Berita Bintang mati yang baru ditemukan berputar memecahkan rekor 716 kali per detik, meledak dengan ledakan termonuklir

Saat Anda membeli melalui tautan di artikel kami, Future dan mitra sindikasinya dapat memperoleh komisi.

Para astronom telah menemukan bintang neutron “bintang mati” yang berputar dengan kecepatan luar biasa 716 kali per detik, menjadikannya benda kosmik yang berputar paling cepat yang pernah ada. Tak hanya itu, permukaan bintang neutron juga meletus dengan ledakan sekuat bom atom.

Tim menemukan sisa-sisa bintang ekstrem menggunakan teleskop sinar-X milik NASA, bintang Neutron Interior Composition Explorer (LEBIH BAIK), yang dipasang di bagian luar Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS).

Setan kecepatan yang meledak bintang neutron yang dimaksud adalah bagian dari sistem biner 4U 1820-30, yang berada di gugus bola NGC 6624, yang terletak di jantung galaksi. Bimasakti sekitar 26 tahun cahaya dari Bumi di konstelasi Sagittarius.

“Kami mempelajari ledakan termonuklir dari sistem ini dan kemudian menemukan osilasi yang luar biasa, menunjukkan sebuah bintang neutron berputar di sekitar poros pusatnya dengan kecepatan 716 kali per detik,” anggota tim Gaurava K. Jaisawal dari DTU Space mengatakan dalam sebuah pernyataan.

Dalam hal kecepatan rotasinya, satu-satunya benda yang mendekati bintang neutron pada 4U 1820-30 adalah bintang neutron lainnya, PSR J1748–2446yang juga berputar 716 kali per detik, atau 42.960 kali per menit.

Penghuni biner 4U 1820-30 lainnya adalah mayat bintang lainnya, a katai putihjenis sisa yang ditinggalkan oleh bintang-bintang dengan massa yang sebanding dengan matahari ketika mereka mati. Katai putih ini juga merupakan bintang yang sangat cepat, berputar mengelilingi bintang neutronnya setiap 11 menit sekali! Itu berarti ini adalah sistem bintang biner dengan periode orbit terpendek yang pernah ada.

Bintang neutron seperti yang disebutkan di atas terbentuk ketika bintang yang jauh lebih masif, dengan massa setidaknya 8 kali Matahari, kehabisan bahan bakar untuk fusi nuklir. Kematian bintang adalah kunci untuk memahami sifat ekstrim bintang neutron, seperti kecepatan putarannya dan ledakan termonuklir yang mengguncang permukaannya.

Apa yang membuat bintang neutron begitu ekstrem?

Ketika sebuah bintang masif kehabisan bahan bakar dan tidak dapat lagi memadukan unsur-unsur untuk menciptakan unsur-unsur yang semakin berat di intinya, energi luar atau “tekanan radiasi” yang telah mendukungnya melawan dorongan gravitasinya sendiri selama miliaran tahun akan berhenti.

Hal ini menyebabkan inti bintang ini dengan cepat runtuh karena gravitasinya sendiri, mengirimkan gelombang kejut ke lapisan luar bintang yang sekarat tersebut. Hal ini memicu a supernova ledakan yang merobek lapisan luar dan sebagian besar massa bintang.

Hal ini menjadikan inti bintang sebagai mayat bintang dengan massa antara 1 dan 2 kali massa Matahari. Bintang neutron yang baru lahir (atau baru mati?) ini memiliki lebar hanya sekitar 12 mil (20 kilometer). Kompresi diameter yang cepat inilah yang menyebabkan bintang neutron berputar dengan cepat.

Ini adalah hasil dari konservasi momentum sudutdan analogi yang sangat duniawi dapat menggambarkannya. Bayangkan seorang ice skater berputar di atas es. Untuk meningkatkan kecepatan putarannya, skater menarik lengannya, dan untuk memperlambat lagi, mereka merentangkan tangannya. Hal ini terjadi pada bintang neutron, meskipun dalam skala kosmik yang jauh lebih besar.

