Bukti Tidak Langsung Supernova Ganas yang Musnahkan Bintang Sepenuhnya
Para saintis telah menemui bukti tidak langsung kewujudan satu jenis letupan bintang yang sangat ganas yang diramalkan sejak 1960-an tetapi sukar dikesan secara langsung. Letupan ini dikenali sebagai supernova ketidakstabilan pasangan yang melibatkan bintang paling besar di alam semesta dan tidak meninggalkan sebarang sisa seperti lubang hitam atau bintang neutron.
Kajian Graviti Mendedahkan 'Julat Terlarang'
Dalam kajian yang diterbitkan dalam jurnal Nature, pasukan penyelidik antarabangsa menganalisis data 153 pasang lubang hitam berdasarkan gelombang graviti yang dipancarkan. Mereka mendapati ketiadaan lubang hitam dengan jisim antara 44 hingga 116 kali ganda matahari, satu fenomena yang mereka namakan sebagai "julat terlarang".
Ketua pengarang kajian Hui Tong, pelajar kedoktoran astrofizik di Universiti Monash Australia, menjelaskan bahawa ketiadaan ini mungkin disebabkan oleh bintang paling besar yang sepatutnya meninggalkan lubang hitam dalam julat jisim tersebut sebenarnya musnah sepenuhnya dalam letupan supernova ketidakstabilan pasangan.
Mekanisme Letupan yang Unik
Bintang dengan jisim 140 hingga 260 kali ganda matahari menjalani kitaran hidup yang singkat sekitar beberapa juta tahun sahaja, berbanding matahari yang dijangka hidup selama 10 bilion tahun. Menurut Tong, bintang ini seperti bunga api besar yang membakar dengan sangat terang tetapi singkat sebelum meletup.
Proses letupan bermula apabila teras bintang yang terdiri terutamanya daripada karbon dan oksigen mencapai suhu melampau. Pada suhu ini, foton tenaga tinggi bertukar menjadi pasangan zarah subatom elektron dan positron, melemahkan tekanan keluar yang menstabilkan teras.
"Teras menjadi tidak stabil, membawa kepada keruntuhan tidak terkawal dan kemudian letupan termonuklear ganas yang menghancurkan bintang sepenuhnya," jelas Tong mengenai mekanisme yang memberi nama kepada kelas supernova ini.
Perbezaan dengan Supernova Biasa
Biasanya, letupan bintang besar meninggalkan sisa padat seperti bintang neutron atau lubang hitam. Bintang neutron terbentuk daripada bintang dengan jisim tertentu, manakala bintang lebih besar meninggalkan lubang hitam yang mengekalkan sebahagian jisim asal bintang.
Namun, bagi bintang paling besar yang melepasi ambang jisim tertentu, fizik kematian letupan mereka menentukan tiada sisa bintang yang tinggal. Maya Fishbach, astrofizik dan pengarang bersama kajian dari Institut Astrofizik Teori Kanada Universiti Toronto, menekankan bahawa "supernova ketidakstabilan pasangan adalah antara jenis kematian bintang paling ganas".
Kesukaran Pemerhatian Langsung
Walaupun supernova jenis ini diramalkan sejak enam dekad lalu, Fishbach mengakui mereka "jarang dan sukar dicari serta dikenal pasti". Para saintis pernah memerhatikan sejenis letupan bintang dipanggil supernova supercemerlang yang mungkin merupakan supernova ketidakstabilan pasangan, dengan kecerahan melebihi 10 bilion kali matahari.
Namun, bukti yang dibentangkan dalam kajian ini mungkin merupakan petunjuk terbaik setakat ini tentang kewujudan supernova ketidakstabilan pasangan. Tong menyimpulkan dengan analogi menarik: "Kami pada dasarnya menggunakan sesuatu yang tidak kelihatan, iaitu lubang hitam, sebagai rekod beberapa letupan paling terang di alam semesta."
Penemuan ini bukan sahaja mengesahkan teori astrofizik yang lama diramalkan tetapi juga membuka pintu kepada pemahaman lebih mendalam tentang kitaran hidup bintang paling besar dan mekanisme kematian bintang yang melampau dalam kosmos.
