Mata Sinar-X Mengungkapkan Angin Tersembunyi dari Bintang Mirip Matahari untuk Pertama Kalinya
Gambar inframerah dari gelombang kejut (busur merah) yang diciptakan oleh bintang raksasa masif Zeta Ophiuchi di awan debu antarbintang. Angin lemah yang terjadi pada bintang-bintang deret utama mirip matahari jauh lebih sulit untuk diamati. Kredit: NASA/JPL-Caltech; NASA dan Tim Warisan Hubble (STScI/AURA); CR O’Dell, Universitas Vanderbilt
Ahli Astrofisika Mengukur Hilangnya Massa Bintang melalui Angin Bintangnya
Sebuah tim peneliti internasional yang dipimpin oleh seorang peneliti dari Universitas Wina untuk pertama kalinya mendeteksi secara langsung angin bintang dari tiga bintang mirip Matahari dengan merekam emisi sinar-X dari astrosfernya, dan membatasi laju hilangnya massa bintang-bintang tersebut. melalui angin bintangnya. Studi ini dipublikasikan di Astronomi Alam.
Astrosfer, analogi bintang dari heliosfer yang mengelilingi tata surya kita, sangat panas plasma gelembung yang tertiup angin bintang ke medium antarbintang, ruang yang berisi gas dan debu. Studi tentang angin bintang pada bintang bermassa rendah yang mirip dengan Matahari memungkinkan kita memahami evolusi bintang dan planet, dan pada akhirnya sejarah dan masa depan bintang dan tata surya kita. Angin bintang mendorong banyak proses yang menguapkan atmosfer planet ke luar angkasa dan menyebabkan hilangnya massa atmosfer.
Meskipun tingkat pelepasan planet dalam waktu satu jam atau bahkan satu tahun sangatlah kecil, namun mereka beroperasi dalam periode geologi yang panjang. Kerugian tersebut terakumulasi dan dapat menjadi faktor penentu bagi sebuah planet untuk berevolusi menjadi dunia yang dapat dihuni atau menjadi batuan tanpa udara. Meskipun penting bagi evolusi bintang dan planet, angin pada bintang mirip Matahari terkenal sulit untuk dibatasi. Terutama terdiri dari proton dan elektron, mereka juga mengandung sejumlah kecil ion yang lebih berat dan bermuatan tinggi (misalnya oksigen, karbon). Ion-ion inilah yang, dengan menangkap elektron dari medium netral antarbintang di sekitar bintang, memancarkan sinar-X.
Emisi Sinar-X Dari Astrosfer Terdeteksi
Sebuah tim peneliti internasional yang dipimpin oleh Kristina Kislyakova, Ilmuwan Senior di Departemen Astrofisika Universitas Wina, untuk pertama kalinya mendeteksi emisi sinar-X dari astrosfer di sekitar tiga bintang mirip matahari, yang disebut bintang deret utama yang adalah bintang-bintang yang berada pada masa puncak kehidupannya, dan dengan demikian telah mencatat angin semacam itu untuk pertama kalinya secara langsung, sehingga memungkinkan mereka membatasi laju kehilangan massa bintang-bintang melalui angin bintangnya.
Hasil ini, berdasarkan pengamatan dengan teleskop luar angkasa XMM-Newton, saat ini dipublikasikan di Astronomi Alam. Para peneliti mengamati sidik jari spektral (yang disebut garis spektral) ion oksigen dengan XMM-Newton dan mampu menentukan kuantitas oksigen dan akhirnya massa total angin bintang yang dipancarkan bintang-bintang. Untuk tiga bintang yang terdeteksi astrosfer, bernama 70 Ophiuchi, epsilon Eridani, dan 61 Cygni, para peneliti memperkirakan tingkat kehilangan massanya masing-masing sebesar 66,5±11,1, 15,6±4,4, dan 9,6±4,1 kali tingkat kehilangan massa matahari. Artinya, angin dari bintang-bintang ini jauh lebih kuat daripada angin matahari, yang mungkin disebabkan oleh aktivitas magnetis yang lebih kuat dari bintang-bintang tersebut.
