Kesan artis ini menunjukkan magnetar di gugus bintang Westerlund 1 yang sangat kaya dan muda. Gugus yang luar biasa ini berisi ratusan bintang yang sangat masif, beberapa bersinar dengan kecemerlangan hampir satu juta matahari. Astronom Eropa untuk pertama kalinya menunjukkan bahwa magnetar ini – jenis bintang neutron yang tidak biasa dengan medan magnet yang sangat kuat – mungkin terbentuk sebagai bagian dari sistem bintang biner. Penemuan mantan pendamping magnetar di tempat lain di gugus membantu memecahkan misteri bagaimana sebuah bintang yang awalnya sangat masif bisa menjadi magnetar, bukannya runtuh menjadi lubang hitam. Kredit: ESO/L. Calçada
Menggunakan Dibuat pada tahun 1962, European Southern Observatory (ESO), adalah organisasi penelitian antar pemerintah 16 negara untuk astronomi berbasis darat. Nama resminya adalah Organisasi Eropa untuk Penelitian Astronomi di Belahan Bumi Selatan.
The Very Large Telescope array (VLT) ESO adalah fasilitas teleskop panjang gelombang tampak dan inframerah dioperasikan oleh European Southern Observatory di Cerro Paranal di Gurun Atacama Chili utara.Ini adalah instrumen optik tercanggih di dunia, terdiri dari empat Teleskop Unit dengan cermin utama berdiameter 8,2m dan empat Teleskop Bantu berdiameter 1,8m yang dapat digerakkan .
Teleskop yang Sangat Besar, para astronom yakin mereka telah menemukan bintang pasangan magnetar untuk pertama kali, membantu menjelaskan pembentukan magnetar.
Magnetar adalah sisa-sisa ledakan supernova yang sangat padat dan aneh. Mereka adalah magnet terkuat yang dikenal di Alam Semesta — jutaan kali lebih kuat daripada magnet terkuat di Bumi. Sebuah tim astronom Eropa yang menggunakan Very Large Telescope (VLT) ESO sekarang percaya bahwa mereka telah menemukan bintang mitra magnetar untuk pertama kalinya. Penemuan ini membantu menjelaskan bagaimana magnetar terbentuk – sebuah teka-teki sejak 35 tahun yang lalu – dan mengapa bintang khusus ini tidak runtuh menjadi lubang hitam. Lubang hitam adalah tempat di ruang angkasa di mana medan gravitasinya begitu kuat sehingga cahaya pun tidak dapat menghindarinya. Para astronom mengklasifikasikan lubang hitam menjadi tiga kategori berdasarkan ukuran: lubang hitam miniatur, bintang, dan supermasif. Lubang hitam mini bisa memiliki massa yang lebih kecil dari Matahari kita dan lubang hitam supermasif bisa memiliki massa yang setara dengan miliaran Matahari kita.
lubang hitam seperti yang diharapkan para astronom.
Ketika sebuah bintang masif runtuh karena gravitasinya sendiri selama ledakan supernova, ia membentuk a Bintang neutron adalah inti yang runtuh dari bintang besar (antara 10 dan 29 massa matahari). Bintang neutron adalah bintang terkecil dan terpadat yang pernah ada. Meskipun bintang neutron biasanya memiliki radius sekitar 10 – 20 kilometer (6 – 12 mil), mereka dapat memiliki massa sekitar 1,3 – 2,5 massa Matahari.
bintang neutron atau lubang hitam. Magnetar adalah bentuk bintang neutron yang tidak biasa dan sangat eksotis Seperti semua benda aneh ini, mereka kecil dan luar biasa padat — satu sendok teh bahan bintang neutron akan memiliki massa sekitar satu miliar ton — tetapi mereka juga memiliki medan magnet yang sangat kuat. penyesuaian tiba-tiba yang dikenal sebagai gempa bintang sebagai akibat dari tekanan besar di kerak mereka.
