Magnetar adalah sisa-sisa ledakan supernova yang super padat dan aneh, dan magnet terkuat yang dikenal di alam semesta.
Lihat dalam ukuran penuh. Kesan artis tentang magnetar di gugus bintang Westerlund 1.
Sebuah tim astronom Eropa menggunakan Very Large Telescope (VLT) ESO sekarang percaya bahwa mereka telah menemukan bintang mitra magnetar untuk pertama kalinya. Penemuan ini membantu menjelaskan bagaimana bentuk magnetar - teka-teki sejak 35 tahun lalu - dan mengapa bintang khusus ini tidak runtuh ke dalam lubang hitam seperti yang diperkirakan para astronom.
Ketika sebuah bintang masif runtuh karena gravitasinya sendiri selama ledakan supernova, ia membentuk bintang neutron atau lubang hitam. Magnetar adalah bentuk bintang neutron yang tidak biasa dan sangat eksotis. Seperti semua benda aneh ini, mereka kecil dan padat luar biasa - satu sendok teh bahan bintang neutron akan memiliki massa sekitar satu miliar ton - tetapi mereka juga memiliki medan magnet yang sangat kuat. Permukaan magnetar melepaskan sejumlah besar sinar gamma ketika mereka mengalami penyesuaian mendadak yang dikenal sebagai gempa bintang sebagai hasil dari tekanan besar di kerak mereka.
Gugus bintang Westerlund 1, yang terletak 16.000 tahun cahaya di konstelasi selatan Ara (Altar), menampung salah satu dari dua lusin magnetar yang dikenal di Bima Sakti. Ini disebut CXOU J164710.2-455216 dan telah sangat membingungkan para astronom.
“Dalam karya kami sebelumnya (eso1034) kami menunjukkan bahwa magnetar di gugus Westerlund 1 (eso0510) pasti lahir dalam ledakan ledakan bintang sekitar 40 kali lebih besar dari Matahari. Tapi ini menimbulkan masalah tersendiri, karena bintang sebesar ini diperkirakan akan runtuh membentuk lubang hitam setelah kematiannya, bukan bintang neutron. Kami tidak mengerti bagaimana itu bisa menjadi magnetar, ”kata Simon Clark, penulis utama makalah yang melaporkan hasil ini.
Para astronom mengusulkan solusi untuk misteri ini. Mereka menyarankan bahwa magnetar terbentuk melalui interaksi dua bintang yang sangat masif yang mengorbit satu sama lain dalam sistem biner yang begitu kompak sehingga akan masuk dalam orbit Bumi di sekitar Matahari. Tetapi, sampai sekarang, tidak ada bintang pendamping yang terdeteksi di lokasi magnetar di Westerlund 1, sehingga para astronom menggunakan VLT untuk mencarinya di bagian lain dari gugusan.Mereka memburu bintang-bintang yang melarikan diri - benda-benda yang keluar dari kluster dengan kecepatan tinggi - yang mungkin dikeluarkan dari orbit oleh ledakan supernova yang membentuk magnetar. Satu bintang, yang dikenal sebagai Westerlund 1-5, ditemukan melakukan hal itu.
Lihat ukuran penuh. Pemandangan lapangan luas langit di sekitar gugusan bintang Westerlund 1
"Bintang ini tidak hanya memiliki kecepatan tinggi yang diharapkan jika ia mundur dari ledakan supernova, tetapi kombinasi massa rendah, luminositas tinggi dan komposisi kaya karbon tampaknya tidak mungkin untuk direplikasi dalam satu bintang - senjata merokok yang menunjukkannya pasti awalnya dibentuk dengan pendamping biner, ”tambah Ben Ritchie (Universitas Terbuka), rekan penulis pada makalah baru.