Gambar sinar-X XMM-Newton dari bintang 70 Ophiuchi (kiri) dan emisi sinar-X dari wilayah (“Annulus”) di sekitar bintang yang direpresentasikan dalam spektrum energi foton sinar-X (kanan). Sebagian besar emisi terdiri dari foton sinar-X dari bintang itu sendiri tetapi tersebar di dalam teleskop pengamatan dan di seluruh kamera (diperkirakan oleh model yang ditunjukkan dengan garis biru), namun terdapat kontribusi yang signifikan di sekitar garis oksigen K-alpha di energi sebesar 0,56 keV yang berasal dari perluasan astrosfer, bukan dari bintang (kontribusi ini termasuk dalam model merah). Kredit: Kislyakova dkk. Astronomi Alam, 10.1038/s41550-024-02222-x, 2024
“Di tata surya, emisi pertukaran muatan angin matahari telah diamati dari planet, komet, dan heliosfer serta menyediakan laboratorium alami untuk mempelajari komposisi angin matahari”, jelas penulis utama studi tersebut, Kristina Kislyakova. “Mengamati emisi dari bintang-bintang jauh jauh lebih rumit karena lemahnya sinyal. Selain itu, jarak ke bintang-bintang membuat sangat sulit untuk memisahkan sinyal yang dipancarkan astrosfer dari emisi sinar-X sebenarnya dari bintang itu sendiri, yang sebagian “tersebar” di bidang pandang bintang. teleskop karena efek instrumental.
“Kami telah mengembangkan algoritma baru untuk menguraikan kontribusi bintang dan astrofisika terhadap emisi dan mendeteksi sinyal pertukaran muatan yang berasal dari ion oksigen angin bintang dan media netral antarbintang di sekitar tiga bintang deret utama. Ini adalah pertama kalinya emisi pertukaran muatan sinar-X dari astrosfer bintang-bintang tersebut terdeteksi. Perkiraan tingkat kehilangan massa kami dapat digunakan sebagai patokan untuk model angin bintang dan memperluas bukti pengamatan kami yang terbatas mengenai angin bintang mirip Matahari.”
Prospek Masa Depan dan Kemajuan Teknologi
Rekan penulis Manuel Güdel, juga dari Universitas Wina, menambahkan, “Sudah ada upaya di seluruh dunia selama tiga dekade untuk membuktikan keberadaan angin di sekitar bintang mirip Matahari dan mengukur kekuatannya, namun sejauh ini hanya bukti tidak langsung yang berdasarkan pada dampak sekundernya terhadap bintang atau lingkungannya menyinggung keberadaan angin tersebut; kelompok kami sebelumnya mencoba mendeteksi emisi radio dari angin namun hanya dapat menetapkan batas atas kekuatan angin tanpa mendeteksi angin itu sendiri. Hasil baru kami yang berbasis sinar-X membuka jalan untuk menemukan dan bahkan mencitrakan angin ini secara langsung dan mempelajari interaksinya dengan planet-planet di sekitarnya.”
“Di masa depan, metode deteksi langsung angin bintang dalam sinar-X ini akan difasilitasi berkat instrumen resolusi tinggi di masa depan, seperti spektrometer X-IFU dari misi European Athena. Resolusi spektral X-IFU yang tinggi akan menyelesaikan struktur yang lebih halus dan rasio emisi garis oksigen (serta garis redup lainnya), yang sulit dibedakan dengan resolusi CCD XMM, dan memberikan batasan tambahan pada mekanisme emisi; emisi termal dari bintang-bintang, atau pertukaran muatan non-termal dari astrosfer.” – jelas peneliti CNRS Dimitra Koutroumpa, salah satu penulis penelitian ini.
Referensi: “Deteksi sinar-X astrosfer di sekitar tiga bintang deret utama dan laju kehilangan massanya” oleh KG Kislyakova, M. Güdel, D. Koutroumpa, JA Carter, CM Lisse dan S. Boro Saikia, 12 April 2024, Astronomi Alam.
DOI: 10.1038/s41550-024-02222-x
RisalahPos.com Network
Related posts
# PARTNERSHIP
