Objek kosmik hipotetis yang sangat padat dan eksotis yang dikenal sebagai "bintang quark aneh" mungkin ada di alam semesta. Sementara astrofisikawan terus memperdebatkan keberadaan bintang kuark, tim fisikawan telah menemukan bahwa sisa-sisa penggabungan bintang neutron yang diamati pada 2019 memiliki massa yang tepat untuk menjadi satu.
Ketika bintang mati, inti mereka berkontraksi sedemikian rupa sehingga mereka berubah menjadi objek jenis baru. Misalnya, ketika Matahari akhirnya mati, ia akan meninggalkan katai putih, sebuah bola seukuran planet yang terdiri dari atom karbon dan oksigen yang sangat terkompresi. Ketika bintang yang lebih besar meledak dalam ledakan dahsyat yang disebut supernova, mereka meninggalkan bintang neutron. Objek yang sangat padat ini hanya beberapa kilometer, tetapi massanya bisa beberapa kali lipat dari Matahari. Seperti namanya, mereka hampir seluruhnya terdiri dari neutron murni, menjadikannya inti atom sepanjang satu kilometer.
Bintang neutron sangat eksotis sehingga fisikawan belum sepenuhnya memahaminya. Meskipun kita dapat mengamati bagaimana bintang-bintang neutron berinteraksi dengan lingkungannya dan membuat beberapa tebakan yang baik tentang apa yang terjadi pada materi neutron di dekat permukaan ini, komposisi intinya tetap sulit dipahami.
Masalahnya adalah bahwa neutron bukanlah partikel yang sepenuhnya fundamental. Meskipun mereka bergabung dengan proton untuk membentuk inti atom, neutron sendiri terdiri dari partikel yang lebih kecil yang disebut quark.
Ada enam jenis, atau aroma, quark: atas, bawah, atas, bawah, aneh, dan pesona. Sebuah neutron terdiri dari dua quark bawah dan satu quark naik. Jika Anda meratakan terlalu banyak atom, mereka akan berubah menjadi bola neutron raksasa. Jadi jika Anda menekan terlalu banyak neutron bersama-sama, apakah mereka akan berubah menjadi bola quark raksasa?
Jawabannya berkisar dari "mungkin" hingga "sulit." Masalahnya adalah quark tidak suka sendirian. Gaya nuklir kuat, yang mengikat quark di dalam nukleus, sebenarnya meningkat seiring dengan jarak. Jika Anda mencoba untuk menarik dua quark bersama-sama, gaya yang menariknya kembali meningkat. Akhirnya, energi gravitasi di antara mereka menjadi begitu besar sehingga partikel baru muncul di ruang hampa, termasuk quark baru, yang dengan senang hati terikat dengan yang terpisah.
Jika Anda ingin membuat objek makroskopik dari quark atas atau bawah yang membentuk neutron, objek itu akan meledak dengan sangat cepat dan sangat hebat.
Tapi mungkin ada cara yang menggunakan quark aneh. Dengan sendirinya, quark aneh cukup berat, dan ketika dibiarkan istirahat, mereka dengan cepat meluruh menjadi quark naik dan turun yang lebih ringan. Namun, ketika sejumlah besar quark digabungkan bersama, fisika dapat berubah. Fisikawan telah menemukan bahwa quark aneh dapat berikatan dengan quark atas dan bawah untuk membentuk triplet yang dikenal sebagai bintang muda, yang bisa stabil - tetapi hanya di bawah tekanan ekstrim.
Jika Anda menekan bintang neutron terlalu banyak, semua neutron kehilangan kemampuannya untuk mendukung bintang dan meledak membentuk lubang hitam. Tetapi mungkin ada tahap peralihan di mana tekanannya cukup tinggi untuk melarutkan neutron dan membentuk bintang quark yang aneh, tetapi tidak cukup kuat untuk diambil alih oleh gravitasi.
Para astronom tidak berharap untuk menemukan banyak bintang aneh di alam semesta, benda-benda ini seharusnya lebih berat dari bintang neutron tetapi lebih ringan dari lubang hitam, dan tidak ada banyak ruang untuk bermanuver. Dan karena kita tidak sepenuhnya memahami fisika bintang aneh, kita bahkan tidak tahu massa pasti di mana bintang aneh bisa ada.
Tetapi tim astronom baru-baru ini melihat GW190425, peristiwa gelombang gravitasi yang disebabkan oleh penggabungan dua bintang neutron yang diamati pada 2019. Seiring dengan jumlah gelombang gravitasi yang sangat besar, penggabungan bintang-bintang neutron menghasilkan pembentukan kilonova, ledakan yang lebih kuat dari nova normal tetapi lebih lemah dari supernova. Meskipun para astronom tidak dapat mendeteksi sinyal elektromagnetik dari peristiwa ini, mereka mengamati peristiwa serupa pada tahun 2017 yang menghasilkan gelombang gravitasi dan radiasi.
Ketika dua bintang neutron bergabung, ada beberapa opsi untuk pengembangan peristiwa tergantung pada massa, putaran, dan sudut tumbukannya. Menurut perhitungan teoretis, bintang neutron dapat saling menghancurkan, membentuk lubang hitam, atau membuat bintang neutron yang sedikit lebih masif.
Dan menurut sebuah studi baru, tabrakan kosmik ini dapat mengarah pada pembentukan bintang quark yang aneh.
Tim memperkirakan massa objek yang tersisa dari penggabungan 2019 berada di antara 3,11 dan 3,54 massa matahari. Berdasarkan pemahaman terbaik kami tentang struktur bintang neutron, itu terlalu banyak massa dan seharusnya meledak menjadi lubang hitam. Tapi itu juga berada dalam kisaran massa yang diizinkan oleh model struktural dari bintang-bintang aneh ini.
Masih terlalu dini untuk mengatakan apakah 190425 GW2019 adalah pengamatan pertama kami terhadap bintang langka dengan quark aneh, tetapi pengamatan di masa depan (dan lebih banyak pekerjaan teoretis) dapat membantu para astronom menentukan lokasi salah satu makhluk eksotis ini.
Anda dapat membantu Ukraina melawan penjajah Rusia. Cara terbaik untuk melakukannya adalah dengan menyumbangkan dana ke Angkatan Bersenjata Ukraina melalui selamatkan hidup atau melalui halaman resmi NBU.
Baca juga:
- Bintang besar dapat "mencuri" planet
- Large Hadron Collider membantu menemukan cara baru untuk mengukur massa kuark