Rahasia Ledakan Bintang Supernova Tersembunyi di Debu Bulan 2024

Rahasia Ledakan Bintang Supernova Tersembunyi di Debu Bulan

Rahasia Ledakan Bintang SupernovaDalam era eksplorasi luar angkasa dan teknologi canggih, rahasia alam semesta perlahan mulai terkuak. Salah satu fenomena kosmik paling dahsyat dan misterius, ledakan supernova, kini menjadi fokus penelitian para ilmuwan dari Institut Energi Atom China (CIAE).

Melalui debu bulan, mereka berharap menemukan petunjuk penting tentang kematian bintang-bintang raksasa ini. Dengan mengembangkan metode baru untuk mendeteksi isotop besi langka, tim ilmuwan ini berusaha menggali lebih dalam sejarah kosmik yang telah berlangsung selama miliaran tahun.

Rahasia Ledakan Bintang Supernova Tersembunyi di Debu Bulan

Penelitian yang dilakukan oleh CIAE ini dapat membantu para ilmuwan mendapatkan gambaran yang lebih jelas tentang bagaimana bintang-bintang mati dan bagaimana mereka menyediakan materi untuk generasi bintang, planet, bulan, dan bahkan kehidupan berikutnya, setidaknya di Bumi. Teknik ini bergantung pada deteksi yang lebih baik dari isotop besi langka yang ditemukan dalam jumlah yang sangat kecil di dalam debu bulan.

Isotop besi ini terbentuk jutaan tahun lalu di inti bintang-bintang raksasa sebelumnya. Ketika bintang-bintang ini kalah dalam “perang tarik menarik” melawan gravitasi yang berlangsung selama jutaan atau miliaran tahun, mereka mengakhiri hidupnya dalam ledakan supernova, dan isotop tersebut tersebar ke seluruh kosmos, termasuk di bulan.

“Tim kami sepakat bahwa satu-satunya cara untuk melacak peristiwa supernova historis secara akurat adalah dengan mendorong batasan dari apa yang bisa dilakukan oleh peralatan kami,” kata pemimpin tim dan peneliti CIAE, Bing Guo, dalam sebuah pernyataan.

Kontribusi Supernova terhadap Daur Ulang Kosmik

Saat generasi pertama bintang lahir antara 200 juta hingga 400 juta tahun setelah Big Bang, alam semesta sebagian besar terdiri dari hidrogen, dengan sedikit helium. Pada saat itu, sangat sedikit atom dari elemen yang lebih berat, yang disebut “logam” oleh astronom. Bintang-bintang pertama, yang paradoksnya disebut bintang Populasi III, terdiri dari hidrogen, sedikit helium, dan hampir tidak ada logam.

READ  Memahami Dunia Kripto 2024: Panduan Lengkap untuk Pemula

Selama hidup mereka, proses fusi nuklir di inti bintang ini mengubah hidrogen menjadi helium, memungkinkan mereka bersinar terang di kosmos. Proses fusi ini juga menyediakan tekanan radiasi ke luar yang mencegah gaya gravitasi mereka sendiri menyebabkan mereka runtuh. Ketika hidrogen habis di inti bintang ini, keseimbangan antara tekanan radiasi dan gravitasi berakhir, dengan gravitasi menjadi pemenangnya. Inti bintang-bintang ini runtuh sementara lapisan luar mereka, tempat fusi nuklir masih terjadi, terlempar ke luar.

Untuk bintang-bintang dengan massa sekitar matahari, ini menghasilkan inti bintang menjadi bintang katai putih, dikelilingi oleh awan materi bintang yang menyebar dan mendingin. Namun, nasib ini tidak berlaku untuk bintang-bintang yang massanya setidaknya delapan kali massa matahari. Ketika bintang-bintang masif ini runtuh, tekanan yang dihasilkan di inti mereka memicu fusi nuklir helium menjadi elemen yang lebih berat. Untuk bintang-bintang yang paling masif, proses ini berulang hingga inti mereka dipenuhi dengan besi, elemen terberat yang bisa dibentuk oleh bintang.

Setelah ini, inti bintang masif akan runtuh lagi, dan ledakan supernova terjadi. Ledakan ini melepaskan semua elemen yang dihasilkan bintang sepanjang hidupnya dan menyebarkannya ke seluruh galaksi. Bintang tersebut kemudian menjadi sisa bintang yang padat — baik sebagai bintang neutron atau, dalam kasus keruntuhan gravitasi total, lubang hitam.

Iron-60: Dari Supernova ke Bulan

Tim peneliti tertarik pada pelacak dari proses daur ulang kosmik ini yang bukan elemen yang dibentuk selama kehidupan bintang, tetapi isotop langka yang terbentuk selama supernova. Salah satu isotop tersebut adalah besi-60. Atom terdiri dari tiga partikel: di dalam inti atom terdapat proton yang bermuatan positif dan neutron yang netral, sementara elektron yang bermuatan negatif mengorbit inti ini.

READ  Tips Hindari Jebakan Saham Goreng, Memahami Risiko Saham 2024

Elemen didefinisikan oleh jumlah proton yang ada dalam inti atom mereka. Namun, elemen memiliki fleksibilitas lebih ketika berkaitan dengan jumlah neutron di dalam inti mereka. Besi-60 memiliki inti atom yang mengandung 26 proton dan 34 neutron, dan waktu paruhnya sekitar 2,3 juta tahun. Meskipun supernova dapat menghasilkan besi-60 dalam jumlah yang setara dengan sekitar 10 kali massa Bumi, produksi isotop ini dalam tata surya hampir tidak ada.

Mendeteksi besi-60 di Bumi atau di bulan merupakan indikator yang baik dari supernova yang meletus relatif dekat dengan tata surya — sekitar 100 tahun cahaya — dalam sejarah baru-baru ini dari planet kita yang berusia 4,6 miliar tahun. Namun, kelangkaan besi-60 dan efek dari elemen lain yang lebih umum membuat pendeteksian isotop ini sangat menantang untuk spektrometer dengan sensitivitas rendah. Untuk mengatasi ini, Guo dan rekan-rekannya melakukan penyesuaian pada fasilitas akselerator tandem HI-13 CIAE dengan menambahkan “filter Wien,” sebuah perangkat yang dapat digunakan untuk memilih partikel bermuatan yang bergerak dengan kecepatan tertentu, untuk melakukan “spektrometri massa akselerator” (AMS).

Tim menemukan bahwa AMS mampu mendeteksi besi-60 dalam sampel simulasi dengan sensitivitas jauh melampaui apa yang dapat dicapai oleh teknologi yang biasanya digunakan untuk studi ini. Tim CIAE percaya bahwa dimungkinkan untuk mendorong sensitivitas deteksi sistem AMS mereka lebih jauh lagi, sebuah perkembangan yang dapat meningkatkan pemahaman kita tentang bintang-bintang yang mati dalam ledakan supernova.

“Instalasi filter Wien bisa menjadi pengubah permainan bagi kami,” kata Guo. “Tujuan kami berikutnya adalah mengoptimalkan seluruh sistem AMS kami untuk mencapai batas deteksi yang lebih rendah. Setiap peningkatan sensitivitas membuka kemungkinan yang tak terbatas.”

READ  Perkembangan Internet of Things (IoT) 2024: Revolusi Digital dalam Kehidupan Sehari-hari

Penelitian tim ini dipublikasikan pada 24 Mei di jurnal Nuclear Science and Techniques.

Pos terkait

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *