Jet supernova yang meledak mungkin menjelaskan mengapa beberapa bintang Bima Sakti secara misterius kaya akan emas, platinum, dan uranium.
Para peneliti di Niels Bohr Institute mungkin telah memecahkan misteri tentang bintang-bintang kuno di galaksi Bima Sakti. Bintang-bintang ini secara abnormal kaya akan unsur-unsur berat seperti emas, platinum, dan uranium - unsur-unsur berat yang biasanya terlihat pada generasi bintang selanjutnya. Para peneliti percaya unsur-unsur berat pada bintang-bintang yang sangat tua ini berasal dari jet supernova. Jet supernova mungkin telah memperkaya awan gas dengan unsur-unsur berat yang kemudian membentuk bintang-bintang ini.
NGC 4594, galaksi spiral berbentuk cakram dengan sekitar 200 miliar bintang. Bimasakti adalah galaksi spiral, seperti NGC 4594. Di atas dan di bawah bidang galaksi NGC 4594 dan Bimasakti, ada halo yang mencakup bintang-bintang yang lebih tua yang berasal dari masa kecil galaksi miliaran tahun yang lalu. Pada prinsipnya, bintang-bintang halo semuanya harus primitif dan miskin dalam unsur-unsur berat seperti emas, platinum, dan uranium. Tapi ternyata tidak. Penelitian baru menunjukkan bahwa penjelasannya mungkin terletak pada jet yang keras dari ledakan bintang raksasa. Kredit Gambar: ESO
Tim peneliti mengamati 17 bintang di langit utara dengan teleskop European Southern Observatory (ESO) dan dengan Nordic Optical Telescope (NOT). Hasil penelitian dipublikasikan di The Astrophysical Journal Letters pada 14 November 2011.
Ke-17 bintang dalam penelitian ini adalah bintang kecil dan ringan, yang hidup lebih lama dari bintang besar besar. Mereka tidak membakar hidrogen lebih lama tetapi membengkak menjadi raksasa merah yang nantinya akan mendingin dan menjadi kurcaci putih. Gambar ini menunjukkan CS31082-001. Via Niels Bohr Institute
Tak lama setelah Big Bang, alam semesta diperkirakan telah didominasi oleh materi gelap misterius bersama dengan unsur-unsur ringan hidrogen dan helium. Ketika materi gelap dan gas yang tersusun dari hidrogen dan helium mengumpul bersama melalui gravitasinya sendiri, mereka membentuk bintang-bintang pertama.
Dalam interior yang sangat panas dari bintang-bintang ini, fusi termonuklir hidrogen dan helium membentuk unsur yang lebih berat pertama seperti karbon, nitrogen, dan oksigen. Proses fusi inilah yang memungkinkan semua bintang bersinar, dan penumpukan unsur-unsur yang lebih berat dari yang lebih ringan inilah yang memberi kita beragam susunan materi di sekitar kita di Bumi dan di ruang angkasa saat ini. Dalam beberapa ratus juta tahun setelah kelahiran alam semesta, semua elemen yang diketahui diperkirakan telah terbentuk - tetapi hanya dalam jumlah kecil. Dengan demikian, bintang-bintang paling awal seharusnya hanya mengandung seperseribu unsur berat yang terlihat hari ini di bintang-bintang generasi selanjutnya, seperti matahari kita sendiri.
Setiap kali sebuah bintang masif terbakar dan mati dalam ledakan hebat yang dikenal sebagai supernova, bintang itu mengeluarkan unsur-unsur berat yang baru terbentuk ke luar angkasa. Unsur-unsur berat menjadi bagian dari awan gas yang luas, yang akhirnya berkontraksi dan akhirnya runtuh untuk membentuk bintang-bintang baru. Dengan cara ini, generasi bintang baru menjadi lebih kaya dalam elemen-elemen berat.
Galaksi Bima Sakti kita, terlihat dari dalam. Kredit Gambar: Steve Jurvetson
Oleh karena itu mengejutkan untuk menemukan bintang-bintang dari alam semesta awal yang relatif kaya akan unsur-unsur yang paling berat. Tetapi mereka ada - bahkan di galaksi kita sendiri, Bima Sakti.
Terese Hansen, dari Niels Bohr Institute di University of Copenhagen, mengatakan:
Di bagian luar Bimasakti ada 'fosil bintang' tua dari masa kecil galaksi kita sendiri. Bintang-bintang tua ini terletak di lingkaran cahaya di atas dan di bawah cakram datar galaksi. Dalam persentase kecil - sekitar 1-2 persen dari bintang primitif ini - Anda menemukan jumlah abnormal unsur terberat relatif terhadap besi dan unsur berat 'normal' lainnya.
Hansen mengatakan ada dua teori yang dapat menjelaskan overdosis elemen berat bintang awal. Satu teori adalah bahwa bintang-bintang ini adalah semua sistem bintang biner yang dekat di mana satu bintang telah meledak sebagai supernova dan telah melapisi bintang pendampingnya dengan lapisan tipis emas, platinum, uranium yang baru dibuat, dan sebagainya.
Teori lainnya adalah bahwa supernova awal dapat menembakkan unsur-unsur berat keluar dalam jet dalam arah yang berbeda, sehingga unsur-unsur ini akan dibangun ke dalam beberapa awan gas difus yang membentuk beberapa bintang yang kita lihat hari ini di halo galaksi.
Dia berkata:
Pengamatan saya tentang gerakan bintang-bintang menunjukkan bahwa sebagian besar dari 17 bintang kaya unsur berat itu sebenarnya tunggal. Hanya tiga (20 persen) milik sistem bintang biner. Ini sepenuhnya normal; 20 persen dari semua bintang milik sistem bintang biner. Jadi teori bintang tetangga berlapis emas tidak bisa menjadi penjelasan umum. Alasan mengapa beberapa bintang tua menjadi sangat kaya akan unsur-unsur berat karena supernova yang meledak mengirim jet ke luar angkasa. Dalam ledakan supernova, unsur-unsur berat seperti emas, platinum, dan uranium terbentuk, dan ketika jet menghantam awan gas di sekitarnya, mereka akan diperkaya dengan unsur-unsur dan membentuk bintang-bintang yang sangat kaya akan unsur-unsur berat.
Intinya: Studi Niels Bohr Institute diterbitkan di The Astrophysical Journal Letters pada tanggal 14 November 2011 mengungkapkan bahwa bintang-bintang kuno di lingkaran luar galaksi Bima Sakti kita - yang secara abnormal kaya akan unsur-unsur berat seperti emas, platinum, dan uranium - mungkin dihasilkan dari jet supernova yang meledak. Dalam skenario ini, jet supernova akan memperkaya awan gas dengan elemen berat yang kemudian membentuk bintang-bintang ini.