Mergernya Dua Bintang Katai Putih

Bintang katai putih masif yang atmosfernya berlimpah karbon merupakan dua katai putih yang merger dan berhasil lolos dari kehancuran.

Ilustrasi penggabungan bintang katai putih. Kredit: Universitas Warwick/Mark Garlick
Ilustrasi penggabungan bintang katai putih. Kredit: Universitas Warwick/Mark Garlick

Para astronom dari Universitas Warwick, menemukan bintang katai putih uktramasif yang jaraknya 150 tahun cahaya dan emiliki komposisi atmosfer yang belm pernah ditemukan pada bintang lain. Penemuan ini menandai untuk pertama kalinya penggabungan bintang katai putih berhasil dideteksi dari komposisi atmosfernya. Penemuan ini sekaligus menjadi pertanyaan terkait evolusi katai putih masif dan jumlah supernova di galaksi Bima Sakti.

Bintang katai putih WDJ0551+4135, merupakan bintang yang berhasil diidentifikasi dari data survei Gaia. Penemuan ini kemudian dilanjutkan dengan pengamatan spektroskpi menggunakan Teleskop William Herschel. Hasil spektrum yang diperoleh memberi informasi komposisi kimia penyusun atmosfer bintang ini. Dan di sinilah para astronom menemukan keberadaan karbon yang sangat tinggi.

Ketika mengamati bintang katai putih WDJ0551+4135, para astronom menduga akan melihat hidrogen ataupun campuran hidrogen dan helium pada lapisan terluar bintang. Akan tetapi, yang ditemukan justru kombinasi hidrogen dan karbon bersama-sama, padahal seharusnya ada lapisan helium tebal di antara karbon dan hidrogen.

Untuk mengetahui apa yang terjadi, para astronom ini melakukan penelusuran asal usul bintang.

Bintang katai putih adalah sisa bintang serupa Matahari yang telah kehabisan bahan bakarnya dan melontarkan lapisan terluarnya. Sebagian besar katai putih termasuk ringan sekitar 0,6 massa Matahari. Katai putih yang ditemukan ini termasuk sangat masif yakni 1,4 massa Matahari. Meskipun lebih masif dari Matahari, ukurannya sangat kompak, hanya 2/3 diameter Bumi!

Usia katai putih juga bisa dijadikan petunjuk. Bintang yang lebih tua akan mengorbit Bima Sakti lebih cepat dari bintang muda. Bintang katai putih WDJ0551+4135 bergerak 99% lebih cepat dari bintang katai putih dekat lainnya yang memiliki usia pendinginan yang sama. Dengan demikian, diduga kalau bintang katai putih WDJ0551+4135 jauh lebih tua dari yang terlihat.

Komposisi yang berbeda dan tidak bisa dijelaskan oleh evolusi bintang normal, massa bintang dua kali massa rerata bintang katai putih, dan usia yang lebih tua dari usia pendinginan yang terekam dalam isotop.

Dari teori yang ada, sudah diketahui bagaimana sebuah bintang berevolusi menjadi bintang katai putih. Dan ini bukan jalan evolusi yang seharusnya terjadi. Untuk bisa menjelaskan keanehan tersebut. bintang katai putih yang ditemukan bukan bintang tunggal melainkan hasil penggabungan dua bintang katai putih.

Jadi, ketika sebuah bintang mengembang dan mencapai akhir hidupnya dalam pasangan bintang ganda, materinya akan menyelubungi bintang pasangan. Akibatnya. bintang pasangan akan tertarik mendekati bintang yang yang sedang mengerut mengakhiri hidupnya. Hal serupa juga terjadi jika bintang pasangan pada sistem tersebut mengembang. Selama miliaran tahun, pancaran gelombang gravitasi akan memperkecil orbit sampai kedua bintang bergabung.
Meskipun mergernya bintang katai putih sudah diprediksi, proses yang satu ini termasuk tidak biasa. Sebagian besar bintang yang bergabung di Bima Sakti berasal dari dua bintang yang massanya berbeda. Tapi, kasus bintang katai putih ini mengindikasikan penggabungan dari dua bintang yang massanya hampir serupa.

Untuk penggabungan dua bintang katai putih, ada batas maksimum massa untuk bintang ini bisa bergabung dengan selamat. Massa hasil penggabungan tidak bisa lebih dari 1,4 massa Matahari. Jika lebih besar maka bintang akan meledak sebagai supernova. Rupanya pada massa di ambang batas yang sedikit lebih kecil, kedua bintang bisa bergabung dan selamat.

Proses penggabungan kedua bintang juga memicup kembali proses pendinginan pada bintang, sehingga sulit untuk ditentukan usianya. Diduga, kedua bintang ini bergabung sekitar 1,3 miliar tahun lalu, tapi kedua bintang itu sendiri sudah hidup miliaran tahun sebelum terjadinya merger.
Diharapkan teknik astroseismologi bisa digunakan di masa depan untuk mempelajari komposisi inti bintang katai putih dari pulsasi bintang. Dengan cara ini bisa diketahui bintang yang terbentuk akibat merger.

Satu hal menarik dari bintang katai putih masif ini, bisa jadi sebenarnya bintang katai putih tersebut merupakan bintang yang gagal meledak sebagai supernova dan berakhir sebagai kati putih baru. Masih ada ketidakpastian terkait sistem bintang seperti apa yang sampai tahap supernova. Meskipun aneh, dengan mengetahui parameter supernova gagal ini, akan dapat memberi informasi terkait pemusnahan diri termonuklir.

Sumber: Universitas Warwick

Tinggalkan Balasan