Para astronom menemukan anomali kosmik yang jarang terjadi: katai putih ultra-masif yang terbentuk bukan dari evolusi satu bintang tunggal, melainkan dari tabrakan dengan bintang lain.
Penemuan ini hanya mungkin dilakukan berkat pengamatan sensitif Teleskop Antariksa Hubble pada spektrum ultraviolet. Temuan ini memberi petunjuk bahwa jenis katai putih langka seperti ini mungkin jauh lebih umum dari perkiraan sebelumnya.
Selama ini, katai putih dianggap sebagai tahap akhir kehidupan bintang berukuran sedang, termasuk Matahari. Objek ini sekecil Bumi namun padat luar biasa. Dalam teori, massa katai putih bisa mencapai 1,4 kali massa Matahari, tetapi kasus yang lebih masif jarang ditemukan. Sebagian terbentuk dari evolusi bintang tunggal besar, sebagian lain dari hasil penggabungan katai putih dengan bintang pendampingnya.
Kisah dari WD 0525+526
Target penelitian kali ini adalah WD 0525+526, sebuah katai putih yang berada 128 tahun cahaya dari Bumi. Dari pengamatan cahaya tampak, bintang ini terlihat seperti katai putih biasa. Namun, spektrum ultraviolet yang ditangkap instrumen Cosmic Origins Spectrograph milik Hubble mengungkap sesuatu yang berbeda: adanya karbon di atmosfernya.
Biasanya, katai putih hasil evolusi tunggal memiliki atmosfer yang hampir seluruhnya terdiri dari hidrogen dan helium. Karbon dan oksigen tetap terkunci di inti, terlindung oleh atmosfer tebal. Kehadiran karbon dalam spektrum WD 0525+526 menandakan asal-usul yang lebih keras—bukan sekadar kematian sunyi satu bintang, melainkan hasil dari tabrakan bintang.
Dalam skenario ini, tabrakan bisa menghancurkan lapisan luar bintang, membakar hidrogen dan helium, lalu menyisakan hanya lapisan tipis. Kondisi ini memungkinkan karbon dari inti katai putih naik ke atmosfer sehingga bisa terdeteksi.
Lebih Panas, Lebih Masif, Lebih Misterius
WD 0525+526 ternyata memiliki sifat ekstrem. Suhunya mencapai hampir 21.000 Kelvin dengan massa 1,2 kali Matahari. Artinya, ia lebih panas dan lebih masif dibandingkan enam katai putih hasil tabrakan lain yang pernah ditemukan sebelumnya.
Yang membuatnya semakin menarik, pada bintang yang lebih dingin, karbon bisa muncul di atmosfer karena proses konveksi. Tetapi WD 0525+526 terlalu panas untuk mekanisme itu. Setelah analisis, para astronom menemukan bahwa karbon di atmosfernya dibawa oleh proses lain yang disebut semi-konveksi, yang hanya memungkinkan jejak karbon dalam jumlah sangat kecil naik ke permukaan.
Kadar karbonnya pun luar biasa minim, sekitar 100.000 kali lebih sedikit dibandingkan katai putih merger lain yang sudah ditemukan. Fakta ini membuat identifikasinya hampir mustahil tanpa bantuan Hubble, karena hanya pengamatan ultraviolet yang mampu menangkap tanda karbon yang lemah pada suhu setinggi itu.
Menguak Populasi Tersembunyi
Penemuan ini menjadi tonggak penting: untuk pertama kalinya sebuah katai putih hasil tabrakan berhasil diidentifikasi melalui spektrum ultraviolet. Sebelumnya, enam objek serupa hanya ditemukan lewat jejak karbon dalam spektrum cahaya tampak. Semua objek ini termasuk dalam kelompok bintang yang pada 2019 ditandai oleh misi Gaia sebagai lebih biru dari perkiraan usia dan massanya—indikasi awal bahwa mereka mungkin terbentuk dari merger.
Kasus WD 0525+526 menunjukkan bahwa apa yang tampak sebagai katai putih “normal” bisa menyimpan riwayat kelahiran yang jauh lebih dramatis. Jika benar, maka masih banyak katai putih lain yang menyamar di langit, padahal sebenarnya hasil tabrakan dahsyat.
Penelitian ini tidak hanya memperluas pemahaman tentang evolusi bintang ganda, tetapi juga tentang jalur menuju ledakan supernova. Dengan melanjutkan pencarian “katai putih karbon” semacam ini, para astronom berharap dapat memetakan berapa banyak peristiwa tabrakan bintang yang tersembunyi di antara populasi katai putih biasa.
