Awalnya, semesta ringan-ringan saja, namun kemudian memberat. Dari mana asal berat itu?
Ringkasan:
- Ledakan dahsyat dari magnetar bisa menghasilkan unsur berat seperti emas dan platinum dalam jumlah fantastis.
- Penelitian baru menunjukkan peristiwa langka ini menyumbang hingga 10% unsur berat di galaksi kita.
- Teleskop masa depan seperti COSI akan mencari jejak logam baru dari ledakan magnetar di seluruh alam semesta.
KITA mungkin menganggap emas sebagai sesuatu yang mewah dan elegan, tapi siapa sangka, logam mulia itu bisa jadi berasal dari tempat paling ganas di alam semesta, magnetar.
Magnetar adalah bintang neutron dengan medan magnet superkuat.
Sebuah ledakan sinar gamma pada Desember 2004 membantu para ilmuwan memecahkan misteri lama, dari mana datangnya unsur-unsur terberat di alam semesta, seperti emas dan platinum.
Awalnya hanya ringan-ringan saja
Di awal mula, saat Big Bang baru saja terjadi, alam semesta cuma berisi elemen ringan seperti hidrogen, helium, dan sedikit litium. Elemen yang lebih berat seperti besi mulai terbentuk di inti bintang.
Tapi, elemen yang lebih berat dari besi? Nah, itu teka-teki besar yang selama ini membuat para ilmuwan garuk-garuk kepala.
Menurut Anirudh Patel, mahasiswa doktoral di Columbia University, ini adalah pertanyaan dasar soal asal-usul materi kompleks di alam semesta. Dan, jawabannya ternyata bisa jadi ada pada peristiwa langka yang terjadi 20 tahun lalu.
Misteri ledakan 2004 terpecahkan setelah dua dekade
Pada Desember 2004, satelit milik NASA dan ESA menangkap kilatan sinar gamma superkuat. Sepuluh menit kemudian, sinyal yang lebih lemah menyusul, tapi asalnya tetap misterius—sampai sekarang.
Setelah mengulik ulang data satelit selama dua dekade, para ilmuwan berhasil menelusuri sumber ledakan itu.
Itu adalah magnetar SGR 1806-20, sejenis bintang neutron dengan medan magnet sejuta kali lebih kuat dari MRI rumah sakit, bahkan triliunan kali lebih kuat dari medan magnet Bumi.
Kadang, magnetar ini mengalami “gempa bintang” alias starquake yang bisa memuntahkan energi lebih besar dari total energi Matahari selama sejuta tahun—dalam waktu kurang dari satu detik!
Penelitian yang dipublikasikan di The Astrophysical Journal Letters ini menyebut bahwa flare (ledakan besar) dari magnetar bisa menyumbang hingga 10% dari seluruh unsur berat (lebih berat dari besi) di galaksi kita, Bima Sakti.
Bukan cuma tabrakan bintang
Selama ini, ilmuwan baru punya satu bukti kuat soal pembentukan unsur berat, yakni tabrakan antara dua bintang neutron. Tapi hasil penelitian terbaru ini jadi bukti kedua yang tak kalah penting.
“Ini lompatan besar dalam pemahaman kita soal pembentukan unsur-unsur berat,” kata Brian Metzger, ilmuwan di Flatiron Institute dan profesor di Columbia University.
Pada 2024, Metzger dan koleganya sudah memprediksi dalam jurnal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society bahwa ledakan besar dari magnetar bisa melontarkan materi dari kerak bintang neutron.
Materi tersebut yang kemudian membentuk unsur-unsur berat di luar angkasa.
Bintang neutron terbentuk setelah bintang-bintang masif meledak, meninggalkan inti yang sangat padat sehingga satu sendok teh materialnya akan berbobot satu miliar ton.
Magnetar adalah jenis yang lebih ekstrem yang terbungkus dalam medan magnet yang triliunan kali lebih kuat daripada Bumi.
Pada kesempatan langka, ketika medan itu terpelintir, kerak bintang dapat patah dalam "gempa bintang", melepaskan energi sebanyak yang dipancarkan Matahari dalam sejuta tahun dalam sepersekian detik.
Kilatan emas antar-bintang
Dalam studi ini, tim peneliti mencocokkan model teoretis dengan data dari satelit INTEGRAL milik ESA dan dua satelit NASA: RHESSI dan Wind. Hasilnya mengejutkan.
Satu flare dari magnetar bisa membentuk sekitar dua juta miliar miliar kilogram unsur berat—alias sepertiga dari massa Bumi—dan menyebarkannya ke luar angkasa dengan kecepatan sepersepuluh kecepatan cahaya.
Unsur-unsur itu awalnya berbentuk inti radioaktif yang sangat tidak stabil, tapi kemudian meluruh menjadi logam mulia seperti emas.
Jika kejadian ini terjadi beberapa kali per abad di galaksi kita, bisa jadi inilah yang memperkaya sistem bintang muda jauh lebih awal daripada tabrakan bintang neutron.
“Ledakan besar magnetar bisa jadi jawaban atas pertanyaan kenapa galaksi-galaksi muda punya banyak unsur berat, lebih banyak dari yang bisa dijelaskan lewat tabrakan bintang neutron saja,” tambah Patel.
Menyaring cahaya untuk mencari logam
NASA berencana meluncurkan teleskop baru, COSI (Compton Spectrometer and Imager), pada tahun 2027. Alat ini akan berburu tanda-tanda khas sinar gamma dari unsur-unsur baru yang baru saja terbentuk.
Meski flare magnetar jarang terjadi dalam satu galaksi, secara keseluruhan di alam semesta kita, peristiwa seperti ini bisa terjadi sekali setahun. Dengan COSI, para ilmuwan bisa mengidentifikasi unsur mana saja yang tercipta dari peristiwa brutal ini.
Selain itu, mereka juga akan kembali memeriksa data lama—karena siapa tahu masih banyak rahasia lain yang tersimpan dalam ledakan-ledakan kuno magnetar.
“Luar biasa rasanya kalau dipikir, logam-logam berat di sekitar kita—termasuk yang ada di ponsel dan laptop—mungkin berasal dari tempat paling ekstrem di alam semesta,” tutup Patel.***
Sumber: ZME Science - Your gold could come from some of the most violent stars in the universe
Posting Komentar