Mengapa beberapa supernova menghasilkan semburan sinar gamma, sementara yang lain tidak? Jawabannya mungkin terletak pada cakram berputar - dan jet yang kuat - yang ditinggalkan oleh beberapa supernova.
Gambar SN 2012ap dan galaksi inangnya, NGC 1729. Kredit gambar: D. Milisavljevic et al.
Para astronom mengatakan bahwa mereka telah menemukan yang lama dicari tautan yang hilang antara ledakan supernova yang menghasilkan ledakan sinar gamma (GRB) dan yang tidak. Ini adalah supernova yang terlihat pada 2012 - sekarang disebut Supernova 2012ap oleh para astronom - dan memiliki banyak karakteristik yang diharapkan dari satu yang menghasilkan ledakan kuat sinar gamma. Namun tidak ada ledakan seperti itu terjadi. Sayan Chakraborti, dari Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian (CfA) mengatakan minggu ini (27 April 2015) dalam sebuah pernyataan dari National Radio Astronomy Observatory:
Ini adalah hasil yang mengejutkan yang memberikan wawasan kunci tentang mekanisme yang mendasari ledakan ini. Objek ini mengisi celah antara GRB dan supernova lain dari jenis ini, menunjukkan kepada kita bahwa berbagai aktivitas mungkin terjadi dalam ledakan semacam itu.
Supernova 2012ap (SN 2012ap) - terletak di galaksi yang disebut NGC 1729 - adalah sebutan untuk astronom core-collapse supernova. Jenis ledakan ini terjadi ketika reaksi fusi nuklir pada inti bintang yang sangat masif tidak lagi dapat menyediakan energi yang dibutuhkan untuk menahan inti terhadap berat bagian luar bintang. Inti kemudian runtuh serempak menjadi bintang neutron superdense atau lubang hitam. Sisa bahan bintang diledakkan ke angkasa dalam ledakan supernova.
Jenis paling umum dari supernova seperti itu meledakkan material bintang ke arah luar dalam gelembung yang hampir bulat yang mengembang dengan cepat, tetapi dengan kecepatan yang jauh lebih sedikit daripada cahaya. Ledakan-ledakan ini tidak menghasilkan ledakan sinar gamma.
Dalam sebagian kecil kasus, material yang hilang ditarik ke cakram berputar pendek yang mengelilingi bintang neutron baru atau lubang hitam. Disk akresi ini menghasilkan semburan material yang bergerak keluar dari kutub disk dengan kecepatan yang mendekati cahaya. Ternyata itu mungkin kecepatan bahan dalam jet yang membuat perbedaan antara semburan sinar gamma, atau tidak ada semburan sinar gamma.
Di sebelah kiri, supernova runtuh-inti biasa tanpa 'mesin sentral'. Bahan terlontar keluar ke luar hampir bulat, kiri. Di sebelah kanan, mesin pusat yang kuat mendorong semburan material hampir pada kecepatan cahaya dan menghasilkan semburan sinar gamma. Panel bawah menunjukkan supernova menengah seperti SN 2012ap, dengan mesin sentral lemah, jet lemah, dan tidak ada ledakan sinar gamma. Gambar melalui Bill Saxton / NRAO / AUI / NSF.
Kombinasi disk yang berputar-putar supernova baru-baru ini - dan jet yang kuat - disebut a mesin oleh para astronom. Digerakkan mesin supernova diketahui menghasilkan semburan sinar gamma.
Namun, menurut penelitian baru, itu tidak semua mesin-drive supernova menghasilkan semburan sinar gamma. Misalnya, Supernova 2012ap tidak. Alicia Soderberg, juga dari CFA, mengatakan:
Supernova ini memiliki jet yang bergerak hampir dengan kecepatan cahaya, dan jet itu dengan cepat melambat, sama seperti jet yang kita lihat dalam semburan sinar gamma.
Supernova sebelumnya yang terlihat pada tahun 2009 juga memiliki jet cepat, tetapi jetnya berkembang bebas, tanpa mengalami karakteristik perlambatan dari mereka yang menghasilkan semburan sinar gamma. Ekspansi bebas dari objek 2009, kata para ilmuwan, lebih seperti apa yang terlihat dalam ledakan supernova tanpa mesin, dan mungkin menunjukkan bahwa jetnya mengandung persentase besar partikel berat, yang bertentangan dengan partikel yang lebih ringan di gamma-ray- meledak jet. Partikel-partikel berat lebih mudah masuk melalui bahan yang mengelilingi bintang. Chakraborti berkata:
Apa yang kita lihat adalah bahwa ada keragaman yang luas pada mesin dalam jenis ledakan supernova ini. Mereka yang memiliki mesin kuat dan partikel yang lebih ringan menghasilkan semburan sinar gamma, dan mereka yang memiliki mesin yang lebih lemah dan partikel yang lebih berat tidak.
Objek ini menunjukkan bahwa sifat mesin memainkan peran sentral dalam menentukan karakteristik ledakan supernova jenis ini.
Intinya: Supernova terlihat pada 2012 - disebut Supernova 2012ap, terletak di galaksi yang disebut NGC 1729 - memiliki banyak karakteristik yang diharapkan dari supernova yang menghasilkan ledakan kuat sinar gamma. Namun tidak ada ledakan seperti itu terjadi. Para astronom telah menggunakan acara ini untuk menyaring ide-ide mereka tentang mengapa beberapa ledakan supernova menghasilkan semburan sinar gamma dan yang lainnya tidak.