Tabrakan kosmik yang langka telah menjadi salah satu ‘pabrik emas di alam semesta’.

Mendaftar untuk buletin sains Wonder Theory CNN. Jelajahi alam semesta dengan berita tentang penemuan menarik, terobosan ilmiah, dan banyak lagi.

CNN
—

Semburan cahaya terang yang tidak biasa terdeteksi oleh beberapa teleskop pada Desember 2021 adalah hasil dari ledakan kosmik langka yang menghasilkan banyak sekali unsur berat seperti emas dan platinum.

Ledakan sinar gamma, yang disebut GRB 211211A, berlangsung sekitar satu menit. Semburan sinar gamma dianggap sebagai salah satu ledakan terkuat dan paling terang di alam semesta dan dapat berlangsung dari beberapa milidetik hingga beberapa jam.

Durasi ledakan menunjukkan bahwa itu disebabkan oleh ledakan bintang masif yang mati dalam supernova. Tetapi akibat dari ledakan sinar gamma lebih redup dan memudar lebih cepat daripada yang dihasilkan oleh supernova, dan para astronom yang menganalisis peristiwa tersebut melihat kelebihan cahaya inframerah.

“Ada banyak objek yang menghilang dengan cepat di langit malam kita,” kata penulis senior dan rekan penulis Wen-Fai Fang, asisten profesor fisika dan astronomi di Sekolah Tinggi Seni dan Sains Weinberg Universitas Northwestern. Astronomi Alam.

“Kami memotret sumber melalui berbagai filter untuk mendapatkan informasi warna, yang membantu kami mengidentifikasi sumbernya. Dalam hal ini, warna merah menang, dan warna biru memudar dengan cepat. Evolusi warna ini adalah ciri khas kilonova, dan kilonova hanya dapat berasal dari penggabungan bintang neutron.

Ledakan masif yang langka yang disebabkan oleh tabrakan dahsyat antara bintang-bintang neutron adalah kilonovae, sisa-sisa ledakan bintang yang sangat padat., atau tabrakan antara bintang neutron dan lubang hitam.

Setelah memastikan bahwa satu kilonova menghasilkan cahaya inframerah, para astronom masih bingung. oleh ledakan sinar gamma Durasi. Semburan sinar gamma dari semburan langka ini berlangsung kurang dari dua detik, tetapi sinyalnya bertahan setidaknya satu menit.

“Ketika kami mengikuti ledakan sinar gamma yang panjang ini, kami memperkirakan ini akan mengarah pada bukti keruntuhan bintang yang masif,” kata Fang. “Sebaliknya, apa yang kami temukan sangat berbeda. Ketika saya memasuki lapangan 15 tahun yang lalu, sudah dipastikan bahwa semburan sinar gamma yang panjang berasal dari keruntuhan bintang yang masif. Penemuan tak terduga ini tidak hanya mewakili perubahan besar dalam pemahaman kita, tetapi juga juga membuka jendela baru yang menarik untuk penemuan.”

Bintang neutron adalah objek kosmik yang padat, sehingga para peneliti tidak pernah menyangka akan ada cukup bahan untuk menghasilkan ledakan sinar gamma, yang berlangsung hampir satu menit.

Terjadi ledakan di sebuah galaksi Jaraknya sekitar 1 miliar tahun cahaya dari Bumi. Karena peristiwa itu terjadi relatif dekat, secara astronomis, para astronom menggunakan banyak teleskop untuk mengumpulkan detail yang belum pernah terjadi sebelumnya.

“Kami menemukan bahwa peristiwa yang satu ini menghasilkan unsur-unsur 1.000 kali massa Bumi. Ini mendukung gagasan bahwa kilonova ini adalah pabrik emas utama di alam semesta,” kata Dr. Matt Nicholl, profesor di University of Birmingham di Inggris dan co-penulis salah satu dari mereka. Astronomi Alam Studi, dalam sebuah laporan.

Sifat yang baru diamati dari fenomena ini mengubah cara para astronom memahami semburan sinar gamma, atau GRB.

“GRB yang aneh telah terdeteksi,” kata rekan penulis Bing Zhang, profesor astrofisika di University of Nevada, Las Vegas. Astronomi Alam studi, Dalam sebuah pernyataan. “Penemuan ini tidak hanya menantang pemahaman kita tentang asal usul GRB, tetapi juga memerlukan pertimbangan model baru tentang bagaimana beberapa GRB terbentuk.”

Tim Zhang percaya bahwa sifat unik ledakan itu mungkin dihasilkan dari tabrakan antara bintang neutron dan katai putih atau bintang seukuran Bumi. Sisa yang tertinggal saat bintang bermassa rendah mati.

Peristiwa itu juga membantu menjawab beberapa pertanyaan tentang pembentukan unsur-unsur yang lebih berat di alam semesta.

“Gilonova didorong oleh peluruhan radioaktif dari beberapa elemen terberat di alam semesta,” kata Jillian Rustinejad, seorang mahasiswa doktoral astronomi di Northwestern dan penulis pertama salah satunya. Astronomi Alam studi. “Tapi kilonova sangat sulit diamati dan memudar dengan sangat cepat. Sekarang, kita tahu bahwa kita juga bisa menggunakan semburan sinar gamma panjang untuk mencari lebih banyak kilonova.

Teleskop Luar Angkasa James Webb akan membantu para astronom mencari emisi yang dipancarkan oleh kilonova menggunakan spektroskopi, atau mengukur panjang gelombang cahaya yang berbeda.

“Sayangnya, teleskop berbasis darat terbaik sekalipun tidak cukup sensitif untuk melakukan spektroskopi,” kata Rustinejad. “Dengan (teleskop Webb), kita bisa mendapatkan spektrum kilonova. Garis spektral tersebut memberikan bukti langsung bahwa Anda telah menemukan unsur yang sangat berat.”