Gugus bintang Westerlund 1 [1], terletak 16.000 tahun cahaya di konstelasi selatan Ara (Altar), menampung salah satu dari dua lusin magnetar yang dikenal di Bima Sakti adalah galaksi yang berisi Tata Surya kita dan merupakan bagian dari dari Grup Lokal galaksi. Ini adalah galaksi spiral berpalang yang berisi sekitar 100-400 miliar bintang dan memiliki diameter antara 150.000 dan 200.000 tahun cahaya. Namanya "Bima Sakti" berasal dari penampakan galaksi dari Bumi sebagai pita cahaya redup yang membentang di langit malam, menyerupai susu yang tumpah.
Bima Sakti. Namanya CXOU J164710.2-455216 dan sangat membingungkan astronom.
“Dalam penelitian kami sebelumnya, kami menunjukkan bahwa magnetar di gugus Westerlund 1 pasti lahir dari ledakan kematian sebuah bintang yang berukuran sekitar 40 kali massa Matahari. Tapi ini menghadirkan masalah tersendiri, karena bintang sebesar ini diperkirakan akan runtuh menjadi lubang hitam setelah kematiannya, bukan bintang neutron. Kami tidak mengerti bagaimana itu bisa menjadi magnetar, ”kata Simon Clark, penulis utama makalah yang melaporkan hasil ini.
Para astronom mengusulkan solusi untuk misteri ini. Mereka menyarankan bahwa magnetar terbentuk melalui interaksi dua bintang yang sangat masif yang mengorbit satu sama lain dalam sistem biner yang sangat kompak sehingga cocok dengan orbit Bumi mengelilingi Matahari. Namun, hingga saat ini, tidak ada bintang pendamping yang terdeteksi di lokasi magnetar di Westerlund 1, sehingga para astronom menggunakan VLT untuk mencarinya di bagian lain gugus tersebut. Mereka memburu bintang yang melarikan diri — objek yang keluar dari gugus dengan kecepatan tinggi — yang mungkin telah dikeluarkan dari orbit oleh ledakan supernova yang membentuk magnetar. Satu bintang, yang dikenal sebagai Westerlund 1-5 [2], ditemukan melakukan hal itu.
“Bintang ini tidak hanya memiliki kecepatan tinggi yang diharapkan jika mundur dari ledakan supernova, tetapi kombinasi massanya yang rendah, luminositas tinggi, dan komposisi kaya karbon tampaknya tidak mungkin direplikasi dalam satu bintang tunggal — pistol berasap yang menunjukkannya. pasti awalnya dibentuk dengan pendamping biner, ”tambah Ben Ritchie (Universitas Terbuka), salah satu penulis makalah baru.
Penemuan ini memungkinkan para astronom untuk merekonstruksi kisah kehidupan bintang yang memungkinkan terbentuknya magnetar, menggantikan lubang hitam yang diharapkan [3]. Pada tahap pertama dari proses ini, bintang pasangan yang lebih masif mulai kehabisan bahan bakar, mentransfer lapisan luarnya ke rekannya yang kurang masif — yang ditakdirkan untuk menjadi magnetar — menyebabkannya berotasi semakin cepat. Rotasi yang cepat ini tampaknya merupakan unsur penting dalam pembentukan medan magnet ultra-kuat magnetar.
Pada tahap kedua, sebagai akibat dari perpindahan massa ini, pengiringnya sendiri menjadi sangat masif sehingga pada gilirannya melepaskan sejumlah besar massa yang baru diperolehnya. Sebagian besar massa ini hilang tetapi sebagian dilewatkan kembali ke bintang aslinya yang masih kita lihat bersinar hari ini sebagai Westerlund 1-5.