Bintang neutron juga bisa mendapatkan peningkatan kecepatan rotasi ketika mereka berada dalam biner yang cukup ketat menarik materi secara gravitasi dari rekannya atau bintang “donor”. Materi ini membawa momentum sudut yang juga meningkatkan kecepatan putaran bintang neutron. Materi yang dicuri ini juga merupakan kunci untuk memahami mengapa bintang neutron bisa meletus dalam ledakan termonuklir.

Seperti yang bisa Anda bayangkan, menjejalkan massa dua matahari ke dalam benda yang sesuai dengan batas Pulau Manhattan mempunyai konsekuensi yang ekstrem. Gaya kompresi yang cepat ini bermuatan negatif elektron dan bermuatan positif proton bersama-sama, menciptakan lautan partikel netral yang disebut neutron yang mengisi bintang neutron.

Materi ini adalah yang terpadat di alam semesta yang diketahui. Faktanya, ia sangat padat sehingga jika satu sendok teh materi bintang neutron diambil dan dibawa ke Bumi, beratnya akan mencapai 10 juta ton, sama dengan berat sekitar 85.000 paus biru.

Dengan kepadatan yang luar biasa ini muncullah kekuatan yang luar biasa pengaruh gravitasi. Artinya, ketika materi bergerak menuju bintang neutron, ia dipercepat hingga mencapai kecepatan jutaan mil per jam. Jadi, ketika menabrak permukaan bintang neutron, materi ini melepaskan energi yang sangat besar.

Sebagai contoh, jika marshmallow dijatuhkan ke permukaan bintang neutron, marshmallow tersebut akan menghasilkan energi sebesar seribu bom hidrogen yang meledak secara bersamaan.

Selain itu, ketika materi bintang yang dicuri ini menumpuk di permukaan bintang neutron, ia dapat mencapai massa kritis dan meledak dengan dahsyat. ledakan termonuklir.

“Selama ledakan ini, bintang neutron menjadi 100.000 kali lebih terang dibandingkan bintang neutron mataharimelepaskan sejumlah besar energi,” kata anggota tim dan ilmuwan DTU Space Jerome Chenevez dalam pernyataannya. “Jadi kita menghadapi peristiwa yang sangat ekstrem, dan dengan mempelajarinya secara mendetail, kita mendapatkan wawasan baru tentang siklus hidup yang ada di masa depan. sistem bintang biner dan pembentukan unsur-unsur di alam semesta.”

Cerita Terkait:

— Para ilmuwan menemukan 'bintang radio neutron' yang berputar paling lambat — ia melanggar semua aturan bintang mati

— 'Gangguan' bintang mati dapat mengungkap asal mula ledakan radio yang cepat

— Bintang neutron terberat yang pernah diamati sedang menghancurkan rekannya

NICER mengamati sistem biner 4U 1820-30 antara tahun 2017 dan 2021, selama waktu tersebut tim DTU Space melihat 15 ledakan termonuklir melalui sinar X-ray yang mereka hasilkan.

Salah satu ledakan ini membawa tanda yang oleh para ilmuwan disebut “osilasi ledakan termonuklir”, yang memiliki frekuensi 716 Hz. Karena ledakan osilasi ini sejalan dengan kecepatan putaran bintang neutron, hal ini memastikan bahwa benda tersebut berputar 716 kali per detik.

“Jika pengamatan di masa depan mengkonfirmasi hal ini, bintang neutron 4U 1820-30 akan menjadi salah satu objek berputar tercepat yang pernah diamati di alam semesta, hanya dapat ditandingi oleh bintang neutron lain bernama PSR J1748–2446,” kata Jaisawal.

Penelitian tim ini dipublikasikan pada 25 Oktober 2024 di Jurnal Astrofisika.