Teleskop sinar gamma Fermi milik NASA telah mengidentifikasi apa yang mungkin merupakan sinyal pertama yang dikonfirmasi mengenai supernova superluminous yang ditenagai oleh magnetar, bintang neutron dengan medan magnet yang sangat kuat. Peristiwa yang disebut SN 2017egm ini terjadi 440 juta tahun cahaya jauhnya dan mewakili kemajuan signifikan dalam memahami salah satu ledakan paling ekstrem di alam semesta. Penemuan yang dipublikasikan di jurnal Astronomy & Astrophysics ini mengakhiri hampir 2 dekade pencarian sinyal sinar gamma dalam data Fermi.
Sebuah tim peneliti internasional, dipimpin oleh Fabio Acero dari Centro Nacional dari Pesquisa Científica Prancis (CNRS) dan Universidade dari Paris-Saclay, menganalisis pengamatan selama bertahun-tahun untuk mengonfirmasi hubungan antara supernova dan magnetar. Penemuan ini menandai deteksi definitif pertama dari sifat ini, meskipun para peneliti telah melaporkan petunjuk sebelumnya selama pencarian sebelumnya.
Ledakan Mecanismo dalam supernova superluminous
Keruntuhan inti Supernovas terjadi ketika sebuah bintang masif kehabisan bahan bakar yang dibutuhkan untuk menopang intinya. Sem sumber energi ini, gravitasi menyebabkan inti runtuh dan memicu ledakan dahsyat. Dalam kondisi Dependendo, keruntuhan tersebut dapat meninggalkan bintang neutron atau lubang hitam, sementara sisa bintang tersebut terlempar ke luar angkasa sebagai awan gas yang sangat panas yang meluas.
Nos Selama 20 tahun terakhir, para astronom telah mengidentifikasi sekitar 400 contoh supernova yang sangat kuat yang disebut supernova superluminous. Ledakan langka Essas dapat bersinar setidaknya 10 kali lebih terang dalam cahaya tampak dibandingkan supernova pada umumnya. SN 2017egm, diamati pada tahun 2017, meletus di galaksi NGC 3191, di konstelasi Ursa Maior. Mesmo yang berjarak 440 juta tahun cahaya, tetap menjadi salah satu supernova superluminous terdekat yang pernah diamati dengan Terra.
Pada tahun 2024, peneliti yang dipimpin oleh Li Shang dari Universidade dari Anhui di Hefei, China, menyarankan bahwa Telescópio dari Larga Área dari Fermi dapat mendeteksi sinar gamma dari peristiwa ini bertahun-tahun setelah ledakan awal. Pengamatan Essa membuka jalan bagi analisis lebih dalam terhadap data yang dikumpulkan oleh peralatan selama operasinya.
Magnetares: Mesin Kosmik Ekstrim
Cientistas telah lama memperdebatkan apa yang membuat supernova superluminous memiliki kecerahan yang luar biasa. Salah satu penjelasan utamanya melibatkan magnetar, bintang neutron dengan medan magnet terkuat yang pernah diketahui di alam semesta. Medan magnet Seus bisa mencapai 1.000 kali lebih kuat dibandingkan bintang neutron biasa, mencapai kekuatan sekitar 10 triliun kali lebih besar daripada magnet kulkas.
Penelitian ini melibatkan analisis rinci sinyal cahaya tampak dan sinar gamma dari SN 2017egm. Data tersebut dibandingkan dengan model teoritis berbeda yang dikembangkan oleh kolaborator internasional. Salah satu model spesifik, yang dibuat oleh Indrek Vurm dari Universidade dari Tartu menjadi Estônia dan Brian Metzger dari Universidade dari Colômbia menjadi Nova York, meneliti bagaimana radiasi dan partikel dari magnetar yang baru terbentuk bergerak melalui puing-puing supernova yang meluas.
Pesquisadores percaya bahwa magnetar yang baru terbentuk dapat berputar beberapa ratus kali setiap detik. Kecepatan luar biasa Essa menghasilkan aliran elektron dan positron yang kuat, yang merupakan versi antimateri dari elektron. Juntas, partikel-partikel ini menciptakan awan raksasa material berenergi tinggi yang dikenal sebagai nebula angin magnetar.
