Detektor Gelombang Gravitasi Dapat Mendengar Supernova Hingga 65 Juta Tahun Cahaya

PENELITIAN baru menunjukkan generasi terbaru detektor gelombang gravitasi dapat "mendengar" supernova kolaps inti yang paling energik pada jarak ribuan kali lebih jauh dari yang saat ini memungkinkan, hingga sejauh 65 juta tahun cahaya, bahkan melampaui Bima Sakti hingga gugus Virgo. Jika ini memungkinkan, ilmuwan dapat menentukan apakah bintang besar yang mati dan meluncurkan supernova yang terdeteksi meninggalkan lubang hitam atau bintang neutron.

Sejak deteksi pertama riak kecil dalam ruang-waktu yang disebut "gelombang gravitasi" dari tabrakan dan penggabungan lubang hitam dan bintang neutron, Observatorium Gelombang Gravitasi Interferometer Laser (LIGO) yang berbasis di AS, Virgo di Italia, dan Detektor Gelombang Gravitasi Kamioka (KAGRA) di Jepang telah membuka jendela baru untuk mengamati kosmos, dan menciptakan bentuk astronomi baru yang kuat yang memungkinkan ilmuwan "mendengar" beberapa peristiwa paling dahsyat di alam semesta.

Diperkirakan bahwa generasi detektor gelombang gravitasi saat ini, yang secara kolektif membentuk kolaborasi LIGO-Virgo-Kagra (LVK), seharusnya dapat mendeteksi gelombang gravitasi dari ledakan supernova yang menandai kematian bintang-bintang besar dan kelahiran lubang hitam atau bintang neutron, meskipun hanya dalam batas Bima Sakti. Namun, sejauh ini, mereka belum berhasil "mendengar" suara dari supernova di galaksi kita.

Baca juga : WASP-76b: Eksoplanet dengan Hujan Logam dan Angin Besi Ekstrem

Mengapa ilmuwan mengharapkan supernova dapat berkomunikasi dengan kosmos melalui gelombang gravitasi?

Teori gravitasi Einstein, relativitas umum yang diterbitkan pada tahun 1915, menyatakan bahwa benda-benda yang mempercepat akan menghasilkan gelombang gravitasi. Itu berarti, ketika lubang hitam dan bintang neutron berputar satu sama lain, mereka memancarkan gelombang gravitasi berfrekuensi rendah, kemudian menghasilkan suara "kicauan" berfrekuensi tinggi saat mereka bertabrakan dan bergabung, biasanya menciptakan lubang hitam yang lebih besar.

Supernova yang disebabkan oleh kolaps inti bintang juga harus menghasilkan kicauan gelombang gravitasi, tetapi berbeda dengan tabrakan antara sisa bintang padat seperti lubang hitam dan bintang neutron, "kicauan" kosmik dari supernova ini belum pernah terdengar.

Baca juga : Teleskop Hubble Mengungkap Kecepatan Pembentukan Bintang di Galaksi NGC 5668

Maurice van Putten, seorang astrofisikawan dari Universitas Sejong, menyatakan, "Dengan mempertimbangkan kemampuan observatorium LVK saat ini, kami memperkirakan dapat mendeteksi hingga satu peristiwa per tahun dalam kondisi optimal. Namun, dengan kondisi yang kurang ideal, mungkin hanya beberapa peristiwa per dekade, yang masih lebih tinggi daripada dua peristiwa per abad yang diharapkan terjadi di Bima Sakti."

Lubang Hitam atau Bintang Neutron?

Supernova kolaps inti terjadi ketika sebuah bintang besar, setidaknya delapan kali massa Matahari, kehabisan bahan bakar untuk fusi nuklir di intinya. Ini mengakhiri tekanan radiasi yang mendukung bintang tersebut dari gravitasinya sendiri. 

Inti bintang dengan cepat hancur, memancarkan gelombang kejut yang menyebabkan ledakan supernova, melemparkan sebagian besar massa bintang. Inti yang tersisa bisa menjadi bintang neutron atau lubang hitam, tergantung pada massa yang tersisa setelah ledakan.

Tim penelitian ini fokus pada supernova kolaps inti tipe-1c, di mana bintang besar meledak setelah kehilangan lapisan luar hidrogen dan helium. Beberapa supernova ini terkait dengan semburan sinar gamma (GRB) berenergi tinggi, yang dapat meninggalkan lubang hitam yang berputar cepat.

Penurunan momentum sudut lubang hitam tersebut dapat menghasilkan gelombang gravitasi yang terdeteksi sebagai "kicauan negatif". Ini bisa memberikan wawasan penting tentang sisa bintang supernova, baik berupa lubang hitam maupun bintang neutron, yang sebelumnya sulit diketahui hanya dengan astronomi berbasis cahaya. (Space/Z-3)