Kami dulu mengira kami tahu cara kerja supernova. Bintang-bintang besar meledak. Mereka meninggalkan bintang neutron atau lubang hitam. Biasanya, bintang-bintang terbesar berpasangan—sistem biner yang terikat oleh gravitasi.
Jadi mengapa kita belum pernah melihat dua supernova yang lahir dari sistem biner tunggal?
Bukan berarti hal itu tidak terjadi. Mereka hanya bersembunyi. Secara khusus, mereka bersembunyi di depan mata di dalam Nebula Ubur-ubur.
Menemukan supernova kedua yang tak terlihat di IC 443
Nama asli Nebula Ubur-ubur adalah IC 443. Ini adalah salah satu sisa supernova paling terkenal di galaksi kita. Itu bersinar terang di sinar-X. Selama beberapa dekade, kecerahan itu menjadi masalah. Itu menutupi segala sesuatu di sekitarnya.
Ada sisa lain di dekatnya. Samar-samar. Kami menyebutnya G189.6+3. Data tersebut masih ada tetapi menolak untuk mengonfirmasinya.
Para astronom mencari sisa-sisa supernova dengan menemukan gelombang kejut. Ini adalah riak yang tersisa ketika inti bintang meledak dan menghancurkan bagian lainnya hingga berkeping-keping. Biasanya, Anda melihatnya pada sinyal radio atau cangkang sinar-X.
Pada tahun 2023, sebuah tim menggunakan teleskop eROSITA. Merupakan teleskop sinar-X yang diluncurkan pada tahun 2018 (beroperasi sejak 2019). Mereka menemukan cangkang plasma yang dipanaskan hingga lebih dari delapan juta derajat Celcius.
Kedengarannya seperti supernova kedua. Tapi sinyal radionya hilang. Atau lebih tepatnya, itu tidak cocok dengan keseluruhan cangkangnya. Itu ambigu. Bukan senjata api. Hanya bayangan.
Bagaimana sinar gamma mengungkap ledakan ganda
Terobosan ini datang dari upaya melihat skala energi yang lebih tinggi.
Miltiadis Michailidis, astronom di Stanford, memimpin tim menggunakan data dari teleskop luar angkasa sinar Gamma Fermi milik NASA. Mereka menggali arsip selama 16 tahun. Mereka tidak mencari gelombang radio. Mereka mencari sinar gamma.
Mereka menemukan cahaya. Itu menelusuri cangkang sinar-X dengan sempurna.
Hal ini membuktikan G189.6 bukan sekadar awan gas aneh. Itu adalah sisa supernova.
Tapi ada perubahan.
Bagian utara dari sisa baru ini tampak berbeda. Ini memancarkan jenis sinyal sinar gamma yang berbeda. Sebagian besar G189.6 berada di ruang kosong. Cahayanya berasal dari elektron yang dipercepat oleh gelombang kejut.
Bagian utara menabrak tembok. Secara khusus, wilayah S249 H II, awan padat hidrogen terionisasi. Di sini, proton dipercepat, bukan hanya elektron. Interaksi spesifik ini menciptakan tanda sinar gamma yang berbeda.
Inilah yang menarik: Awan S249 sudah diketahui berinteraksi dengan Ubur-ubur Nebica (IC 443).
Ini berarti G189.6 dan IC 443 tidak hanya terlihat dekat di langit. Mereka adalah tetangga fisik. Mereka menempati volume ruang yang sama.
Mengapa penemuan supernova biner ini penting
Mengapa kita peduli dengan dua bintang mati yang bersebelahan?
Ini memecahkan teka-teki teoretis yang sudah lama ada.
Bintang-bintang dalam sistem biner berevolusi bersama. Ketika bintang pertama yang lebih berat meledak sebagai supernova, gelombang ledakan tersebut menghantam pasangannya. Ini menendangnya keluar dari orbit. Bintang mitra terbang.
Belakangan, bintang partner itu juga meledak.
Jika waktu antara dua ledakan cukup singkat, Anda akan mendapatkan dua sisa yang terlihat seperti sedang berinteraksi.
Simulasi komputer mengkonfirmasi urutan ini. Kedua bintang itu dimulai sebagai pasangan. Yang pertama meledak. Yang kedua dikirim terbang. Ia melakukan perjalanan cukup jauh untuk memisahkan sisa-sisanya dari yang pertama, tetapi cukup dekat sehingga kita dapat melihat hubungannya.
Ledakan tersebut terjadi dalam rentang waktu beberapa ribu atau puluhan ribu tahun. Itu adalah sekejap mata dalam waktu astronomi.
Hal ini memungkinkan kita mengukur sesuatu yang sebelumnya tidak dapat kita ukur: propagasi energi.
Sekarang kita dapat menghitung dengan tepat bagaimana energi dari supernova pertama melintasi ruang angkasa. Kita bisa melihat bagaimana hal itu mendorong materi. Kita bisa melacak pecahan peluru bintang yang bergerak menembus kegelapan.
Apa artinya ini bagi pemahaman alam semesta awal
Ini bukan hanya tentang sepasang bintang yang aneh.
Ini memvalidasi model evolusi bintang biner kami. Seperti yang dikatakan Michailidis, kami punya teori. Sekarang kami memiliki bukti fisik untuk memeriksanya.
Lebih penting lagi, sistem ini mungkin bisa memberi tahu kita tentang alam semesta awal.
Pada mulanya alam semesta berukuran lebih kecil. Itu penuh dengan bintang-bintang masif berumur pendek yang berinteraksi terus-menerus. Biner adalah hal biasa. Mereka sering meledak.
Mempelajari IC 443 dan G189.6 seperti melihat peninggalan zaman kekerasan itu.
Kita mulai memahami bagaimana bintang dan galaksi terbentuk dengan mengamati bagaimana mereka mati.
Tim sudah berencana untuk mencari lebih banyak lagi. Jika mereka menemukan yang lain, kami dapat menyempurnakan prediksi kami. Kita dapat memetakan bagaimana sistem ini berevolusi di Bima Sakti dan sekitarnya.
Sampai saat itu, Nebula Ubur-ubur mempunyai saudara kembar. Dan itu sudah menunggu di data selama ini.
Apakah kita mempunyai cukup data sinar gamma untuk menemukan semuanya? Mungkin belum. Tapi yang berikutnya ada di luar sana.
