Penemuan Bintang Pelarian oleh Hubble Memberikan Petunjuk untuk Memecahkan Sistem Multi Bintang

Seiring dengan para keluarga bangsawan kerajaan Inggris bertempur untuk memperebutkan tahta pada Perang Mawar di tahun 1400-an, demikian pula dengan sekelompok bintang yang menggelar pertempurannya sendiri dalam sebuah perang bintang yang terjadi jauh di Nebula Orion.

Bintang-bintang bertempur satu sama lain dalam sebuah pergulatan gravitasi, yang berakhir dengan terpecahnya sistem multi bintang, dan setidaknya sebanyak tiga buah bintang dikeluarkan secara paksa dalam kecepatan tinggi ke berbagai arah. Bintang-bintang tersebut luput dari perhatian selama ratusan tahun, hingga selama beberapa dekade terakhir, dua dari mereka terlihat melalui pengamatan panjang gelombang radio dan inframerah yang mampu menembus debu tebal di Nebula Orion.

Ketiga ilustrasi panel ini menunjukkan bagaimana terpecahnya sebuah pengelompokan bintang yang melemparkan anggota kelompoknya ke ruang angkasa. Panel 1: anggota dari sistem multi bintang yang mengorbit satu sama lain. Panel 2: dua bintang yang saling mendekat dalam orbit masing-masing. Panel 3: bintang yang saling mengorbit dalam jarak rapat pada akhirnya akan bergabung atau membentuk sistem bintang biner yang ketat. Peristiwa ini melepaskan energi gravitasi yang cukup untuk mendorong keluar semua bintang yang sebelumnya berada di sistem multi bintang, seperti yang ditunjukkan pada panel ketiga.
Kredit: NASA, ESA, dan Z. Levy (STScI)

Pengamatan menunjukkan bahwa kedua bintang seperti dalam ilustrasi panel nomor 3 bergerak dengan kecepatan tinggi ke arah yang berlawanan satu sama lain. Namun, asal-usul lokasi bintang tetaplah sebuah misteri. Para astronom kemudian menelusuri kedua bintang tersebut sejauh 540 tahun yang lalu ke sebuah lokasi yang sama, dan memperkirakan bahwa mereka sebelumnya merupakan bagian dari sistem multi bintang. Tapi, energi gabungan dari dua bintang yang sekarang membentuk sistem bintang biner, dan mendorong kedua bintang ke luar tidak bertambah. Para peneliti beralasan setidaknya harus ada satu pelaku lain yang merampas energi dari pergumulan gravitasi antar bintang ini.

Sekarang Teleskop Antariksa Hubble milik NASA telah membantu para astronom untuk menemukan potongan terakhir dari teka-teki tersebut dengan menangkap bintang pelarian ketiga. Para astronom mengikuti kembali jalur bintang pelarian yang baru ditemukan oleh Hubble ke lokasi yang sama tempat di mana dua bintang yang telah diketahui sebelumnya berada 540 tahun yang lalu. Ketiga bintang tersebut berada di sebuah wilayah kecil bintang-bintang muda yang disebut Nebula Kleinmann-Low, di dekat pusat kompleks Nebula Orion yang luas, terletak 1.300 tahun cahaya jauhnya dari Bumi.

“Pengamatan terbaru Hubble memberikan bukti kuat bahwa ketiga bintang tersebut dikeluarkan dari sistem multi bintang,” kata Kevin Luhman, ketua peneliti dari Universitas Negeri Penn, Pennsylvania. “Para astronom sebelumnya telah menemukan beberapa contoh lain dari bintang-bintang yang melaju sangat cepat, yang setelah menelusuri kembali jalurnya, merupakan bagian dari sistem multi bintang, dan oleh karena itu kemungkinan dikeluarkan dari sistem. Namun, ketiga bintang ini adalah contoh termuda dari bintang yang dikeluarkan dari sistem. Mungkin hanya berusia beberapa ratus ribu tahun. Bahkan, berdasarkan citra inframerah yang diperoleh, bintang-bintang ini masih cukup muda untuk memiliki sisa-sisa materi dari proses pembentukan mereka.”

Ketiga bintang ini bergerak sangat cepat dalam perjalanan keluar dari Nebula Kleinmann-Low, hingga hampir 30 kali lipat kecepatan sebagian besar bintang-bintang penghuni nebula. Berdasarkan simulasi komputer, para astronom memprediksi telah terjadi tarik tambang gravitasi pada gugus bintang berusia muda, yaitu sebuah tempat di mana bintang-bintang yang baru lahir berkumpul bersama. “Tapi kita belum banyak mengamati sampel, terutama pada gugus-gugus bintang yang sangat muda,” kata Luhman. "Nebula Orion dikelilingi oleh bintang-bintang yang terlempar dari sana di masa lalu dan sekarang mengarungi ruang angkasa.”

Hasil penelitian oleh tim astronom ini akan diterbitkan di The Astrophysical Journal Letters edisi 20 Maret 2017.

