Asal-usul unsur-unsur berat seperti emas telah menjadi salah satu misteri terbesar astrofisika. Sebuah studi sekarang memberikan petunjuk tentang asal-usul kosmik logam berharga ini.
Para ilmuwan telah menemukan bahwa ledakan di bintang neutron yang sangat magnetis, yang disebut magnetar, bisa telah menciptakan emas di alam semesta.
Ini lebih tentang studi tersebut:
Apa penemuan terbaru tentang asal-usul emas?
Analisis data arsip dari misi luar angkasa menunjukkan bahwa sejumlah besar logam berat, termasuk emas, berasal dari letupan besar dari magnetar, menurut studi yang diterbitkan di The Astrophysical Journal Letters pada 29 April.
Anirudh Patel, seorang mahasiswa doktoral di Departemen Fisika di Universitas Columbia di New York, memimpin studi ini, yang menggunakan data teleskop arsip 20 tahun dari NASA dan European Space Agency untuk menyelidiki bagaimana unsur berat seperti besi dan emas diciptakan dan didistribusikan di alam semesta.
” Ini adalah pertanyaan yang cukup mendasar dalam hal asal mula materi kompleks di alam semesta,” kata Patel seperti dikutip dalam sebuah artikel di situs web NASA. “Ini adalah teka-teki yang belum benar-benar terpecahkan.”
Para penulis memperkirakan bahwa letupan raksasa magnetar dapat berkontribusi hingga 10 persen dari kelimpahan keseluruhan elemen di galaksi yang lebih berat dari besi.
Para penulis bersama studi ini berafiliasi dengan Universitas Columbia, Universitas Charles di Republik Ceko, Universitas Negara Bagian Louisiana, Flatiron Institute di New York, dan Universitas Negara Bagian Ohio.
Apa itu magnetar, dan bagaimana emas bisa terbentuk di dalamnya?
Magnetar adalah jenis bintang neutron yang sangat magnetis, yang berarti medan magnetnya sangat kuat. Ketika bintang masif meledak, ia meninggalkan inti yang sangat padat dan runtuh di belakangnya, yang disebut bintang neutron.
Para astronom berpendapat bahwa magnetar pertama terbentuk setelah bintang pertama sekitar 13,6 miliar tahun yang lalu, menurut sesama penulis studi Eric Burns, profesor asisten dan ahli astrofisika di Universitas Negara Bagian Louisiana di Baton Rouge. Ledakan Besar menciptakan alam semesta 13,8 miliar tahun yang lalu.
Pada kesempatan langka, magnetar dapat melepaskan radiasi energi tinggi dengan mengalami “gempa bintang”. Seperti gempa bumi, gempa bintang dapat memecah kerak magnetar. Kadang-kadang, gempa bintang magnetar membawa bersamanya letusan raksasa magnetar, peristiwa ledakan langka yang melepaskan sinar gamma.
Para peneliti menemukan bahwa magnetar melepaskan materi selama letusan raksasa. Namun, mereka belum memiliki penjelasan fisik untuk hal ini.
Para peneliti berspekulasi apakah letusan raksasa magnetar membentuk emas melalui proses cepat neutron yang membentuk inti atom yang lebih ringan menjadi yang lebih berat. Identitas suatu elemen didefinisikan oleh jumlah proton yang dimilikinya. Namun, jika sebuah atom mendapatkan neutron tambahan, ia dapat mengalami peluruhan nuklir, yang dapat mengubah neutron menjadi proton.
Jumlah proton yang berubah dapat mengubah identitas elemen tersebut. Bintang neutron memiliki kepadatan neutron yang sangat tinggi. Jika bintang neutron terganggu, atom tunggal dapat dengan cepat menangkap sejumlah neutron dan mengalami beberapa peluruhan. Hal ini menyebabkan pembentukan elemen yang jauh lebih berat seperti uranium.
Sebelum studi ini, penciptaan emas hanya dikaitkan dengan tabrakan bintang neutron, atau kilonova. Ketika para astronom mengamati tabrakan bintang neutron pada tahun 2017 melalui teleskop, mereka menemukan bahwa tabrakan tersebut bisa menciptakan elemen berat seperti emas, platinum, dan timah. Namun, tabrakan tersebut diyakini terjadi relatif kemudian dalam sejarah alam semesta, dalam beberapa miliar tahun terakhir.
Namun, data teleskop arsip, yang sebelumnya tidak dapat dipecahkan, menunjukkan bahwa letusan raksasa magnetar terbentuk jauh lebih awal. Oleh karena itu, studi ini menunjukkan bahwa emas pertama bisa dibuat dari letusan raksasa magnetar.
Apa berikutnya?
NASA memiliki misi mendatang yang dapat mengikuti hasil ini. Compton Spectrometer and Imager (COSI) adalah teleskop sinar gamma yang diharapkan diluncurkan pada tahun 2027.
COSI akan mempelajari fenomena energik di Bima Sakti dan di luar sana, seperti letusan raksasa magnetar. Menurut situs web NASA, COSI bisa mengidentifikasi elemen-elemen individu yang diciptakan dalam letusan raksasa, membantu membentuk pemahaman yang lebih baik tentang asal-usul elemen.