Dalam video ini kami terbang melalui gugus bintang muda Westerlund 1 dan mendekati magnetar aneh yang terletak di dalamnya. Gugus yang luar biasa ini berisi ratusan bintang yang sangat masif, beberapa bersinar dengan kecemerlangan hampir satu juta matahari. Astronom Eropa untuk pertama kalinya menunjukkan bahwa magnetar – jenis bintang neutron yang tidak biasa dengan medan magnet yang sangat kuat – terbentuk dari bintang dengan massa setidaknya 40 kali massa Matahari. Kredit: ESO/L. Calçada
“Proses pertukaran material inilah yang memberikan tanda kimia unik pada Westerlund 1-5 dan memungkinkan massa pendampingnya menyusut ke tingkat yang cukup rendah sehingga magnetar lahir sebagai pengganti lubang hitam — sebuah permainan umpan bintang. paket dengan konsekuensi kosmik!” pungkas anggota tim Francisco Najarro (Centro de Astrobiología, Spanyol).
Tampaknya menjadi komponen bintang ganda karenanya dapat menjadi unsur penting dalam resep pembentukan magnetar. Rotasi cepat yang diciptakan oleh transfer massa antara dua bintang tampaknya diperlukan untuk menghasilkan medan magnet yang sangat kuat dan kemudian fase transfer massa kedua memungkinkan calon magnetar untuk cukup ramping sehingga tidak runtuh menjadi lubang hitam di saat kematiannya.
Catatan
[1] Gugus terbuka Westerlund 1 ditemukan pada tahun 1961 dari Australia oleh astronom Swedia Bengt Weste
rlund, yang kemudian pindah dari sana untuk menjadi Direktur ESO di Chile (1970–74). Gugus ini berada di balik awan gas dan debu antarbintang yang sangat besar, yang menghalangi sebagian besar cahaya tampak. Faktor peredupan lebih dari 100.000, dan inilah mengapa butuh waktu lama untuk mengungkap sifat sebenarnya dari gugus khusus ini.
Westerlund 1 adalah laboratorium alam yang unik untuk mempelajari fisika bintang ekstrim, membantu para astronom untuk mengetahui bagaimana bintang paling masif di Bima Sakti hidup dan mati. Dari pengamatan mereka, para astronom menyimpulkan bahwa gugus ekstrim ini kemungkinan besar mengandung tidak kurang dari 100.000 kali massa Matahari, dan semua bintangnya terletak di wilayah yang berjarak kurang dari 6 tahun cahaya. Westerlund 1 tampaknya merupakan gugus muda kompak paling masif yang pernah diidentifikasi di galaksi Bima Sakti.
Semua bintang yang sejauh ini dianalisis di Westerlund 1 memiliki massa setidaknya 30–40 kali massa Matahari. Karena bintang seperti itu memiliki umur yang agak pendek – secara astronomis – Westerlund 1 pasti sangat muda. Para astronom menentukan usia antara 3,5 dan 5 juta tahun. Jadi, Westerlund 1 jelas merupakan gugus yang baru lahir di galaksi kita.
[2] Sebutan lengkap untuk bintang ini adalah Cl* Westerlund 1 W 5.
[3] Seiring bertambahnya usia bintang, reaksi nuklirnya mengubah susunan kimianya — unsur-unsur yang memicu reaksi habis dan produk reaksi menumpuk. Sidik jari kimiawi bintang ini pertama-tama kaya akan hidrogen dan nitrogen tetapi miskin karbon dan baru sangat terlambat dalam kehidupan bintang-bintang di mana karbon meningkat, di mana hidrogen dan nitrogen akan sangat berkurang — dianggap mustahil untuk bintang tunggal menjadi kaya akan hidrogen, nitrogen, dan karbon secara bersamaan, seperti Westerlund 1-5.
Publikasi : JS Clark, dkk., “Survei VLT/FLAMES untuk binari masif di Westerlund 1. IV. Wd1-5 – produk biner dan pendamping pra-supernova untuk magnetar CXOU J1647-45?,” A&A, 565, A90, 2014; doi:10.1051/0004-6361/201321771
PDF Salinan Studi : Survei VLT/FLAMES untuk binari masif di Westerlund 1. IV. Wd1-5 – produk biner dan pendamping pra-supernova untuk magnetar CXOU J1647-45?
Gambar: ESO/L. Calçada