Luhman menemukan bintang ketiga yang melaju cepat, disebut sebagai “sumber x” sewaktu mencari planet pengembara yang melayang bebas di Nebula Orion, sebagai anggota tim internasional yang dipimpin oleh Massimo Robberto dari Institut Sains Teleskop di Baltimore, Maryland. Tim gabungan para astronom dari berbagai negara tersebut menggunakan pengamatan panjang gelombang inframerah-dekat pada Wide Field Camera 3 Hubble untuk melakukan survei. Selama analisis, Luhman membandingkan gambar-gambar baru dalam panjang gelombang inframerah yang diambil pada tahun 2015 dengan pengamatan dalam panjang gelombang inframerah yang dilakukan pada tahun 1998 menggunakan Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS). Dia memperhatikan bahwa sumber x telah mengubah posisinya secara signifikan, relatif terhadap bintang-bintang di dekatnya selama 17 tahun di antara gambar-gambar Hubble, yang menunjukkan bintang itu bergerak cepat sekitar 130.000 mil per jam.

Gambar oleh Teleskop Antariksa Hubble milik NASA menunjukkan sekelompok bintang muda, yang disebut Gugus Bintang Trapezium (tengah). Kotak di atas Gugus Bintang Trapezium menguraikan lokasi dari ketiga bintang. Tampilan bintang dalam jarak dekat berada di kanan atas. Tempat kelahiran sistem multi bintang ditandai sebagai “posisi awal”. Dua buah bintang, berlabel BN, dan “I”, yaitu sumber I, ditemukan beberapa dekade yang lalu. Sumber I tertanam dalam debu tebal dan tidak bisa dilihat. Bintang ketiga, “x”, yaitu sumber x, baru-baru ini ditemukan bergerak antara tahun 1998 hingga 2015, seperti yang ditunjukkan pada citra inset di kanan bawah.
Kredit: NASA, ESA, K. Luhman (Universitas Negeri Penn), dan M. Robberto (STScI)

Para astronom kemudian melihat lokasi asal bintang tersebut sebelumnya dan memproyeksikan kembali jalurnya pada waktu itu. Dia menyadari bahwa pada tahun 1470-an sumber x berada di posisi awal yang sama di Nebula Kleinmann-Low sebagai dua bintang pelarian lainnya, Becklin-Neugebauer (BN) dan “sumber I.”

BN ditemukan pada gambar panjang gelombang inframerah pada tahun 1967, tetapi gerakannya yang sangat cepat tidak terdeteksi hingga tahun 1995, ketika pengamatan radio berhasil mengukur kecepatan bintang yang melaju 60.000 mil per jam. Sumber I melaju kira-kira 22.000 mil per jam. Bintang itu hanya terdeteksi dalam pengamatan panjang gelombang radio, karena terhalang oleh begitu banyak debu, sehingga mengamati sebagian besar pengamatan dalam panjang gelombang cahaya tampak dan inframerah.

Ketiga bintang tersebut kemungkinan besar diusir dari rumah tempat kelahirannya saat mereka terlibat dalam permainan biliar gravitasi, kata Luhman. Ketika sistem multi bintang terpecah, maka yang sering terjadi adalah dua bintang yang merupakan anggota sistem akan bergerak cukup dekat satu sama lain sehingga bergabung atau membentuk sistem bintang biner yang sangat ketat. Dalam kasus lain, peristiwa itu melepaskan energi gravitasi yang cukup kuat untuk mendorong keluar semua bintang dalam sistem, serta menghasilkan arus material besar-besaran, yang terlihat pada gambar NICMOS saat jari-jari materi mengalir menjauh dari lokasi bintang sumber I tertanam.

Teleskop masa depan, seperti Teleskop Antariksa James Webb, akan mampu mengamati petak besar Nebula Orion. Dengan membandingkan gambar nebula yang diambil oleh teleskop Webb dengan yang dibuat oleh Hubble pada tahun-tahun sebelumnya, para astronom berharap dapat mengidentifikasi lebih banyak bintang pelarian dari sistem multi bintang ganda lainnya yang terpecah.

Teleskop Antariksa Hubble adalah proyek kerjasama internasional antara NASA dan ESA (European Space Agency atau Badan Antariksa Eropa). Pusat Penerbangan Antariksa Goddard milik NASA di Greenbelt, Maryland, mengelola teleskop tersebut. The Space Telescope Science Institute(STScI) atau Institut Sains Teleskop Antariksa di Baltimore melakukan operasi sains Hubble. STScI dioperasikan untuk NASA oleh Association of Universities for Research in Astronomy, Inc., di Washington.

Ditulis oleh: Staf Institut Sains Teleskop di Baltimore, Maryland, www.nasa.gov

Editor: Karl Hille

Sumber: Hubble Discovery of Runaway Star Yields Clues to Breakup of Multiple-Star System

#terimakasihgoogle dan #terimakasihnasa

Share this post