Betelgeuse menjadi tumpuan perhatian media akhir-akhir ini. Supergiant merah itu hampir menjelang akhir hayatnya, dan apabila bintang 10 kali jisim Matahari mati, ia akan mati dengan cara yang luar biasa.
Dengan kecerahan baru-baru ini turun ke titik terendah dalam satu abad, banyak peminat ruang gembira bahawa Betelgeuse tidak lama lagi dapat pergi ke supernova, meletup dengan bunga api yang mempesona yang dapat dilihat walaupun di siang hari.
Walaupun bintang terkenal di bahu Orion kemungkinan akan mati dalam beberapa juta tahun akan datang – hampir beberapa hari dalam masa kosmik – para saintis berpendapat bahawa kegelapannya disebabkan oleh denyutan bintang. Fenomena ini agak biasa berlaku di kalangan supergiant merah, dan Betelgeuse diketahui telah berada dalam kumpulan ini selama beberapa dekad.
Secara kebetulan, para penyelidik di University of California, Santa Barbara telah membuat ramalan mengenai kecerahan supernova yang boleh terjadi ketika bintang yang berdenyut seperti Betelgeuse meletup.
Pelajar PhD Fizik Jared Goldberg menerbitkan kajian dengan Lars Buildsten, pengarah P.I. Kavli (KITP) dan profesor fizik Gluck dan saintis kanan KITP, Bill Paxton, yang memperincikan bagaimana denyutan bintang akan mempengaruhi letupan berikutnya ketika berlaku. Artikel itu muncul dalam Jurnal Astrofizik.
“Kami ingin tahu bagaimana rasanya jika bintang berdenyut meletup pada fasa denyutan yang berbeza,” kata Goldberg, seorang penyelidik di National Science Foundation. “Model terdahulu lebih mudah kerana tidak termasuk kesan riak yang bergantung pada masa.”
Apabila bintang ukuran Betelgeuse akhirnya kehabisan bahan untuk bergabung di tengahnya, ia kehilangan tekanan luaran yang membuatnya tidak runtuh di bawah beratnya sendiri. Keruntuhan teras yang dihasilkan berlaku dalam setengah saat, lebih cepat daripada yang diperlukan untuk melihat permukaan bintang dan lapisan luar yang tebal.
Apabila teras besi runtuh, atom-atomnya berpecah menjadi elektron dan proton. Mereka bergabung untuk membentuk neutron dan dalam proses melepaskan zarah bertenaga tinggi yang disebut neutrinos. Biasanya neutrino hampir tidak berinteraksi dengan bahan lain – 100 trilion daripadanya melewati badan anda setiap saat tanpa satu perlanggaran.
Walau bagaimanapun, supernova adalah beberapa fenomena yang paling kuat di alam semesta. Bilangan dan tenaga neutrino yang dihasilkan dalam keruntuhan teras sangat besar sehingga walaupun hanya sebahagian kecil yang bertabrakan dengan bahan bintang, biasanya lebih dari cukup untuk melancarkan gelombang kejutan yang dapat meletup bintang.
Letupan yang dihasilkan memukul lapisan luar bintang dengan tenaga yang mengejutkan, mewujudkan letupan yang dapat secara ringkas menghilangkan cahaya seluruh galaksi. Letupan kekal terang selama kira-kira 100 hari, kerana radiasi hanya dapat melarikan diri setelah hidrogen terionisasi bersatu dengan elektron yang hilang dan menjadi neutral semula.
Ciri-ciri supernova berbeza-beza dengan jisim bintang, jumlah tenaga letupan dan, yang penting, jejarinya. Ini bermaksud bahawa riak Betelgeuse membuat ramalan bagaimana ia akan meletup lebih sukar.
Para penyelidik mendapati bahawa jika seluruh bintang berdenyut serentak – bernafas masuk dan keluar jika anda suka – supernova akan berkelakuan seolah-olah Betelgeuse adalah bintang statik dengan radius tertentu. Walau bagaimanapun, lapisan bintang yang berlainan dapat berayun antara satu sama lain: lapisan luar mengembang, dan lapisan tengah berkontrak, dan sebaliknya.
“Cahaya dari bahagian bintang yang dimampatkan lebih lemah,” jelas Goldberg, “seperti yang kita harapkan dari bintang yang lebih padat dan tidak berdenyut.” Sementara itu, cahaya dari bahagian bintang yang mengembang pada waktu itu akan tampak lebih terang, seolah-olah berasal dari bintang yang besar dan tidak berdenyut.
Goldberg merancang untuk membentangkan makalah dengan profesor fizik Andy Howell dan penyelidik KITP, Evan Bauer dalam Catatan Penyelidikan Persatuan Astronomi Amerika, yang akan merangkum hasil simulasi yang mereka lakukan khusus untuk Betelgeuse.
Sumber: Foto: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO)
