ANTARIKSA -- Para astronom telah menemukan sebuah "bintang mati" yang berjenis bintang neutron yang berputar dengan kecepatan luar biasa. Bintang mati ini berputar 716 kali per detik.

Temuan ini menjadikan bintang mati tersebut sebagai salah satu objek kosmik dengan putaran tercepat yang pernah ditemukan. Tak hanya itu, permukaan bintang neutron ini juga meletus dengan ledakan dahsyat setara kekuatan bom atom.

Tim peneliti berhasil menemukan sisa bintang ekstrem ini dengan menggunakan teleskop sinar-X milik NASA, Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER). NICER dipasang di bagian luar Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS).

Bintang biner

Bintang neutron yang diberi nama 4U 1820-30 ini merupakan bagian dari sistem biner yang terletak di gugus bola NGC 6624. Bintang neutron ini berada di dekat pusat galaksi Bima Sakti, sekitar 26.000 tahun cahaya dari Bumi di rasi bintang Sagittarius.

“Kami sedang mempelajari ledakan termonuklir dari sistem ini dan menemukan osilasi luar biasa yang menunjukkan bahwa bintang neutron ini berputar pada sumbunya dengan kecepatan 716 kali per detik,” ujar anggota tim, Gaurava K. Jaisawal dari DTU Space, dilansir dari Space.

Dalam hal kecepatan rotasi, satu-satunya benda yang mendekati bintang neutron ini adalah bintang neutron lain bernama PSR J1748–2446. Bintang ini juga berputar 716 kali per detik atau sekitar 42.960 kali per menit.

Pasangan dari bintang neutron dalam sistem biner 4U 1820-30 adalah bintang kerdil putih, sisa dari bintang yang berukuran seperti matahari ketika mati. Bintang kerdil putih ini juga sangat cepat, mengorbit bintang neutron tersebut hanya dalam waktu 11 menit sekali! Ini menjadikan 4U 1820-30 sebagai sistem bintang biner dengan periode orbit terpendek yang pernah diamati.

Bintang neutron terbentuk ketika bintang-bintang besar, minimal delapan kali massa matahari, kehabisan bahan bakar untuk melakukan fusi nuklir. Kematian bintang ini menyebabkan karakteristik ekstrem bintang neutron seperti kecepatan putaran yang cepat dan ledakan termonuklir di permukaannya.

Mengapa Bintang Neutron Sangat Ekstrem?

Ketika bintang besar kehabisan bahan bakar, energi atau "tekanan radiasi" yang melawan gravitasi bintang itu sendiri menghilang. Hal ini menyebabkan inti bintang kolaps dengan cepat dan memicu ledakan supernova yang melemparkan lapisan luar bintang tersebut.

Sisa dari inti ini menjadi bintang neutron yang sangat padat dengan lebar sekitar 20 kilometer. Karena kompresi cepat ini, bintang neutron berputar sangat cepat akibat prinsip konservasi momentum sudut. Seperti skater yang menarik lengannya untuk berputar lebih cepat, bintang neutron berputar semakin cepat seiring dengan penyusutannya.

Selain itu, jika bintang neutron berada di sistem biner yang cukup rapat, ia dapat menarik materi dari bintang pasangan, yang menambah kecepatan putarannya. Materi yang tertarik ini juga menyebabkan ledakan termonuklir dahsyat di permukaan bintang neutron tersebut.

Bayangkan, mengompresi massa dua kali massa matahari ke dalam objek berukuran hanya 20 kilometer membuatnya menjadi materi terpadat di alam semesta. Saking padatnya, satu sendok teh materi bintang neutron akan memiliki berat sekitar 10 juta ton atau setara dengan 85.000 paus biru.

Gravitasi ekstrem bintang neutron ini juga membuat materi yang jatuh menuju permukaannya bergerak dengan kecepatan jutaan kilometer per jam, menciptakan energi besar saat menabrak permukaan bintang neutron. Jika sebutir marshmallow jatuh ke permukaan bintang neutron, energinya setara dengan ribuan bom hidrogen.

Ketika materi hasil "curian" ini menumpuk di permukaan bintang neutron hingga mencapai massa kritis, materi tersebut bisa meledak dalam ledakan termonuklir yang sangat kuat.

“Saat ledakan ini terjadi, bintang neutron bisa menjadi 100.000 kali lebih terang dari matahari, melepaskan energi yang luar biasa besar,” ungkap Jerome Chenevez dari DTU Space.

Observasi NICER terhadap sistem 4U 1820-30 berlangsung antara tahun 2017 hingga 2021. Selama periode ini, tim DTU Space mendeteksi 15 ledakan termonuklir melalui cahaya sinar-X yang diproduksi.

Jika penelitian lanjutan mengonfirmasi hal ini, bintang neutron 4U 1820-30 akan menjadi salah satu objek berputar tercepat yang pernah diamati di alam semesta, setara dengan bintang neutron PSR J1748–2446.

Penelitian tim ini telah dipublikasikan pada 25 Oktober 2024 di The Astrophysical Journal.