NASA, ESA, CSA, STScI, Charles Kilpatrick (Barat Laut), Aswin Suresh (Barat Laut)
Sebuah tim astronom yang dipimpin oleh Northwestern University telah menangkap gambaran sekilas paling detail dari sebuah bintang yang hancur sebelum meledak.
Dengan menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb milik NASA, tim internasional untuk pertama kalinya mengidentifikasi bintang sumber supernovaatau nenek moyang, pada panjang gelombang inframerah menengah.
Pengamatan ini – dikombinasikan dengan gambar arsip dari Teleskop Luar Angkasa Hubble – mengungkapkan bahwa ledakan berasal dari bintang super raksasa berwarna merah, dikelilingi oleh selimut debu yang tak terduga.
Penemuan ini dapat membantu memecahkan misteri berusia puluhan tahun tentang mengapa raksasa merah jarang meledak.
Memang benar, model teoritis memperkirakan bahwa super raksasa merah akan menjadi mayoritas supernova keruntuhan inti.
Studi baru menunjukkan bahwa bintang-bintang ini memang meledak, tetapi kenyataannya memang demikian tersembunyi, di dalam awan debu tebal.
Dengan kemampuan baru Webb, para astronom akhirnya dapat menembus debu untuk mendeteksi fenomena tersebut, menutup kesenjangan antara teori dan observasi.
HAI belajar diterbitkan di The Astrophysical Journal Letters. Ini menandai deteksi pertama nenek moyang supernova oleh Teleskop Luar Angkasa James Webb.
“Selama beberapa dekade kami telah mencoba untuk menentukan dengan tepat seperti apa bintang super raksasa merah yang meledak,” ini Charlie Kilpatrick, yang memimpin penelitian.
“Baru sekarang, dengan JWST, kami akhirnya memiliki kualitas data dan pengamatan inframerah yang memungkinkan kami mengetahui dengan tepat jenis super raksasa merah yang meledak dan seperti apa lingkungan terdekatnya. Kami telah menunggu hal ini terjadi – supernova akan meledak di galaksi yang telah diamati oleh JWST. Kami telah menggabungkan data Hubble dan JWST untuk mengkarakterisasi bintang ini sepenuhnya untuk pertama kalinya.” waktu.”
Sebagai pakar kehidupan dan kematian bintang masif, Kilpatrick adalah asisten profesor peneliti di Pusat Eksplorasi dan Penelitian Interdisipliner Astrofisika Universitas Northwestern. Aswin Suresh, seorang mahasiswa fisika dan astronomi, juga di lembaga pendidikan yang sama, adalah salah satu penulis utama artikel ilmiah tersebut.
Orang tua paling merah dan paling berdebu yang pernah diamati
Dengan menggunakan ASAS-SN (All-Sky Automated Survey of Supernovae), para astronom pertama kali mendeteksi supernova, yang diberi nama SN 2025pht, pada tanggal 29 Juni 2025. Cahayanya berasal dari galaksi terdekat yang disebut NGC 1637, terletak 40 juta tahun cahaya dari Bumi.
Dengan membandingkan gambar NGC 1637 Hubble dan Webb sebelum dan sesudah ledakan bintang tersebut, Kilpatrick, Suresh dan kolaboratornya menemukan bintang nenek moyang SN 2025pht. Ini segera menarik perhatian saya – sangat cerah dan sangat merah. Meskipun bintang tersebut bersinar sekitar 100.000 kali lebih terang dari Matahari kita, debunya ketidakjelasan melingkar banyak dari cahaya itu. Tabir debu begitu tebal sehingga bintang tampak 100 kali lebih redup dalam cahaya tampak dibandingkan tanpa debu. Karena debu menghalangi panjang gelombang cahaya yang lebih pendek dan biru, bintang tersebut juga tampak berwarna merah.
“Ini adalah super raksasa merah paling merah dan paling berdebu yang pernah kita lihat meledak sebagai supernova“, kata Suresh.
