Ilmu Fisika

Gagasan di balik kematian bintang masif ini relatif mudah: ia menjadi tua, kehabisan bahan bakar, ambruk di bawah gravitasi dan kemudian meledak sebagai supernova. Setelah supernova, yang tersisa dari bintang yang dulu megah itu adalah lubang hitam atau bintang neutron dan awan bergolak dari unsur-unsur berat yang baru terbentuk.

Tapi ada bintang di galaksi jauh yang menolak memudar dengan lembut ke malam setelah sebuah ledakan. Sebenarnya, ini meledak lagi dan lagi - sebuah teka-teki yang membingungkan para astronom.

Pada tahun 2014, Palomar Transient Factory (berlokasi di Palomar Observatory, dekat San Diego, California) mendeteksi supernova yang berjarak lebih dari 500 juta tahun cahaya. Dinamai "iPTF14hls," acara tersebut tampaknya merupakan supernova biasa, namun selama pengamatan lanjutan wilayah tersebut, para astronom menyadari bahwa hal itu hanyalah sesuatu. Bintang yang rupanya meledak itu tidak meredup, seperti biasanya diperkirakan setelah sebuah bintang masif ditiupkan ke tempat berkeping-keping. Sebaliknya, itu misterius mencerahkan setelah awalnya mulai redup.

Seolah-olah bintang itu bertingkah seperti "lilin trik" di kue ulang tahun anak-anak; Setelah ditiup keluar, percikan kembali hidup, terus menyala seolah tidak terjadi apa-apa.

Astronom menjelaskan penyelidikan mereka ke dalam keanehan bintang ini dalam sebuah penelitian yang diterbitkan di jurnal Nature. Saat mengamati pengamatan historis bintang tersebut, mereka juga membuat penemuan mencolok lainnya: Bintang ini tidak bertahan dari satu supernova; Tampaknya juga selamat dari supernova yang terjadi lebih dari setengah abad sebelumnya, pada tahun 1954!

"Supernova ini memecahkan semua yang kami pikir kami tahu tentang bagaimana mereka bekerja," kata Iair Arcavi, seorang rekan postdoctoral NASA Einstein di Las Cumbres Observatory (LCO) dan University of California Santa Barbara. "Ini adalah teka-teki terbesar yang pernah saya temui dalam hampir satu dekade untuk mempelajari ledakan bintang."

Dengan menggunakan teleskop kembar Observatorium Keck di Maunakea, Hawaii, para periset dapat mengumpulkan data spektroskopi dari supernova dan pengamatan galaksi inangnya untuk lebih memahami apa yang mungkin mendorong keanehan ini. Studi tersebut menghitung bahwa bintang tersebut mungkin lebih dari 50 kali massa matahari kita - monster bintang sejati - dan supernova 2014 bisa menjadi salah satu peristiwa eksplosif paling kuat yang pernah tercatat. Kekuatan belaka dari ledakan ini, kata para periset, dapat mengungkapkan asal mula keengganan sang bintang untuk mati, dan ini bisa menjadi contoh pertama dari "Pulsational Pair Instability Supernova."

"Menurut teori ini, ada kemungkinan bahwa ini adalah hasil bintang yang begitu besar dan panas sehingga menghasilkan antimateri dalam intinya," kata Daniel Kasen, yang bekerja di University of California, Berkeley dan Lawrence Berkeley Lab, dalam sebuah pernyataan. . "Itu akan menyebabkan bintang itu menjadi tidak stabil, dan mengalami letusan terang berulang selama periode bertahun-tahun."

Namun, ledakan semacam itu berteori untuk bintang masif yang hidup di alam semesta awal, jadi ini serupa dengan menemukan seekor dinosaurus yang hidup hari ini, kata periset tersebut. Dan itu aneh.

"Jika Anda menemukan [dinosaurus], Anda akan mempertanyakan apakah itu benar-benar dinosaurus," kata Andy Howell, pemimpin kelompok supernova LCO dan rekan penulis studi tersebut.

Memang, hipotesis ketidakstabilan Pulsational Pair tidak sepenuhnya menjelaskan sifat iPTF14hls karena lebih banyak energi dilepaskan saat ledakan daripada yang dapat dijelaskan oleh teori. Jadi sekarang para peneliti berharap untuk mencari lebih banyak dari supernova yang berulang ini untuk melihat apakah antimateri benar-benar akar penyebabnya atau apakah ada hal lain yang berada di balik eksistensi bintang-bintang yang meledak ini.

