Imej Chandra SN1970G. Kredit gambar: NASA. Klik untuk membesarkan.
Ketika ahli astronomi melihat ke atas Alam Semesta, satu prinsip menonjol di atas data dan maklumat yang banyak yang ditangkap oleh instrumen mereka - Alam Semesta adalah karya yang sedang berjalan. Dari atom hidrogen hingga gugus galaksi, keadaan mengalami perubahan dengan cara yang sangat serupa. Prinsip pertumbuhan, pematangan, kematian, dan kelahiran semula sedang berlaku di Alam Semesta. Tidak ada prinsip yang lebih lengkap daripada sumber cahaya utama yang kita lihat melalui instrumen kita - bintang.
Pada 1 Jun 2005, sepasang penyiasat (Stefan Immler dari Pusat Penerbangan Angkasa Goddard NASA dan K.D. Kuntz dari Universiti John Hopkins) menerbitkan data sinar-X yang dikumpulkan dari pelbagai instrumen yang dibawa ke angkasa lepas. Data mengungkapkan bagaimana satu bintang besar yang melintas di galaksi berdekatan (M101) dapat membantu kita memahami jangka masa yang agak singkat antara kematian bintang dan transformasi karangan gas yang bercahaya menjadi sisa supernova. Bintang itu - supernova SN 1970G - kini telah mengalami sekitar 35 tahun "kehidupan akhirat" yang kelihatan dalam bentuk inti neutron yang berputar dengan cepat dalam aura gas dan habuk yang luas (CSM atau perkara tertentu). Walaupun sekarang (dari persepsi kita) logam berat berlari ke arah luar dengan kelajuan ribuan kilometer sesaat - berpotensi menanam benih bahan organik dalam Interstellar Medium (ISM) galaksi jarak 27 juta tahun cahaya - yang mudah dilihat pada jarak terkecil instrumen dalam buruj musim bunga Ursa Majoris. Hanya apabila tenaga dalam perkara itu mencapai ISM, 1970G akan menyelesaikan kitaran kelahirannya dan potensi kelahiran semula untuk terbentuk dalam bintang dan planet baru.
Nasib bintang ditentukan terutamanya oleh jisimnya. Bertahan selama 50,000 tahun, bintang paling besar (sebanyak 150 matahari) mengembun keluar dari kepekatan gas sejuk dan habuk yang besar untuk akhirnya menjalani kehidupan yang sangat pantas. Pada masa muda, bintang-bintang seperti kegembiraan seperti raksasa biru yang memancar cahaya ultraviolet dekat dari sebuah fotosfera yang suhunya mungkin lima kali lebih tinggi daripada matahari kita sendiri. Dalam bintang seperti itu, relau nuklear berkumpul dengan cepat dan mengeluarkan sejumlah besar radiasi yang sangat kuat. Tekanan dari sinaran ini mendorong kafan luar bintang ke luar berkali-kali walaupun serpihan zarah-zarah yang sangat melambung keluar dari permukaannya untuk menjadi bintang CSM. Kerana tekanan yang diberikan oleh terasnya yang berkembang pesat, mesin nuklear bintang seperti itu akhirnya menjadi kelaparan untuk bahan bakar. Kejatuhan berikutnya ditandai dengan pertunjukan cahaya yang cemerlang - yang berpotensi dapat mengalahkan seluruh galaksi. Pada magnitud 12.1, supernova jenis II 1970G tidak pernah cukup terang untuk mengatasi tuan rumahnya yang ke-8. Tetapi selama kira-kira 30.000 tahun sebelum perbungaannya, 1970G mengeluarkan sejumlah besar hidrogen dan gas helium dalam bentuk angin suria yang kuat. Kemudian, aura materi diafanus yang sama membawa ledakan ledakan tahun 1970G yang mengejutkannya dengan pengujaan sinar-X. Dan itu adalah tempoh gelombang kejutan yang berkembang yang telah mendominasi tanda tenaga atau "fluks" tahun 1970G selama 35 tahun pemerhatian yang lalu.
Menurut sebuah makalah berjudul "Penemuan Pelepasan X-Ray dari Supernova 1970G dengan Chandra" Immler dan Kuntz melaporkan bahawa, "Sebagai SN tertua yang dikesan dalam sinar-X, SN 1970G memungkinkan, untuk pertama kalinya, pemerhatian langsung peralihan dari SN ke fasa sisa supernova (SNR). "
Walaupun laporan itu memetik data sinar-X dari pelbagai satelit sinar-X, sebahagian besar maklumat itu keluar dari serangkaian lima sesi menggunakan Observatorium Chandra X-Ray NASA dalam tempoh 5-11 Julai 2004. Semasa sesi dikumpulkan hampir 40 jam sinar-X lembut dikumpulkan. Resolusi spasial unggul Chandra dan kepekaan yang diperoleh dari pemerhatian jangka panjang membolehkan para astronom menyelesaikan sepenuhnya sinar cahaya X-supernova dari kawasan HII yang berdekatan di dalam galaksi - kawasan yang cukup terang dalam cahaya yang dapat dilihat untuk dimasukkan dalam JLE Dreyer New Katalog Umum disusun pada akhir abad ke-19 - NGC 5455.