Pembangkitan sinar gamma Processos dan pelepasan radiasi
Dentro nebula ini, interaksi partikel dapat menghasilkan sinar gamma dalam beberapa cara. Elétrons dan positron dapat bertabrakan dan berubah menjadi foton sinar gamma, sedangkan sinar gamma sendiri dapat bertabrakan dan menghasilkan partikel baru. Conforme interaksi ini berlanjut, sebagian besar energi sinar gamma terperangkap di dalam puing-puing supernova dan diubah menjadi cahaya tampak berenergi lebih rendah, membantu membuat ledakan menjadi sangat terang.
Segundo Acero, sekitar 3 bulan setelah keruntuhan, saat puing-puing supernova mengembang dan mendingin, sinar gamma mulai bocor ke luar angkasa. Model magnetar paling baik mereproduksi luminositas supernova dan waktu kedatangan sinar gamma selama beberapa bulan pertama. Contudo, para peneliti mencatat masih ada ruang untuk perbaikan pada periode selanjutnya, ketika cahaya tampak menghilang secara tidak teratur.
Hasilnya menunjukkan bahwa proses tambahan kemungkinan mempengaruhi supernova selama penurunan kecerahannya dalam waktu lama. Estes mungkin mencakup material yang jatuh kembali ke magnetar dan tabrakan antara gelombang kejut yang meluas dan materi yang dikeluarkan oleh bintang berabad-abad sebelum meledak.
Observações masa depan dan kerjasama internasional
Guillem Martí-Devesa, sebelumnya menjadi peneliti di Universidade dari Trieste di Itália dan sekarang menjadi peneliti di Instituto dari Ciências Espaciais di Barcelona, Espanha, mengoordinasikan pencarian sinar gamma untuk 6 supernova superluminous terdekat yang diamati selama 16 tahun pertama misi Fermi. Apenas SN 2017egm menunjukkan bukti sinar gamma, membenarkan dugaan sebelumnya bahwa beberapa supernova mungkin memiliki kecerahan yang sama dalam sinar gamma seperti dalam cahaya tampak.
Studi ini mengeksplorasi apakah observatorium di masa depan dapat mendeteksi kejadian serupa. Para peneliti menemukan bahwa Observatório Cerenkov Telescope Array yang akan datang seharusnya mampu mendeteksi supernova seperti SN 2017egm pada jarak hingga sekitar 500 juta tahun cahaya dengan waktu pengamatan sekitar 50 jam.
- Deteksi Capacidade: Telescópio generasi berikutnya akan mendeteksi supernova pada jarak yang lebih jauh
- Intensidade medan magnet: Magnetares memiliki medan 10 triliun kali lebih kuat dari magnet pada umumnya
- Brilho relatif: Supernova superluminous Supernovas bersinar 10 kali lebih terang dari supernova biasa
- studi Período: Análise mencakup 16 tahun pertama pengoperasian Fermi
- Pratinjau Descobertas: Apenas 1 dari 6 supernova terdekat menunjukkan sinyal sinar gamma yang dikonfirmasi
Missão Fermi mewakili bagian dari jaringan observatorium NASA yang dirancang untuk melacak perubahan peristiwa di alam semesta dan membantu para ilmuwan lebih memahami cara kerja fenomena kosmik. Kerja sama di masa depan antara observatorium berbasis darat dan teleskop luar angkasa NASA akan mengungkap lebih banyak lagi tentang ledakan bintang yang dahsyat ini dan objek-objek ekstrem yang tersembunyi di dalamnya.
Judy Racusin, wakil kepala ilmuwan untuk proyek Fermi di Centro NASA di Voo Espacial Goddard di Greenbelt, Maryland, mengatakan mekanisme mesin inti magnetar yang dijelaskan dalam penelitian ini didasarkan pada banyak kemajuan observasi dan teoretis dalam magnetar selama 20 tahun terakhir. Mengamati sinar gamma dari supernova akan memberikan cara baru untuk mengeksplorasi mekanisme internalnya dan memperluas pengetahuan tentang manifestasi ekstrem alam semesta.