Referensi : Arcavi, I. Hydrogen-rich core-collapse supernova. In Handbook of Supernovae (eds Alsabti, A. W. & Murdin, P.) (in the press, Springer, 2016)

Barangkali hal ini adalah sesuatu yang kita anggap remeh. Dalam ilmu fisika, dapat kita kaji mengapa bunga mawar berwarna merah, dan planet berbentuk bulat, bukan datar. Begitulah keadaannya, bukan? Bagaimanapun, membangun model sistem tata surya akan jauh lebih menantang jika, alih-alih menggunakan bola busa kecil, kita harus membuat sekumpulan model planet berbentuk $icosahedron$, yang dalam geometri merujuk ke sebuah $polyhedron$ reguler dengan 20 sisi sebuah segitiga sama sisi yang tentunya identik, 30 tepi dan 12 simpul. Bentuk ini adalah salah satu dari lima padatan $Platonis$.

Namun pernahkah Anda bertanya-tanya mengapa planet terlihat seperti ini? Mengapa mereka pada dasarnya bulat dan tidak, katakanlah, silindris atau berbentuk kubus? Tidak satu pun dari planet di tata surya kita berbentuk bola yang sempurna, termasuk dalam hal ini matahari sebagai pusat tata surya kita. Semua benda ini bisa lebih akurat digambarkan sebagai $Spattaids$ $Oblate$, atau bola pepat. Benda dengan bentuk sedikit tonjolan melintang di tengah. Meminjam analogi dari astronom $Phil$ $Plait$, mereka terlihat seperti bola basket yang seseorang duduki.

Secara lebih teknis, berbentuk bola bulat yang kencang. Lingkar kutub lebih kecil dari pada garis khatulistiwa. Jadi di Bumi, jika kita bepergian dari Kutub Utara ke Kutub Selatan dan kembali, kita akan mencapai total 24.812 mil (39.931 kilometer). Dengan cara yang sama, perjalanan penuh di khatulistiwa akan sedikit lebih lama. Itu karena lingkar ekuator bumi ternyata berukuran 24.900 mil (40.070 kilometer). Dengan demikian, ketika kita berdiri di permukaan laut di khatulistiwa, kita lebih jauh dari pusat planet kita daripada berada di kutub.

Di beberapa planet lain, tonjolan ini bahkan lebih terlihat jelas. Misal saja di Planet Jupiter. Bumi hanya memiliki 0,3 persen lebih lebar di khatulistiwa daripada dari kutub ke kutub. Namun pengukuran Jupiter menunjukkan perbedaan yang jauh lebih besar. Para astronom telah menemukan bahwa planet berukuran sangat besat ini ini berukuran 7 persen lebih lebar di khatulistiwa daripada di antara kutub.

Bentuk $Sferoid$ $Oblate$ adalah hasil dua faktor utama: ..... selanjutnya

Akan tiba masanya ketika penelitian yang telah ditekuni dalam jangka waktu panjang akan mengungkap hal-hal yang kini masih tersembunyi. Sepanjang hayat, meskipun seluruhnya dicurahkan untuk mengamati langit, tidak akan cukup untuk menyelidiki persoalan yang sedemikian luas. Pengetahuan ini baru akan terkuak setelah berabad-abad. Akan tiba masanya ketika keturunan kita terheran-heran mengapa kita tidak mengetahui hal-hal yang bagi mereka tampak jelas. Banyak penemuan yang masih mengunggu berabad-abad untuk muncul, ketika ingatan tentang kita terhapus. Alam semesta kita sungguh remeh apabila tidak memiliki sesuatu untuk diselidiki pada setiap zaman. – Seneca, Naturales Quaestiones.

Kosmos adalah segala yang ada atau pernah ada atau akan ada. Ukuran dan umur Kosmos melampaui pemahaman manusia biasa. Tenggelam di antara keluasan dan keabadian, di situ lah planet kecil tempat tinggal kita. Dalam perspektif kosmik, sebagian besar urusan manusia terlihat tidak penting, bahkan remeh. Penjelajahan pikiran akan Kosmos membutuhkan daya khayal dan skeptisme. Daya khayal seringkali membawa manusia ke dunia yang tidak pernah ada, namun tanpa daya khayal, kita tidak akan pergi ke mana-mana. Skeptisme membuat membuat manusia bisa membedakan khayalan dari kenyataan untuk menguji spekulasi kita. Kosmos kaya bukan kepalang –dalam hal fakta-fakta elegan, hubungan-hubungan yang sangat menarik dan mekanisme yang rumit.

