Sebuah bintang besar telah musnah oleh lubang hitam raksasa

Ilustrasi seniman ini menggambarkan dampak dari “peristiwa gangguan pasang surut” (TDE) yang disebut ASASSN-14li, yang mana sebuah bintang terkoyak setelah terlalu dekat dengan lubang hitam supermasif. Setelah bintang terkoyak, sebagian gasnya (merah) mengorbit lubang hitam dan jatuh ke dalam lubang hitam, sedangkan sebagian gas tertiup angin (biru). Sumber: NASA/CXC/Universitas Michigan/J. Miller dkk.; Ilustrasi: NASA/CXC/M.Weiss

• raksasa Lubang hitam Berjarak 290 juta tahun cahaya, ia menghancurkan sebuah bintang besar dan melemparkan pecahannya ke luar angkasa.
• NASAObservatorium Sinar-X Chandra Badan Antariksa Eropa dan Observatorium XMM-Newton Badan Antariksa Eropa mencari informasi setelah peristiwa ini.
• Data sinar-X mengungkapkan jumlah relatif nitrogen dibandingkan karbon di bidang puing-puing bintang ini.
• Perbandingan dengan model menunjukkan bahwa sebuah bintang yang bermassa tiga kali Matahari hancur, menjadikannya salah satu “peristiwa gangguan pasang surut” terbesar yang pernah diketahui.

Dengan menggunakan Observatorium Sinar-X Chandra milik NASA, Observatorium XMM-Newton Badan Antariksa Eropa, dan teleskop lainnya, para astronom telah menentukan bahwa lubang hitam supermasif telah menghancurkan sebuah bintang masif dan memuntahkan isinya ke luar angkasa. Dengan menganalisis rincian data sinar-X, tim dapat memperkirakan jumlah relatif nitrogen dibandingkan karbon setelah serangan gravitasi ini. Barang-barang ini memberikan petunjuk berharga bagi para peneliti tentang jenis bintang yang mati.

Representasi artistik dari acara tersebut

Ilustrasi seniman (di bagian atas artikel ini) memberi penghormatan kepada “Gangguan pasang surut telah terjadi(TDE) disebut ASASSN-14li, dan merupakan fokus penelitian terbaru. Ketika bintang terlalu dekat dengan lubang hitam supermasif di sistem, gravitasi yang kuat akan menghancurkan bintang tersebut. Foto seniman ini menggambarkan dampak kehancuran tersebut. Setelah bintang terkoyak, sebagian gas (merah) tetap mengorbit di sekitarnya dan jatuh ke dalam lubang hitam. Sebagian gas telah tertiup angin (biru).

Analisis barang

Para ilmuwan menggunakan spektroskopi sinar-X – yaitu plot kecerahan sinar-X dibandingkan dengan panjang gelombang – dari Chandra dan XMM untuk menyelidiki unsur-unsur dalam angin ini. Spektrum Chandra ditunjukkan pada inset, dimana data diberi warna biru (garis berlekuk-lekuk) dan ketidakpastian setiap titik data berupa garis vertikal berwarna biru. Spektrum sampel ditampilkan dalam warna merah, dengan nitrogen terdeteksi dari penurunan spektrum, dan tidak ada karbon yang terdeteksi dari tidak adanya penurunan yang disorot.

Spektrum sinar-X, Chandra. Sumber: NASA/CXC/Universitas Michigan/J. Miller dkk.; Ilustrasi: NASA/CXC/M.Weiss

Jumlah nitrogen dan jumlah maksimum karbon yang lolos dari deteksi memberikan nilai minimum rasio nitrogen terhadap karbon yang konsisten dengan data. Nilai tersebut menunjukkan bahwa bintang parut di ASASSN-14li memiliki massa sekitar tiga kali Matahari. Ini akan menjadikannya salah satu bintang terbesar yang pernah diketahui hancur dalam TDE.

Konteks sejarah dan implikasinya di masa depan

ASASSN-14li pertama kali terdeteksi pada bulan November 2014 oleh teleskop berbasis darat, ketika disadari bahwa ini adalah TDE terdekat ke Bumi dalam waktu sekitar satu dekade. Bertahun-tahun kemudian, banyak teleskop, termasuk Chandra, telah mengamati sistem ini.

Selain ukuran penghancur bintang yang tidak biasa dan kemampuannya untuk melakukan analisis forensik yang terperinci, ASASSN-14li juga menarik karena pengaruhnya terhadap penelitian di masa depan. Para astronom telah melihat bintang bermassa sedang seperti ASASSN-14li di gugus bintang yang berisi lubang hitam supermasif di pusat galaksi kita. Oleh karena itu, kemampuan memperkirakan massa bintang dari bintang-bintang yang mengalami gangguan pasang surut berpotensi memberi para astronom cara untuk menentukan keberadaan gugus bintang di sekitar lubang hitam supermasif di galaksi jauh.

Hingga penelitian ini dilakukan, ada kemungkinan kuat bahwa unsur-unsur yang terdeteksi pada sinar-X mungkin berasal dari gas yang dimuntahkan dalam ledakan sebelumnya dari lubang hitam supermasif. Namun, pola unsur yang dianalisis di sini tampaknya berasal dari satu bintang.

Referensi: “Bukti gangguan bintang masif pada spektrum sinar-X ASASSN-14li” oleh John M. Miller, Brenna Moakler, Enrico Ramirez-Ruiz, Paul A. Dragis, Jeremy J. Drake, John Raymond, Mark T. Reynolds, Chen Xiang, Saul Bin-yun dan Abdel-Rahman Al-Zoghbi, 21 Agustus 2023, Tersedia di sini. itu Surat Jurnal Astrofisika.
doi: 10.3847/2041-8213/ace03c

Sebuah makalah yang menjelaskan hasil ini telah diterbitkan di Surat Jurnal Astrofisika. Penulisnya adalah John M. Miller (Universitas Michigan, Ann Arbor), Brenna Moakler (Observatorium Carnegie), Enrico Ramirez-Ruiz (Universitas California, Santa Cruz), Paul Dragis (Universitas Michigan), Jeremy Drake (Pusat Astrofisika) | Harvard dan Smithsonian), John Raymond (Cfa), Mark Reynolds (Universitas Michigan), Chen Xiang (Universitas Michigan), Saul Bin Yun (Universitas Michigan), dan Abdul Rahman Al-Zoghbi (Universitas Maryland).

Pusat Penerbangan Luar Angkasa Marshall NASA mengelola program Chandra. Pusat Sinar-X Chandra dari Observatorium Astrofisika Smithsonian mengendalikan operasi sains dari Cambridge, Massachusetts, dan operasi penerbangan dari Burlington, Massachusetts.