Para ahli astrofisika, untuk pertama kalinya, mengukur suhu partikel elementer dalam sisa-sisa radioaktif a bintang neutron tumbukan yang menyebabkan terbentuknya a lubang hitam.
Terobosan ini memungkinkan para ilmuwan untuk memeriksa sifat fisik mikroskopis dalam peristiwa kosmik yang dahsyat ini. Temuan ini juga mengungkapkan bagaimana observasi tunggal menangkap keberadaan suatu objek sepanjang waktu, seperti potret yang mencakup momen kosmik. Para peneliti dari Institut Niels Bohr di Universitas Kopenhagen membuat penemuan ini, yang baru-baru ini dipublikasikan di jurnal Astronomi & Astrofisika.
ADVERTISEMENT
SCROLL TO RESUME CONTENT
Pengamatan Baru Mengungkap Penciptaan Elemen Berat
Tabrakan dua bintang neutron menghasilkan lubang hitam terkecil yang pernah diamati. Peristiwa kosmik yang intens ini menciptakan bola api yang mengembang hampir dengan kecepatan cahaya, bersinar dengan kecerahan ratusan juta matahari pada hari-hari setelah tabrakan.
Objek yang sangat terang ini, disebut kilonova, memancarkan radiasi dalam jumlah besar akibat peluruhan unsur radioaktif berat yang terbentuk selama ledakan.
Dengan menggabungkan pengukuran cahaya kilonova, yang dilakukan dengan teleskop di seluruh Bumi, tim peneliti internasional, yang dipimpin oleh The Cosmic DAWN Center di Niels Bohr Institute, telah mendekati sifat misterius dari ledakan tersebut dan semakin mendekati jawabannya. dari pertanyaan astrofisika kuno: Dari mana datangnya unsur-unsur yang lebih berat dari besi?
Peran Observatorium Global dalam Melacak Peristiwa Astrofisika
“Ledakan astrofisika ini berkembang secara dramatis dari jam ke jam, sehingga tidak ada satu teleskop pun yang dapat mengikuti keseluruhan ceritanya. Sudut pandang masing-masing teleskop terhadap peristiwa tersebut terhalang oleh rotasi Bumi.
Namun dengan menggabungkan pengukuran yang ada dari Australia, Afrika Selatan, dan The Teleskop Luar Angkasa Hubble kita bisa mengikuti perkembangannya dengan sangat detail.
Kami menunjukkan bahwa keseluruhan menunjukkan lebih dari sekedar jumlah kumpulan data individual,” kata Albert Sneppen, mahasiswa PhD di Niels Bohr Institute dan pemimpin studi baru ini.
Suhu Ekstrem Setelah Tabrakan Bintang Neutron
Tepat setelah tumbukan, materi bintang yang terfragmentasi memiliki suhu miliaran derajat. Seribu kali lebih panas bahkan dari pusat Matahari dan sebanding dengan suhu Alam Semesta hanya satu detik setelahnya Ledakan Besar.
Suhu ekstrim ini mengakibatkan elektron tidak terikat pada inti atom, melainkan melayang-layang dalam keadaan yang disebut terionisasi plasma.
Elektron “menari” di sekelilingnya. Namun pada saat-saat, menit, jam, dan hari berikutnya, materi bintang mendingin, sama seperti seluruh Alam Semesta setelah Big Bang.
Bukti Adanya Unsur Berat Pasca Tabrakan
370.000 tahun setelah Big Bang, Alam Semesta telah cukup dingin sehingga elektron dapat menempel pada inti atom dan membentuk atom pertama. Cahaya kini dapat bergerak bebas di alam semesta karena tidak lagi terhalang oleh elektron bebas.
Ini berarti bahwa cahaya paling awal yang dapat kita lihat dalam sejarah alam semesta adalah apa yang disebut “radiasi latar belakang kosmik” – sebuah potongan cahaya, yang merupakan latar belakang langit malam yang jauh. Proses serupa dalam penyatuan elektron dengan inti atom kini dapat diamati pada materi bintang ledakan.
Salah satu hasil konkritnya adalah pengamatan unsur berat seperti Strontium dan Yttrium. Unsur-unsur tersebut mudah dideteksi, namun kemungkinan besar banyak unsur berat lainnya yang kami tidak yakin asal usulnya, juga tercipta dalam ledakan tersebut.
Wawasan Tentang Pembentukan Elemen dan Kondisi Awal Alam Semesta
“Sekarang kita dapat melihat momen di mana inti atom dan elektron bersatu dalam pijaran tersebut. Untuk pertama kalinya kita melihat penciptaan atom, kita dapat mengukur suhu materi dan melihat mikrofisika dalam ledakan jarak jauh ini. Ini seperti mengagumi tiga radiasi latar kosmik yang mengelilingi kita dari semua sisi, tapi di sini, kita bisa melihat semuanya dari luar. Kita melihat sebelum, selama, dan setelah momen kelahiran atom,” kata Rasmus Damgaard, mahasiswa PhD di Cosmic DAWN Center dan salah satu penulis studi ini.
Kasper Heintz, rekan penulis dan asisten profesor di Niels Bohr Institute melanjutkan: “Materi ini mengembang begitu cepat dan bertambah besar dengan sangat cepat, sehingga cahaya memerlukan waktu berjam-jam untuk melintasi ledakan. Inilah sebabnya, hanya dengan mengamati ujung bola api yang jauh, kita dapat melihat lebih jauh ke belakang sejarah ledakan tersebut.
Di dekat kita, elektron-elektron telah terikat pada inti atom, namun di sisi lain, di sisi terjauh dari lubang hitam yang baru lahir, “masa kini” tetaplah masa depan.
Referensi: “Evolusi kilonova cepat: Efek rekombinasi dan gema” oleh Albert Sneppen, Darach Watson, James H. Gillanders dan Kasper E. Heintz, 7 Agustus 2024, Astronomi & Astrofisika.
DOI: 10.1051/0004-6361/202348758
RakyatPos.ID Network