Penemuan ini memungkinkan para astronom untuk merekonstruksi kisah kehidupan bintang yang memungkinkan magnetar terbentuk, sebagai pengganti lubang hitam yang diharapkan. Pada tahap pertama dari proses ini, bintang yang lebih masif dari pasangan mulai kehabisan bahan bakar, memindahkan lapisan terluarnya ke pengiringnya yang kurang masif - yang ditakdirkan untuk menjadi magnetar - menyebabkannya berputar lebih cepat dan lebih cepat. Rotasi cepat ini tampaknya menjadi unsur penting dalam pembentukan medan magnet ultra-kuat magnetar.
Pada tahap kedua, sebagai akibat perpindahan massa ini, pendamping itu sendiri menjadi sangat masif sehingga pada gilirannya melepaskan sejumlah besar massa yang baru diperolehnya. Banyak dari massa ini yang hilang tetapi sebagian dikembalikan ke bintang aslinya yang masih kita saksikan sekarang sebagai Westerlund 1-5.
Lihat ukuran penuh. Cluster bintang Westerlund 1 dan posisi magnetar dan kemungkinan bintang pendamping sebelumnya.
“Ini adalah proses swapping material yang telah memberikan tanda tangan kimia yang unik untuk Westerlund 1-5 dan memungkinkan massa rekannya menyusut ke tingkat yang cukup rendah sehingga magnetar lahir bukannya lubang hitam - permainan pas bintang paket dengan konsekuensi kosmik! ”simpul anggota tim Francisco Najarro (Centro de Astrobiología, Spanyol).
Tampaknya menjadi komponen bintang ganda dapat menjadi unsur penting dalam resep untuk membentuk magnetar. Rotasi cepat yang diciptakan oleh transfer massa antara dua bintang tampaknya diperlukan untuk menghasilkan medan magnet ultra-kuat dan kemudian fase transfer massa kedua memungkinkan magnetar-to-be melangsingkan secukupnya sehingga tidak runtuh ke dalam lubang hitam di saat kematiannya.
Catatan
Cluster terbuka Westerlund 1 ditemukan pada tahun 1961 dari Australia oleh astronom Swedia Bengt Westerlund, yang kemudian pindah dari sana untuk menjadi Direktur ESO di Chili (1970-74). Cluster ini berada di balik awan besar gas dan debu antarbintang, yang menghalangi sebagian besar cahaya tampak. Faktor peredupan lebih dari 100.000, dan inilah sebabnya perlu waktu lama untuk mengungkap sifat sebenarnya dari gugus khusus ini.
Westerlund 1 adalah laboratorium alami yang unik untuk mempelajari fisika bintang ekstrem, membantu para astronom mengetahui bagaimana bintang-bintang paling masif di Bima Sakti hidup dan mati. Dari pengamatan mereka, para astronom menyimpulkan bahwa kluster ekstrem ini kemungkinan besar mengandung tidak kurang dari 100.000 kali massa Matahari, dan semua bintangnya terletak di dalam wilayah yang kurang dari 6 tahun cahaya. Westerlund 1 dengan demikian tampaknya menjadi gugusan muda kompak paling masif yang belum teridentifikasi di galaksi Bima Sakti.
Semua bintang sejauh ini dianalisis di Westerlund 1 memiliki massa setidaknya 30-40 kali dari Matahari. Karena bintang-bintang seperti itu memiliki kehidupan yang agak pendek - secara astronomis - Westerlund 1 pasti sangat muda. Para astronom menentukan usia antara 3,5 dan 5 juta tahun. Jadi, Westerlund 1 jelas merupakan kluster yang baru lahir di galaksi kita.
Penunjukan penuh untuk bintang ini adalah Cl * Westerlund 1 W 5.
Seiring bertambahnya usia bintang, reaksi nuklir mereka mengubah susunan kimianya - unsur-unsur yang memicu reaksi habis dan produk-produk reaksi menumpuk. Jari kimia bintang ini pertama-tama kaya akan hidrogen dan nitrogen tetapi miskin karbon dan baru sangat terlambat dalam kehidupan bintang-bintang yang mengalami peningkatan karbon, di mana hidrogen dan nitrogen akan sangat tereduksi - dianggap mustahil untuk bintang tunggal secara bersamaan kaya akan hidrogen, nitrogen, dan karbon, seperti Westerlund 1-5.