Selama hampir satu abad, ahli astronomi telah mempelajari supernova dengan penuh minat. Kejadian ajaib inilah yang berlaku ketika bintang memasuki fasa terakhir jangka hayatnya dan runtuh, atau dilucutkan oleh bintang pendamping lapisan luarnya ke titik di mana ia mengalami keruntuhan teras. Dalam kedua-dua kes, peristiwa ini biasanya membawa kepada pelepasan bahan secara besar-besaran beberapa kali jisim Matahari kita.
Walau bagaimanapun, pasukan saintis antarabangsa baru-baru ini menyaksikan supernova yang sangat lemah dan singkat. Pemerhatian mereka menunjukkan bahawa supernova disebabkan oleh pendamping yang tidak kelihatan, mungkin bintang neutron yang menanggalkan bahannya, menyebabkannya runtuh dan pergi ke supernova. Oleh itu, ini adalah pertama kalinya para saintis menyaksikan kelahiran sistem binari bintang neutron padat.
Kajian yang bertajuk "Supernova ultra-cepat yang panas dan cepat yang mungkin membentuk binari bintang neutron padat", baru-baru ini muncul dalam jurnal Sains. Kajian ini diketuai oleh Kishalay De, seorang pelajar siswazah dari Jabatan Astrofizik Caltech, dan termasuk anggota dari Pusat Penerbangan Angkasa Goddard NASA dan Jet Propulsion Laboratory, Institut Sains Weizmann, Institut Max Planck untuk Astrofizik, Makmal Nasional Lawrence Berkeley , dan pelbagai universiti dan balai cerap.
Penyelidikan pasukan dilakukan terutamanya di makmal Mansi Kasliwal, seorang penolong profesor astronomi di Caltech dan pengarang bersama kajian ini. Dia juga penyiasat utama projek Global Relay of Observatories Watching Transients Happen (GROWTH) yang diketuai Caltech, sebuah kolaborasi astronomi antarabangsa yang difokuskan untuk mengkaji fizik peristiwa sementara (jangka pendek) - iaitu supernova, bintang neutron, hitam penggabungan lubang, dan asteroid dekat bumi.
Demi kajian mereka, pasukan melihat peristiwa supernova yang dikenali sebagai iPTF 14gqr, yang muncul di pinggir galaksi lingkaran sekitar 920 juta tahun cahaya dari Bumi. Sepanjang pemerhatian mereka, mereka melihat bahawa supernova mengakibatkan pembebasan sejumlah bahan yang agak sederhana - sekitar seperlima jisim Matahari. Ini cukup mengejutkan, seperti yang ditunjukkan oleh Kasliwali dalam siaran akhbar Caltech baru-baru ini:
"Kami melihat inti bintang besar ini runtuh, tetapi kami melihat sedikit massa dikeluarkan. Kami menyebutnya supernova sampul surat yang sangat dilucutkan dan telah lama diramalkan bahawa ia ada. Ini adalah pertama kalinya kami menyaksikan keruntuhan inti bintang besar yang sangat bebas dari masalah. "
Kejadian ini tidak biasa kerana, agar bintang-bintang runtuh, inti mereka harus diselimuti oleh sejumlah besar bahan sebelumnya. Ini menimbulkan persoalan di mana bintang-bintang yang hilang dapat pergi. Berdasarkan pemerhatian mereka, mereka menentukan bahawa pendamping yang padat (baik kerdil putih atau bintang neutron) mesti menyedotnya dari masa ke masa.
Senario inilah yang membawa kepada supernova Jenis I, yang berlaku dalam sistem binari yang terdiri daripada bintang neutron dan gergasi merah. Dalam kes ini, pasukan tidak dapat melihat rakan bintang neutron, tetapi berpendapat bahawa ia mesti terbentuk dalam orbit dengan bintang yang lain, sehingga membentuk sistem biner yang asli. Akibatnya, ini bermakna bahawa dengan memerhatikan iPTF 14gqr, pasukan menyaksikan kelahiran sistem binari yang terdiri daripada dua bintang neutron padat.
Lebih-lebih lagi, hakikat bahawa kedua-dua bintang neutron ini sangat dekat bererti bahawa mereka akhirnya akan bergabung dalam acara yang serupa dengan yang berlaku pada tahun 2017. Dikenali sebagai "peristiwa kilonova", penggabungan ini adalah peristiwa kosmik pertama yang dilihat dalam gelombang graviti dan elektromagnetik. Pemerhatian susulan juga menunjukkan bahawa penggabungan tersebut mungkin mengakibatkan pembentukan lubang hitam.
Ini mewujudkan peluang untuk tinjauan masa depan, yang akan menyaksikan iPTF 14gqr untuk melihat apakah peristiwa kilonova lain menghasilkan dan membuat lubang hitam yang lain. Di atas semua itu, fakta bahawa pasukan dapat menyaksikan acara itu cukup beruntung, memandangkan fenomena ini jarang berlaku (merangkumi hanya 1% daripada peristiwa supernova) dan berumur pendek. Seperti yang dijelaskan oleh De:
"Anda memerlukan tinjauan sementara dan rangkaian astronomi yang terkoordinasi dengan baik di seluruh dunia untuk benar-benar menangkap fasa awal supernova. Tanpa data pada masa awalnya, kita tidak dapat menyimpulkan bahawa letupan itu pasti berpunca dari inti bintang besar yang runtuh dengan amplop sekitar 500 kali radius matahari. "
Kejadian ini pertama kali dikesan oleh Observatorium Palomar sebagai sebahagian daripada Kilang Sementara Palomar (iPTF) - sebuah kolaborasi saintifik di mana pemerhatian di seluruh dunia memantau kosmos untuk kejadian kosmik jangka pendek seperti supernova. Berkat iPTF melakukan tinjauan setiap malam, teleskop Palomar dapat melihat iPTF 14gqr tidak lama setelah ia menjadi supernova.
Kerjasama itu juga memastikan bahawa apabila Teleskop Palomar tidak lagi dapat melihatnya (disebabkan oleh putaran Bumi) bahawa observatorium lain dapat terus memantau dan mengesan evolusinya. Ke depan, Kemudahan Sementara Zwicky (yang merupakan penerus kepada Observatorium Palomar untuk iPTF) akan melakukan tinjauan ke langit yang lebih kerap dan lebih luas, dengan harapan dapat melihat lebih banyak kejadian langka ini.
Tinjauan ini, yang diselaraskan dengan usaha susulan oleh rangkaian seperti PERTUMBUHAN, akan membolehkan para astronom mengkaji bagaimana sistem binari kompak berkembang. Ini akan menghasilkan pemahaman yang lebih baik bukan hanya bagaimana objek ini berinteraksi, tetapi memberikan lebih banyak wawasan tentang bagaimana gelombang graviti dan jenis lubang hitam tertentu terbentuk.