Permuakaan Bumi adalah tepi dari lautan kosmik. Dari situ manusia telah belajar sebagian besar dari apa yang kini manusia ketahui. Belakangan ini, manusia telah sedikit memasuki lautan itu, sekadar mencelupkan jemari atau menbasahi mata kaki. Airnya tampak mengundang. Lautan memanggil. Sebagian dari kita menyadari bahwa itulah tempat asal kita. Kita mendambakan untuk kembali pulang. Aspirasi ini tidaklah tak sopan, meski mungkin mengusik Tuhan mana pun.

Dimensi Kosmos sangatlah besar sehingga penggunaan satuan jarak yang lazim dipakai dalam kehidupan sehari-hari di Bumi, misalnya kilometer menjadi tidak praktis. Kita butuh satuan jarak dalam kecepatan cahaya. Dalam waktu satu detik, seberkas cahaya menempuh jarak hampir 300.000 kilometer, atau tujuh kali keliling Bumi. Dalam waktu delapan menit, cahaya menjalar dari Matahari ke Bumi. Dengan kata lain, jarak Matahari adalah delapan menit cahaya. Dalam setahun, cahaya melintasi jarak hampir sepuluh triliun kilometer. Satuan panajng tersebut, jarak yang ditempuh cahaya dalam waktu satu tahun, disebut satu tahun cahaya. Yang diukur bukan waktu, melainkan jarak, –jarak yang sangat jauh.

Bumi adalah suatu tempat, namun tidak berarti Bumi adalh satu-satunya tempat. Bahkan Bumi bukanlah tempat yang khas. Tidak ada planet atau bintang atau galaksi yang khas karena sebagian besar Kosmos merupakan ruang kosong. Satu-satunya tempat yang khas di ruang hampa di semesta yang luas dan dingin ini adalah malam abadi di ruang antargalaksi, tempat yang begitu asing dan sepi hingga planet-planet, bintang-bintang dan galaksi-galaksi tampak begitu langka dan indah. Seandainya secara acak dimasukkan ke dalam Kosmos, peluang kita berada di atas atau di dekat satu planet adalah di bawah satu per satu miliar triliun triliun ($10^{33}$), angka satu diikuti 33 angka nol). Dalam kehidupan sehari-hari, peluang sekecil itu membangkitkan ketakjuban. Dunia begitu berharga.

Dari posisi yang tepat di ruang antargalaksi, kita akan melihat gelungan-gelungan cahaya redup yang tak terhitung banyaknya, tersebar seperti buih-buih air laut di gelombang angkasa. Gelungan-gelungan cahaya itu adalah galaksi. Beberapa galaksi merupakan pengelana tunggal; sebagian besar galaksi menghuni gugus komunal (berkelompok), berkumpul bersama-sama, di kegelapan kosmik yang luas. Di hadapan kita adalah Kosmos dalam skala terbesar yang kita kenal. Kita berada di dunia nebula, delapan miliar tahun cahaya dari Bumi, setengah jalan menuju tepi alam semesta yang kita ketahui.

Galaksi terdiri atas gas dan debu serta bermiliar-miliar bintang. Setiap bintang bisa menjadi matahari bagi seseorang. Di dalam galaksi terdapat bintang-bintang dan planet-planet, dan barangkali ada banyak makhluk hidup, makhluk cerdas, dan peradaban yang menjelajahi antariksa. Kira-kira terdapat ratusan miliar ($10^{11}$) galaksi, masing-masinggalaksi rata-rata mengandung seratus miliar bintang. Di semua galaksi, jumlah planet barangkali sebanyak jumlah bintang, yaitu $10^{11}$ bintang/galaksi x $10^{11}$ galaksi, atau $10^{22}$, sepuluh miliar triliun buah bintang. Mengingat jumlah yang begitu besar tersebut, berapa kemungkinan satu bintang biasa, yaitu Matahari memiliki planet yang dihuni makhluk hidup? Mengapa kita, yang tersembunyi pada sudut Kosmos bisa begitu beruntung? Tampaknya mungkin alam semesta ini penuh dengan kehidupan, namun kita belum mengetahuinya? Jarak delapan miliar tahun cahaya, kita bakal kesulitan menemukan gugus tempat Galaksi Bimasakti tempat kita berada, apalagi menemukan Matahari dan Bumi yang serupa dengan tempat kita berada di tempat lain. Satu-satunya planet yang diyakini dihuni adalah setitik palent dari batuan dan logam, berswinar redup berkat pantulan cahaya Matahari, dan jarak sejauh itu tidaklah tampak sama sekali.

Terdapat istilah Grup Lokal galaksi, dengan diameter beberapa juta tahun cahaya, Grup Lokal beranggotakan sekitar dua puluh galaksi.

Bersambung