Menghitung usia tabrakan bintang neutron yang membantu membentuk tata surya

[wongdusun]

Para astronom sedang memburu sisa-sisa tabrakan bintang-neutron yang memberi Bumi unsur logam mulia.

Ketika bintang-bintang neutron bergabung, mereka memuntahkan banyak unsur berumur pendek ke lingkungan mereka, dan bahan-bahan ini menjadi bagian dari sistem tata surya yang terbentuk kemudian. Sekarang para ilmuwan mencoba untuk mencari merger bintang neutron yang mengawali terbentuknya tata surya kita dengan menelusuri elemen-elemen yang dihasilkan oleh peluruhan elemen/unsur awalnya. Dari pekerjaan itu, mereka percaya merger yang bertanggung jawab terjadi 100 juta tahun sebelumnya dan 1.000 tahun cahaya dari kelahiran tata surya kita.

"Sudah dekat," kata pemimpin ilmuwan proyek, Szabolcs Marka, yang adalah seorang fisikawan di Universitas Columbia. "Jika kamu melihat ke langit dan kamu melihat penggabungan bintang neutron di jarak 1.000 tahun cahaya, itu akan bersinar menyinari seluruh langit malam."
Marka dan koleganya Imre Bartos, seorang astrofisika di Universitas Florida, menggunakan meteorit dari awal tata surya untuk melacak tabrakan. Mereka menganalisis isotop - elemen dengan jumlah neutron yang berbeda beda di atom - di batuan ini.

Pertama, mereka menghitung jumlah isotop radioaktif di tata surya awal; kemudian para peneliti membandingkan pengukuran mereka dengan jumlah isotop yang dihasilkan oleh merger bintang-neutron. Marka mempresentasikan hasil penelitian mereka pada bulan Januari di pertemuan musim dingin American Astronomical Society di Honolulu.

Merger bintang neutron "kita"
Unsur berat alam semesta, seperti emas, platinum, dan plutonium, terbentuk ketika neutron membombardir atom yang ada. Selama tabrakan tersebut, neutron netral dapat memancarkan elektron bermuatan negatif, menjadi proton bermuatan positif dan mengubah identitas atom.

Proses ini, dikenal sebagai penangkapan neutron cepat, terjadi hanya selama ledakan paling kuat, seperti supernova dan merger bintang neutron. Tetapi para ilmuwan terus berdebat tentang peristiwa ekstrem mana yang bertanggung jawab atas sebagian besar unsur berat di alam semesta.

Jadi Marka dan Bartos beralih ke meteorit kuno dalam upaya untuk memahami jenis peristiwa apa yang mungkin memicu pembentukan tata surya. Terkunci di dalam batu-batu yang berasal dari tata surya muda adalah bahan yang dimuntahkan dari ledakan, dan meskipun unsur-unsur awal itu radioaktif dan cepat membusuk, mereka meninggalkan tanda kehadiran masa lalu mereka.

Dan ketika Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) mulai mengidentifikasi potensi penggabungan bintang neutron, para ilmuwan menerapkan pengamatannya untuk membantu mengidentifikasi kontributor material yang paling mungkin terbentuk dalam merger paling dekat itu, yang oleh Marka disebut sebagai "the witch's brew of the galaxy" atau resep penyihir galaksi, "bahan yang perlahan membusuk yang membentuk tata surya".

Studi sebelumnya memperkirakan bahwa supernova terjadi di Bima Sakti setiap 50 tahun sekali. Pengamatan baru LIGO menunjukkan bahwa merger bintang neutron terjadi jauh lebih jarang, sekitar sekali setiap 100.000 tahun. Jumlah elemen berat di tata surya menunjukkan bahwa mereka berasal dari merger bintang neutron terdekat, karena supernova akan menghasilkan lebih banyak bahan.

Dari sana, pasangan bintang neutron bergantung pada isotop individu untuk menentukan di mana dan kapan tata surya yang terbentuk dari merger bintang neutron terjadi.

"Setiap isotop adalah stopwatch yang dimulai pada ledakan," kata Marka. Dengan mempelajari berapa banyak isotop yang tersisa ketika bahan itu ditangkap, ia mampu menentukan usia merger bintang neutron yang menghujani tata surya dengan materialnya. "Hanya ada satu titik waktu," katanya. Titik itu terjadi kira-kira 100 juta tahun sebelum tata surya terbentuk, satu kedipan mata dalam skala waktu astronomi. Tim juga menghitung seberapa jauh bintang neutron itu bergabung, jarak 1.000 tahun cahaya, berdasarkan berapa banyak material yang berakhir di tata surya kita.

Apa yang tim tidak tahu adalah arah di mana unsur-unsur berat ini memasuki lingkungan yang akan menjadi tata surya kita, sebuah penemuan yang secara teoritis dapat memungkinkan para ilmuwan untuk menemukan sisa sisa penggabungan. Masalahnya adalah bahwa matahari tidak duduk diam selama 4,5 miliar tahun sejak terbentuk; alih-alih, ia telah berkeliling galaksi kita.

Sepanjang jalan, ia telah meninggalkan bintang-bintang yang terbentuk di dekatnya dalam kelompok yang sama, bintang-bintang yang telah lama diburu oleh para astronom dengan sia-sia. Marka berharap bahwa suatu hari, para astronom akan menemukan bintang-bintang itu dan sisa-sisa penggabungan bintang-neutron yang membentuk tata surya.

Menurut Marka, penemuan baru itu mengenai rumah asli kita, asal kita sebenarnya. "Orang-orang benar-benar menangis," katanya, merujuk pada anggota timnya.

Dia mengatakan dia berpikir bahwa reaksi emosional yang kuat muncul karena merger bintang neutron ini bukan hanya peristiwa yang terjadi di luar angkasa. Itu adalah salah satu yang berkontribusi bagi kita masing-masing, secara pribadi.

"Ini bukan esoterik, ini milik kita," kata Marka. "Bukan milik kita di galaksi, tetapi milik kita di tata surya."