Ledakan luar angkasa paling dahsyat yang pernah terjadi mengungkap perkembangan mengejutkan: ScienceAlert

Pada Oktober 2022, survei mulai memantau langit untuk mengetahui adanya ledakan di luar angkasa Seperti katak di kaus kaki.

Alasannya? Sesuatu yang berjarak 2,4 miliar tahun cahaya melepaskan ledakan sinar gamma terbesar yang pernah tercatat. Peristiwa tersebut, GRB 221009A, mencapai rekor tertinggi sebesar 18 TeV, dan begitu kuatnya hingga mengguncang atmosfer luar bumi.

Peristiwa tersebut, yang dijuluki The Boat (untuk yang paling terang), yang kemudian kita tentukan sebagai lahirnya sebuah lubang hitam sebagai akibat dari kematian yang kejam dari sebuah bintang masif.

Kini analisis baru terhadap cahaya mutakhir telah mengungkap kompleksitas ledakan ini, dan menemukan bahwa meskipun amukan sinar gamma, kapal tersebut sebenarnya biasa saja, sesuatu yang tidak kami duga.

“Ini tidak lebih terang dari supernova sebelumnya.” kata ahli astrofisika Peter Blanchard Dari Northwestern University di Amerika Serikat.

“Tampaknya cukup alami dalam konteks supernova lain yang terkait dengan ledakan sinar gamma (GRB) yang kurang energik. Anda mungkin mengira bahwa bintang runtuh yang sama yang menghasilkan GRB yang sangat aktif dan terang juga akan menghasilkan supernova yang sangat aktif dan terang ternyata benar. “Bukan begitu. Kita punya GRB yang sangat terang, tapi ini supernova biasa.”

Sinar gamma meledak Itu adalah ledakan paling dahsyat yang pernah terjadi di alam semesta. Seperti namanya, ledakan tersebut adalah semburan radiasi gamma – cahaya paling energik di alam semesta – yang dapat meledak dalam 10 detik dengan energi yang sama dengan yang dipancarkan Matahari dalam 10 miliar tahun.

Kita mengetahui setidaknya dua peristiwa utama yang dapat menciptakan GRB: pembentukan lubang hitam ketika sebuah bintang masif mengalami supernova, atau supernova yang menyertai penggabungan dua bintang neutron.

Jenis nova yang menghasilkan semburan sinar gamma juga dianggap bertanggung jawab atas produksi unsur berat di alam semesta. Masalahnya adalah unsur-unsur berat tidak ada sampai bintang-bintang menciptakannya.

Bintang sebagian besar terbuat dari gas hidrogen, yang melimpah di alam semesta, namun mereka menghancurkan inti atom untuk membentuk unsur yang lebih berat. Hal ini berlaku untuk besi, karena fusi atom besi menyerap lebih banyak energi daripada yang dihasilkannya.

Namun, unsur-unsur yang lebih berat dari besi dapat terbentuk selama pergolakan hebat dalam ledakan kosmik raksasa. Kami telah melihatnya! Setelah tabrakan bintang neutron, para ilmuwan telah menemukan unsur-unsur yang terlalu berat untuk terbentuk melalui fusi inti.

Tapi ada banyak hal yang tidak kita ketahui. Jika kita dapat mempersempit rentang ledakan yang paling mungkin menghasilkan unsur-unsur ini, kita akan memiliki alat baru untuk memahami tidak hanya bagaimana alam semesta menghasilkan benda, namun juga seberapa umum ledakan tersebut terjadi.

Jadi wajar saja jika Blanchard dan rekan-rekannya ingin melihat GRB 221009A untuk melihat apakah ada tanda-tanda unsur berat pada cahaya yang dipancarkannya.

Tapi mereka harus menunggu. Ledakannya begitu dahsyat hingga membutakan instrumen kami.

“Ledakan GRB sangat terang sehingga mengaburkan kemungkinan terjadinya supernova pada minggu-minggu dan bulan-bulan pertama setelah ledakan.” Blanchard menjelaskan.

“Pada saat ini, apa yang disebut dengan sisa cahaya GRB tampak seperti lampu depan mobil yang datang langsung ke arah Anda, menghalangi Anda untuk melihat mobil itu sendiri. Jadi, kami harus menunggu sampai warnanya memudar secara signifikan untuk memberi kami kesempatan untuk melihat. lihat supernovanya.”

Baru sekitar enam bulan setelah ledakan pertama kali terlihat, para peneliti dapat menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb untuk melihat cahaya pada panjang gelombang inframerah. Dengan cara ini mereka dapat menentukan bahwa supernova itu sendiri relatif normal. Alasan mengapa planet ini begitu terang kemungkinan karena ledakan sinar gamma diarahkan langsung ke Bumi.

Selanjutnya, para peneliti menggabungkan data Teleskop Luar Angkasa James Webb dengan observasi radio dari Atacama Large Millimeter/submillimeter Array untuk mencari pita panjang gelombang tertentu yang konsisten dengan keberadaan unsur berat. Namun, meski mereka menemukan kalsium dan oksigen, yang jumlahnya cukup standar dalam supernova, tidak ada tanda-tanda produksi unsur berat.

Saat ini, kecepatan penggabungan bintang-bintang neutron tidak cukup untuk menghasilkan jumlah materi berat yang kita lihat di alam semesta. Ledakan raksasa seperti GRB 221009A diperkirakan menjadi penyebabnya, namun kurangnya unsur berat menunjukkan bahwa kita salah dalam hal ini.

Jadi kita perlu melihat sumber-sumber potensial lainnya untuk melihat apakah kita dapat mengidentifikasi pelakunya, kata para peneliti.

“Kami tidak melihat tanda-tanda unsur berat ini, yang menunjukkan bahwa ledakan sinar gamma yang sangat energik seperti perahu tidak menghasilkan unsur-unsur ini.” kata Blanchard.

“Ini tidak berarti bahwa semua ledakan GRB tidak menghasilkannya, tetapi ini adalah informasi penting karena kami terus memahami dari mana unsur-unsur berat ini berasal. Pengamatan di masa depan dengan JWST akan menentukan apakah sepupu 'alami' BOAT yang memproduksinya elemen.”

Hasilnya telah dipublikasikan di Astronomi alam.