 |
| Photo Credit:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) |
Sebuah studi baru-baru ini oleh University of Warwick mengamati bahwa bintang-bintang perlu berada dalam sistem biner untuk membuat semburan sinar gamma. Semburan sinar gamma adalah ledakan paling terang di alam semesta, yang disebabkan oleh bintang-bintang besar yang runtuh. Ribuan sistem bintang biner dimodelkan untuk penelitian ini dan menemukan bahwa efek pasang surut dari bintang pendamping membuat bintang yang runtuh itu berputar dan menghasilkan semburan materi.
Para astronom Universitas menyarankan bahwa ledakan terbesar dan paling terang yang terlihat di alam semesta mengambil dua bintang untuk membuat ledakan sinar gamma.
Penelitian baru memecahkan misteri tentang bagaimana bintang berputar cukup cepat untuk menciptakan kondisi untuk meluncurkan jet bahan yang sangat energik ke ruang angkasa dan telah menemukan bahwa efek pasang surut seperti yang terjadi antara Bulan dan Bumi adalah jawabannya.
Penemuan ini, yang dilaporkan dalam Pemberitahuan Bulanan dari Royal Astronomical Society, dibuat menggunakan model simulasi ribuan sistem bintang biner, yaitu, sistem tata surya yang memiliki dua bintang yang saling mengorbit.
Lebih dari setengah dari semua bintang terletak di sistem bintang biner. Penelitian baru ini menunjukkan bahwa mereka harus berada dalam sistem bintang biner agar ledakan besar dapat diciptakan. Sebuah ledakan sinar gamma panjang (GRB), jenis yang diteliti dalam penelitian ini, terjadi ketika sebuah bintang masif sekitar sepuluh kali ukuran Matahari kita menjadi supernova, runtuh menjadi bintang neutron atau lubang hitam dan menembakkan jet material yang relativistik ke luar angkasa. .
Alih-alih bintang itu runtuh secara radial ke dalam, bintang itu mendatar menjadi cakram untuk menghemat momentum sudut. Saat material jatuh ke dalam, momentum sudut itu meluncurkannya dalam bentuk jet di sepanjang sumbu kutub.
Tetapi untuk membentuk jet material itu, bintang harus berputar cukup cepat untuk meluncurkan material di sepanjang sumbu. Ini menimbulkan masalah karena bintang biasanya kehilangan putaran apa pun yang mereka peroleh dengan sangat cepat. Dengan memodelkan perilaku bintang-bintang masif ini saat mereka runtuh, para peneliti telah mampu membatasi faktor-faktor yang menyebabkan jet terbentuk.
Mereka menemukan bahwa efek pasang surut dari tetangga dekat - efek yang sama yang membuat Bulan dan Bumi terkunci bersama dalam putarannya - dapat bertanggung jawab untuk memutar bintang-bintang ini pada kecepatan yang diperlukan untuk membuat semburan sinar gamma.
Semburan sinar gamma adalah peristiwa paling bercahaya di alam semesta dan dapat diamati dari Bumi ketika pancaran material mereka menunjuk langsung ke arah kita. Ini berarti bahwa kita hanya melihat sekitar 10-20 persen GRB di langit kita.
Penulis utama Ashley Chrimes, seorang mahasiswa PhD di Departemen Fisika Universitas Warwick, berbagi, "Kami memperkirakan jenis bintang atau sistem apa yang menghasilkan semburan sinar gamma, yang merupakan ledakan terbesar di alam semesta. Sampai sekarang belum jelas bintang atau sistem biner seperti apa yang Anda butuhkan untuk menghasilkan hasil itu.
"Pertanyaannya adalah bagaimana sebuah bintang mulai berputar atau mempertahankan putarannya dari waktu ke waktu. Kami menemukan bahwa efek pasang surut bintang pada mitranya menghentikan mereka dari melambat dan, dalam beberapa kasus, itu memutar mereka," Ashley menambahkan .
Dia lebih lanjut berkata, "Mereka mencuri energi rotasi dari rekan mereka, akibatnya adalah bahwa mereka kemudian melayang lebih jauh. Apa yang telah kami tentukan adalah bahwa sebagian besar bintang berputar dengan cepat justru karena mereka berada dalam sistem biner."
Studi ini menggunakan koleksi model evolusi bintang biner yang dibuat oleh para peneliti dari University of Warwick dan Dr JJ Eldridge dari University of Auckland.
Menggunakan teknik yang disebut sintesis populasi biner, para ilmuwan dapat mensimulasikan mekanisme ini dalam populasi ribuan sistem bintang dan mengidentifikasi contoh langka di mana ledakan jenis ini dapat terjadi.
Dr Elizabeth Stanway, dari Departemen Fisika Universitas Warwick, mengatakan, "Para ilmuwan belum mencontohkan secara rinci untuk evolusi biner di masa lalu karena itu adalah perhitungan yang sangat rumit untuk dilakukan."
Menurut Stanway, pekerjaan ini telah mempertimbangkan mekanisme fisik dalam model-model yang belum kami periksa sebelumnya, yang menunjukkan bahwa biner dapat menghasilkan cukup GRB menggunakan metode ini untuk menjelaskan angka yang kami amati.
Dia juga merasa bahwa ada juga dilema besar pada keasaman bintang yang menghasilkan semburan sinar gamma. Sebagai astronom, kita mengukur komposisi bintang dan jalur dominan untuk semburan sinar gamma membutuhkan sangat sedikit atom besi atau elemen berat lainnya di atmosfer bintang.
Ada teka-teki mengapa kita melihat berbagai komposisi dalam bintang yang menghasilkan semburan sinar gamma, dan model ini menawarkan penjelasan.
Ashley lebih lanjut menjelaskan, "Model ini memungkinkan kita untuk memprediksi seperti apa sistem ini secara observasi dalam hal suhu dan luminositasnya, dan seperti apa sifat-sifat pengiringnya. Kita sekarang tertarik untuk menerapkan analisis ini untuk mengeksplorasi berbagai astrofisika. transien, seperti ledakan radio yang cepat, dan berpotensi memodelkan kejadian yang lebih jarang seperti lubang hitam yang berputar ke bintang.