Bintang masif yang sedang dalam tahap akhir kehidupannya, bintang super raksasa merah adalah salah satu bintang terbesar di alam semesta. Ketika intinya runtuh, mereka meledak sebagai supernova Tipe II, meninggalkan bintang neutron atau lubang hitam. Contoh super raksasa merah yang paling terkenal adalah Sirih, bintang merah terang di bahu konstelasi Orion.
“SN 2025phté mengejutkan karena ia tampak jauh lebih merah daripada hampir semua raksasa merah lainnya yang pernah kita lihat meledak sebagai supernova,” tambah Kilpatrick. “Ini memberi tahu kita bahwa ledakan sebelumnya mungkin jauh lebih terang daripada yang kita duga, karena kita tidak memiliki kualitas data inframerah yang sama dengan yang bisa disediakan oleh JWST.”
Petunjuk tersembunyi di balik debu
Longsoran debu mungkin membantu menjelaskan mengapa para astronom kesulitan menemukan nenek moyang superraksasa merah. Bintang paling masif yang meledak sebagai supernova adalah objek paling terang dan bercahaya di langit. Oleh karena itu, secara teori, ledakan tersebut seharusnya mudah dideteksi sebelum meledak. Namun kenyataannya tidak demikian.
Para astronom mengklaim bahwa Bintang-bintang tua yang paling masif mungkin juga merupakan bintang yang paling berdebu. Selimut debu tebal ini dapat mengaburkan cahaya bintang hingga tidak terdeteksi sama sekali. Pengamatan baru Webb mendukung hipotesis ini.
“Saya telah mendukung interpretasi ini, tetapi saya bahkan tidak menyangka akan melihat contoh ekstrem seperti SN 2025pht,” kata Kilpatrick. “Hal ini menjelaskan mengapa raksasa super besar ini tidak ada karena mereka cenderung lebih berdebu.”
Selain adanya debu itu sendiri, juga komposisi debu juga mengejutkan. Meskipun bintang super raksasa merah cenderung menghasilkan debu yang kaya oksigen dan silikat, debu bintang ini tampak kaya karbon. Hal ini menunjukkan bahwa konveksi kuat pada tahun-tahun terakhir bintang mungkin telah terekstraksi karbon dari bagian dalamnya, memperkaya permukaannya dan mengubah jenis debu yang dihasilkannya.
“Panjang gelombang inframerah dari pengamatan kami tumpang tindih dengan fitur penting dari debu silikat yang merupakan karakteristik dari beberapa spektrum super raksasa merah,” kata Kilpatrick. “Ini memberi tahu kita bahwa angin sangat kaya akan karbon dan kurang kaya akan oksigen, yang juga mengejutkan bagi raksasa merah bermassa ini.”
Era baru ledakan bintang
Studi baru ini menandai pertama kalinya para astronom menggunakan Teleskop Webb untuk mengidentifikasi secara langsung bintang induk supernova, sehingga membuka pintu bagi banyak penemuan lainnya. Dengan menangkap cahaya di seluruh spektrum inframerah dekat dan menengah, Webb dapat mengungkap bintang-bintang yang tersembunyi dan memberikan potongan-potongan teka-teki kehidupan dan kematian bintang-bintang paling masif yang hilang.
Tim tersebut sekarang mencari super raksasa merah serupa yang di masa depan dapat meledak sebagai supernova. Pengamatan yang dilakukan oleh Teleskop Luar Angkasa Nancy Grace Roman NASA yang akan datang dapat membantu dalam pencarian ini. Roman akan memiliki resolusi, sensitivitas, dan jangkauan inframerah untuk melihat bintang-bintang ini dan berpotensi menyaksikan variabilitasnya saat mereka mengeluarkan sejumlah besar debu menjelang akhir masa hidupnya.
“Dengan peluncuran JWST dan peluncuran Roman yang akan datang, ini adalah saat yang menyenangkan untuk mempelajari bintang masif dan nenek moyang supernova,” kata Kilpatrick. “Kualitas data dan penemuan baru yang kami hasilkan akan melebihi apa pun yang diamati dalam 30 tahun terakhir.”
