Bintang neutron ‘kelebihan berat’ menentang teori lubang hitam, kata para astronom lubang hitam

Sebuah bintang neutron “kelebihan berat badan” telah ditemukan oleh para astronom, yang mengatakan objek misterius itu menyanggah teori astronomi.

Bintang hipermasif terbentuk dari penggabungan dua bintang neutron yang lebih kecil. Biasanya, tumbukan seperti itu menghasilkan bintang neutron yang begitu masif sehingga mereka runtuh hampir seketika di bawah gravitasinya sendiri ke dalam lubang hitam. Tetapi pengamatan terbaru menunjukkan bintang monster itu melayang di depan mata selama lebih dari sehari sebelum menghilang dari pandangan.

“Bintang neutron masif seperti itu dengan harapan hidup yang panjang biasanya tidak dianggap mungkin,” kata Dr. Nuria Jordana-Mitjans, astronom di University of Bath. “Ini adalah misteri mengapa yang satu ini berumur panjang.”

Pengamatan juga menimbulkan pertanyaan tentang sumber kilatan energik luar biasa yang dikenal sebagai semburan sinar gamma pendek (GRB) yang menyertai penggabungan bintang neutron. Dipercaya secara luas bahwa ledakan ini — peristiwa paling energik di alam semesta sejak Big Bang — berasal dari kutub lubang hitam yang baru terbentuk. Tetapi dalam kasus ini, ledakan sinar gamma yang diamati pasti berasal dari bintang neutron itu sendiri, menunjukkan bahwa proses yang sama sekali berbeda sedang dimainkan.

Bintang neutron adalah bintang terkecil dan terpadat yang ada, dan terletak di antara bintang konvensional dan lubang hitam. Lebarnya sekitar 12 mil dan sangat padat sehingga satu sendok teh bahan akan memiliki massa 1 miliar ton. Mereka memiliki kerak neutron murni yang halus, 10 miliar kali lebih kuat dari baja.

“Ini adalah objek eksotis yang aneh,” kata Prof Carole Mundell, astronom di University of Bath dan rekan penulis studi tersebut. “Kami tidak dapat mengumpulkan bahan ini dan membawanya kembali ke lab kami, jadi satu-satunya cara kami dapat mempelajarinya adalah jika mereka melakukan sesuatu di langit yang dapat kami lihat.”

Dalam kasus ini, kata Mundell, sesuatu tampaknya telah mencegah bintang neutron untuk “menyadari betapa besarnya itu.” Salah satu kemungkinannya adalah bintang itu berputar begitu cepat, dan dengan medan magnet yang begitu besar, sehingga keruntuhannya tertunda—seperti air yang tetap berada di ember miring ketika diayunkan cukup cepat.

“Ini adalah pandangan langsung pertama yang mungkin kita miliki tentang bintang neutron berputar hipermasif di alam,” kata Mundell. “Dugaan saya adalah kita akan menemukan lebih banyak dari mereka.”

Penampakan tak terduga itu dibuat dengan bantuan Swift Observatory Neil Gehrel di orbit NASA, yang melihat ledakan sinar gamma pertama dari galaksi sekitar 10,6 miliar tahun cahaya jauhnya. Sebuah observatorium robot, Teleskop Liverpool di Kepulauan Canary, kemudian diputar secara otomatis untuk mengamati akibat dari penggabungan tersebut. Pengamatan ini mengungkapkan tanda-tanda bintang neutron yang sangat magnetis dan berputar cepat.

Ini menunjukkan bahwa bintang neutron itu sendiri yang memicu ledakan sinar gamma, dan bukan setelah keruntuhan gravitasinya. Sejauh ini, urutan kejadian yang tepat sulit untuk dibedakan.

“Kami sangat senang untuk menangkap cahaya optik awal dari ledakan sinar gamma singkat ini – sesuatu yang sebagian besar masih tidak mungkin tanpa menggunakan teleskop robot,” kata Mundell. “Penemuan kami menawarkan harapan baru untuk survei semua langit di masa depan dengan teleskop seperti Observatorium Rubin LSST, yang memungkinkan kami menemukan sinyal dari ratusan ribu bintang neutron yang berumur panjang sebelum mereka runtuh menjadi lubang hitam.”

Stefano Covino, astronom di Brera Astronomical Observatory di Milan yang tidak terlibat dalam penelitian, mengatakan: “Tim menemukan bukti keberadaan bintang neutron hipermasif metastabil, yang merupakan temuan yang sangat penting.”

Dia mengatakan pekerjaan itu dapat memberikan wawasan baru ke dalam struktur internal bintang neutron, yang dianggap memiliki inti yang terbuat dari materi eksotis, meskipun bentuk pastinya tidak diketahui.

Hasilnya akan dipublikasikan di Jurnal Astrofisika.