7 hours ago
4
Ilustrasi bintang katai putih yang berubah menjadi bintang neutron saat menyerap energi dari bintang pendamping yang jauh.(Robert Lea (dibuat dengan Canva))
KETIKA bintang seukuran Matahari mati, mereka meninggalkan sisa-sisa bintang yang padat yang dikenal sebagai bintang katai putih. Dalam kondisi tertentu, katai putih ini dapat mengalami transformasi yang jauh lebih ekstrem menjadi bintang neutron, objek yang tersusun dari materi terpadat di alam semesta. Para ilmuwan kini berhasil memetakan bagaimana proses perubahan tersebut terjadi.
Secara umum, bintang neutron terbentuk ketika bintang masif (sekitar delapan kali massa Matahari) kehabisan bahan bakar, runtuh, dan meledak dalam peristiwa supernova. Namun, terdapat jalur alternatif yang dikenal sebagai accretion-induced collapse (AIC) atau keruntuhan akibat akresi.
Dalam skenario ini, katai putih bertindak menyerupai "vampir kosmik" dengan menyerap materi dari bintang pasangannya.
"Pada AIC, cikal bakalnya sudah berupa sisa bintang, dan pemicunya bukanlah evolusinya sendiri, melainkan materi yang diberikan oleh bintang pasangannya," kata pemimpin tim penelitian, Laurenz Thümmler dari ETH Zurich, kepada Space.com.
Syarat Khusus untuk Bertransformasi
Melalui simulasi tiga dimensi, Thümmler dan timnya menemukan tidak semua katai putih bisa mengalami proses AIC. Kondisinya harus sangat spesifik.
Sebagian besar katai putih terdiri dari karbon dan oksigen. Ketika jenis ini menyerap materi berlebih hingga mencapai batas Chandrasekhar (sekitar 1,4 massa Matahari), mereka akan meledak dalam supernova Tipe Ia dan hancur total.
Sebaliknya, katai putih yang terdiri dari oksigen, neon, dan magnesium memiliki kepadatan yang lebih tinggi sehingga dapat terhindar dari kehancuran tersebut.
"Mereka biasanya lahir lebih masif dan lebih padat daripada katai putih karbon-oksigen, sehingga membutuhkan lebih sedikit massa tambahan untuk mendekati batas Chandrasekhar," ujar Thümmler.
Selain komposisi kimia, laju penyerapan materi (accretion rate) dari bintang donor juga harus berada dalam rentang yang pas.
"Jika terlalu rendah, letupan nova dapat membuang kembali sebagian besar materi yang terakumulasi; jika terlalu tinggi, angin, ekspansi selubung, atau interaksi biner dapat mencegah katai putih mencapai kondisi yang diperlukan untuk runtuh," jelas Thümmler. "Akresi harus cukup cepat dan stabil untuk mencapainya tanpa memicu pembakaran eksplosif di tengah jalan."
Ketika syarat-syarat tersebut terpenuhi, elektron akan ditangkap oleh inti neon dan magnesium. Hal ini menghilangkan tekanan yang menopang bintang, sehingga keruntuhan pun terjadi.
Karakteristik Unik dan Cara Mengamatinya
Dalam simulasi tersebut, para peneliti juga menemukan hal mengejutkan terkait semburan materi kaya neutron. Semburan ini tidak muncul di sepanjang sumbu rotasi seperti yang diperkirakan sebelumnya, melainkan keluar di wilayah garis lintang menengah (mid-latitudes) bintang, tempat bertemunya semburan medan magnet dan angin akibat energi neutrino.
Fenomena AIC diprediksi akan menghasilkan pancaran radiasi ultraviolet dan cahaya tampak yang berlangsung selama dua hingga tiga hari, diiringi emisi sinar-X serta gelombang radio yang bertahan lebih lama. Teleskop seperti Vera C. Rubin Observatory diharapkan mampu mendeteksi peristiwa langka ini di masa mendatang.
Hasil penelitian ini telah dipublikasikan sebagai pre-print di repositori makalah ilmiah arXiv. (Space/Z-2)
