Ledakan cahaya sangat singkat dari tabrakan kosmik jauh memberi petunjuk baru tentang asal unsur-unsur berat di alam semesta. Semburan ini menunjukkan bagaimana peristiwa ekstrem seperti tumbukan dua bintang neutron dapat membentuk emas, platinum, uranium, dan unsur berat lain yang kemudian tersebar ke ruang antarbintang.
Data pengamatan menunjukkan kilatan itu berasal dari ledakan sinar gamma pendek, atau short gamma-ray burst, yang terdeteksi pertama kali oleh Fermi Gamma-ray Space Telescope. Para astronom kemudian menggunakan Chandra X-ray Observatory dan Hubble Space Telescope untuk melacak lokasi pastinya hingga ke galaksi yang sangat redup, sekitar 8,5 miliar tahun cahaya dari Bumi.
Ledakan pendek, energi luar biasa
Gamma-ray burst atau GRB dikenal sebagai salah satu ledakan paling energik di alam semesta. Dalam kasus ini, objek yang diamati diberi nama GRB 230906A.
Short GRB biasanya terjadi saat dua bintang neutron saling mengitari lalu mendekat karena kehilangan energi akibat gravitasi. Ketika keduanya akhirnya bertabrakan, tumbukan itu melepaskan energi besar dalam waktu sangat singkat, tetapi cukup untuk terlihat dari jarak kosmik yang sangat jauh.
Bintang neutron sendiri merupakan inti bintang masif yang kolaps setelah ledakan supernova. Objek ini sangat padat, sehingga tabrakan dua bintang neutron menjadi laboratorium alami untuk mempelajari fisika ekstrem dan pembentukan materi berat.
Lokasi ledakan memberi petunjuk penting
Salah satu temuan paling menarik dari GRB 230906A adalah lokasinya yang tidak biasa. Ledakan ini tidak tampak berasal dari pusat galaksi terang, melainkan dari aliran puing panjang hasil tabrakan antargalaksi.
Struktur seperti itu dikenal sebagai tidal tail. Ini adalah untaian materi yang tertarik keluar dari galaksi saat dua galaksi saling berinteraksi dan bertumbukan.
Menurut data pengamatan yang dirujuk dari Chandra dan Hubble, GRB 230906A terjadi tepat di dalam tidal tail tersebut. Temuan ini penting karena menunjukkan bahwa merger bintang neutron dapat berlangsung di lingkungan yang kacau dan kaya material sisa tabrakan galaksi.
Kilonova dan asal unsur berat
Selain menghasilkan semburan sinar gamma, tabrakan dua bintang neutron juga memicu kilonova. Kilonova adalah ledakan terang yang muncul ketika materi hasil merger terlontar ke luar dengan kecepatan sangat tinggi.
Dalam lontaran materi itu terjadi reaksi nuklir yang disebut r-process nucleosynthesis. Proses ini memungkinkan inti atom menangkap neutron dengan sangat cepat, lalu membentuk unsur-unsur berat yang sulit dibuat dalam kondisi biasa.
Artikel referensi menyebut unsur seperti emas, platinum, dan uranium termasuk hasil dari proses tersebut. Material kaya unsur berat ini kemudian menyebar ke ruang angkasa dan dapat menjadi bahan baku generasi bintang serta sistem planet berikutnya.
Temuan seperti ini memperkuat gagasan bahwa sebagian unsur berat di Bumi berasal dari tabrakan bintang neutron pada masa lalu. Dengan kata lain, asal-usul emas yang ditemukan di planet ini kemungkinan berkaitan dengan ledakan kosmik yang terjadi jauh sebelum Tata Surya terbentuk.
Mengapa penemuan ini penting
Penelitian terhadap GRB 230906A membantu astronom menjawab pertanyaan besar tentang dari mana unsur berat berasal. Selama bertahun-tahun, ilmuwan mengetahui bahwa supernova berperan dalam penyebaran unsur, tetapi merger bintang neutron kini semakin diakui sebagai sumber utama bagi elemen-elemen paling berat.
Berikut poin penting dari pengamatan tersebut:
- Fermi mendeteksi semburan sinar gamma pendek yang sangat energik.
- Chandra dan Hubble membantu menentukan lokasi presisi ledakan.
- Sumber ledakan berada di galaksi redup sekitar 8,5 miliar tahun cahaya.
- Peristiwa terjadi di tidal tail, yaitu aliran puing akibat tabrakan galaksi.
- Tabrakan bintang neutron memicu kilonova dan pembentukan unsur berat lewat r-process.
Kombinasi data dari beberapa teleskop memberi gambaran yang lebih utuh tentang peristiwa ini. Metode semacam ini juga memperlihatkan pentingnya pengamatan lintas panjang gelombang, dari sinar gamma hingga sinar-X dan optik.
Berkaitan dengan masa depan galaksi
Informasi dari artikel referensi juga menyoroti bahwa tabrakan galaksi bukan peristiwa langka dalam sejarah kosmos. Bimasakti sendiri diperkirakan akan bertabrakan dengan Galaksi Andromeda dalam sekitar 4 hingga 5 miliar tahun.
Interaksi sebesar itu bisa membentuk lingkungan baru yang memungkinkan lahirnya sistem bintang padat, termasuk pasangan bintang neutron. Jika kemudian terjadi merger, ledakan serupa GRB 230906A dan pembentukan unsur berat dapat kembali berlangsung.
Bagi astronom, setiap kilatan seperti ini bukan sekadar ledakan sesaat. Itu adalah jejak langsung dari proses yang membangun inventaris materi alam semesta, termasuk unsur-unsur langka yang kini menjadi bagian dari planet, bebatuan, dan benda logam di Bumi.