutkan, kerana bukan apa yang diharapkan oleh ahli astronomi berdasarkan model semasa. Ketika datang ke supernova Jenis I, ahli astronomi menjangkakan sistem binari terdiri daripada bintang berjisim rendah, biasanya bintang neutron dengan pasangan yang telah meninggalkan urutan utamanya dan berkembang menjadi gergasi merah.
Oleh itu, penemuan nenek moyang ini dapat menyelesaikan sesuatu misteri bagi para astronom. Sejak beberapa lama, mereka mengetahui bahawa supernova Type Ic kekurangan hidrogen dan helium dan tidak pasti mengapa. Satu penjelasan yang mungkin adalah bahawa mereka dilucutkan oleh angin kencang dari zarah-zarah bermuatan. Tetapi tidak ada bukti mengenai perkara ini.
Kemungkinan lain melibatkan pasangan binari yang mengorbit dekat di mana satu bintang dilucutkan dari lapisan luarnya sebelum ia meletup. Tetapi dalam kes ini, mereka mendapati bahawa bintang yang dilucutkan bahannya masih cukup besar sehingga akhirnya meletup sebagai supernova Type Ic.
Sebagai Ori Fox, seorang penyelidik di Institut Sains Teleskop Angkasa (STSI) di Baltimore dan ahli pasukan Van Dyk, menjelaskan:
"Memisahkan kedua-dua senario ini untuk menghasilkan supernova Jenis Ic mempengaruhi pemahaman kita tentang evolusi bintang dan pembentukan bintang, termasuk bagaimana jisim bintang diedarkan ketika mereka dilahirkan, dan berapa banyak bintang yang terbentuk dalam sistem binari yang berinteraksi. Dan itu adalah soalan yang bukan hanya diketahui oleh ahli astronomi yang mempelajari supernova, tetapi semua ahli astronomi menginginkannya. "
Kedua-dua pasukan juga menyatakan bahawa mereka tidak akan dapat mengesahkan identiti bintang nenek moyang sehingga supernova memudar dalam kira-kira dua tahun. Pada masa ini, mereka berharap dapat menggunakan NASA Teleskop Angkasa James Webb (JWST), yang dijadualkan dilancarkan pada tahun 2021, untuk melihat apakah leluhurnya masih sangat terang (seperti yang diharapkan) dan membuat pengukuran kecerahan dan jisimnya yang lebih tepat.
Penemuan terbaru ini bukan sahaja mengisi beberapa lubang pengetahuan kita tentang bagaimana beberapa bintang berkelakuan ketika mereka mencapai akhir fasa urutan utama mereka, ia juga memberi peluang kepada para astronom untuk mempelajari lebih lanjut mengenai pembentukan dan evolusi bintang di Alam Semesta kita . Apabila teleskop generasi akan datang tersedia pada tahun-tahun mendatang, para astronom berharap dapat memperoleh pandangan penting mengenai soalan-soalan ini.
Kajian yang diketuai oleh Van Dyk, berjudul "SN 2017ein dan Kemungkinan Pengenalan Pertama dari Tipe Ic Supernova Progenitor" muncul di Jurnal Astrofizik dalam bulan Jun. Kajian kedua, "Potensi nenek moyang untuk supernova 2017 I Type", muncul di Makluman Bulanan Persatuan Astronomi Diraja Oktober lalu.
