Atmosfer Karbon Aktif Ditemukan pada Bintang Neutron di Cassiopeia A Sisa Supernova

Tinuku

(KeSimpulan) Bukti untuk selubung tipis karbon telah ditemukan pada neutron bintang di sisa Cassiopeia A (Cas A) supernova. Penemuan ini, dideteksi oleh dengan NASA's Chandra X-ray Observatory, menyelesaikan sepuluh tahun untuk menggungkap misteri yang mengelilingi objek ini.

"Bintang kompak di tengah sisa-sisa supernova yang terkenal ini telah menjadi teka-teki sejak ditemukannya. Sekarang kita akhirnya mengerti bahwa hal ini dihasilkan oleh bintang neutron panas dengan suasana karbon," kata Wynn Ho dari University of Southampton yang menulis hasil penelitian ini di jurnal Nature edisi 5 November. Dengan menganalisis spektrum sinar-X Chandra (mirip dengan sidik jari energi) dan menerapkannya pada model teoretis, Ho dan rekannya Craig Heinke dari University of Alberta, menetapkan bahwa bintang neutron di Cassiopeia A (Cas A), memiliki lapisan ultra-lapisan karbon. Ini adalah pertama kalinya komposisi suasana bintang neutron terisolasi dapat dikonfirmasi.

Cahaya pertama dari Chandra mengenai Cas A pada tahun 1999 menunjukkan titik yang sebelumnya tidak terdeteksi seperti sumber sinar-X di pusat. Objek ini diduga menjadi bintang neutron yaitu khas sisa-sisa bintang yang meledak, namun para peneliti tidak dapat memahami bagaimana sifat-sifatnya. Para astronom berharap, objek ini tidak menunjukkan X-ray atau radio pulsations atau tanda-tanda aktivitas pulsar radio. Dengan menerapkan sebuah model bintang neutron dengan atmosfer karbon obyek, Ho dan Heinke menemukan bahwa kawasan yang memancarkan sinar-X merata menutupi bintang neutron yang khas. Ini akan menjelaskan kurangnya pulsasi sinar-X atau X-ray pulsations (seperti sebuah bola lampu yang bersinar secara konsisten di segala penjuru) karena bintang neutron ini tampaknya tidak mungkin untuk menampilkan perubahan-perubahan dalam intensitas seperti berputar.

Para ilmuwan sebelumnya telah menggunakan model bintang neutron dengan atmosfer hidrogen memberikan emisi ke daerah yang jauh lebih kecil, terkait dengan satu hot spot di bintang neutron yang khas untuk akan memproduksi X-ray pulsations seperti berputar. Menafsirkan model atmosfer hidrogen tanpa pulsasi akan memerlukan ukuran kecil, hanya konsisten dengan bintang-bintang eksotis yang terbuat dari materi quark yang aneh. "Selubung karbon memecahkan salah satu pertanyaan besar tentang bintang neutron di Cas A. Orang telah bersedia mempertimbangkan beberapa penjelasan aneh, jadi lega untuk menemukan solusi yang lebih aneh," kata Craig Heinke.

Tidak seperti kebanyakan obyek astronomi, bintang-bintang neutron cukup kecil untuk memahami pada skala manusia. Sebagai contoh, bintang-bintang neutron biasanya memiliki diameter sekitar 14 mil, hanya sedikit lebih lama dari setengah putaran. Suasana bintang neutron pada skala yang lebih kecil, para peneliti menghitung bahwa atmosfer karbon hanya memiliki tebal sekitar 4 inci, karena telah dipadatkan oleh gravitasi permukaan sebesar 100 milyar lebih kuat daripada di Bumi. "Bagi orang-orang yang sudah terbiasa mendengar ukuran benda-benda besar di ruang angkasa, mungkin terkejut bahwa kita dapat belajar sesuatu yang sangat kecil. Ini juga lucu untuk berpikir bahwa seperti selubung tipis atas bintang ini memainkan peran kunci dan membuat frustrasi banyak peneliti," kata Ho.

Dalam kerangka waktu di bumi, perkiraan usia bintang neutron di Cas A hanya beberapa ratus tahun, sehingga sekitar sepuluh kali lebih muda daripada bintang-bintang neutron lain dengan mendeteksi emisi permukaan. Oleh karena itu, sebuah bintang neutron Cas memberikan jendela yang unik ke dalam kehidupan awal dari pendinginan sebuah bintang neutron. Karbon berasal dari kombinasi bahan yang telah tercipta kembali setelah supernova dan reaksi nuklir di permukaan panas bintang neutron yang mengubah hidrogen dan helium ke karbon.

Spektrum sinar-X dan kurangnya aktivitas pulsar menunjukkan bahwa medan magnet pada permukaan bintang neutron ini relatif lemah. Demikian pula medan magnet rendah yang diterapkan untuk beberapa bintang-bintang neutron muda lainnya yang menunjukkan lemahnya X-ray pulsations. Tidak diketahui apakah bintang-bintang neutron ini akan memiliki medan magnet rendah bagi seluruh hidup mereka dan tidak pernah menjadi pulsar radio atau apakah proses dalam diri mereka akan mengarah pada pengembangan dari asal muasal medan magnet yang kuat karena usia.

Tinuku Store