Hasil dari ini - dan sebilangan besar pengamatan lain dari kejadian supernova yang menggunakan Chandra NASA dan XMM-Newton ESA - telah mengesahkan salah satu teori utama lampu cahaya sinar-X pasca-supernova. Dari makalah tersebut: "Spektrum sinar-X berkualiti tinggi telah mengesahkan kesahan model interaksi keadaan yang meramalkan komponen spektrum keras untuk pelepasan kejutan ke depan pada zaman awal (kurang dari 100 hari) dan komponen termal lembut untuk sebaliknya pelepasan kejutan setelah shell yang mengembang menjadi nipis secara optik. "
Selama berpuluh-puluh ribu tahun sebelum pergi ke supernova, bintang yang menjadi SN 1970G secara senyap-senyap itu mengeluarkan bahan ke angkasa. Ini mewujudkan aura hidrogen dan helium ekstrastellar yang luas dalam bentuk CSM. Ketika naik supernova, aliran bahan panas yang besar melesat ke angkasa ketika mantel SN 1970G pulih setelah runtuh ke terasnya yang terlalu panas. Selama kira-kira 100 hari, ketumpatan perkara ini kekal sangat tinggi dan - ketika memasuki CSM - sinar X keras mendominasi output dari fluks noval. Sinar-X keras ini mengandungi sepuluh hingga dua puluh kali lebih banyak tenaga daripada yang akan diikuti.
Kemudian apabila masalah yang sangat bertenaga ini berkembang cukup untuk menjadi telus secara optik, tempoh baru diperkuat - fluks sinar-X dari CSM itu sendiri menyebabkan banjir sinar-sinar "lembut" tenaga rendah. Tempoh itu dijangka berterusan sehingga CSM berkembang ke titik perpaduan dengan Interstellar Matter (ISM). Pada masa itu sisa supernova akan terbentuk dan tenaga haba dalam CSM akan mengionkan ISM itu sendiri. Dari sinilah akan muncul cahaya khas "biru-hijau" yang dapat dilihat di sisa-sisa supernova seperti Cygnus Loop apabila dilihat melalui alat amatur dan penapis yang sesuai.
Adakah SN 1970G telah berkembang menjadi sisa supernova?
Satu petunjuk penting untuk menyelesaikan persoalan ini dilihat pada kadar kehilangan besar-besaran supernova sebelum letusan. Menurut Immler dan Kuntz: “Kadar kehilangan massa yang diukur untuk SN 1970G serupa dengan yang disimpulkan untuk SNe Jenis II yang lain, yang biasanya berkisar antara 10-5 hingga 10-4 jisim solar setiap tahun. Ini menunjukkan bahawa pelepasan sinar-X berpunca dari CSM yang dipanaskan oleh kejutan yang disimpan oleh nenek moyang dan bukannya ISM yang dipanaskan oleh kejutan, bahkan pada zaman akhir ini setelah ledakan. "
Menurut Stefan Immler, "Supernova biasanya pudar dengan cepat dalam waktu terdekat setelah letupan mereka ketika gelombang kejutan mencapai batas luar angin bintang, yang menjadi lebih tipis dan tipis. Namun, beberapa ratus tahun kemudian, kejutan itu masuk ke medium antarbintang, dan menghasilkan pelepasan sinar-X yang banyak kerana kepadatan tinggi ISM. Pengukuran ketumpatan di depan kejutan pada tahun 1970G menunjukkan bahawa mereka adalah ciri-ciri angin bintang, yang lebih besar daripada urutan magnitud yang lebih kecil daripada kepadatan ISM. "
Kerana tahap output sinar-X yang rendah, penulis menyimpulkan bahawa 1970G masih belum mencapai fasa sisa supernova - bahkan pada usia 35 tahun selepas letupan. Berdasarkan kajian yang berkaitan dengan sisa-sisa supernova seperti Cygnus Loop kita tahu bahawa setelah sisa-sisa terbentuk, ia dapat bertahan selama puluhan ribu tahun kerana bahan yang terlalu panas menyatu dengan ISM. Kemudian, setelah ISM yang dipanaskan oleh kejutan akhirnya menyejuk, bintang dan planet baru dapat terbentuk yang diperkaya oleh atom berat seperti karbon, oksigen, dan nitrogen bersama dengan unsur yang lebih berat (seperti besi) yang dihasilkan semasa momen singkat supernova sebenarnya letupan - barang kehidupan.
Jelas SN 1970G mempunyai banyak lagi untuk mengajar kita mengenai kehidupan bintang-bintang besar dan perjalanannya menuju status sisa supernova akan terus dipantau dengan teliti hingga ke masa depan.
Ditulis oleh Jeff Barbour
