Bintang neutron adalah objek yang sangat padat yang dapat terbentuk setelah kematian sebuah bintang. Namun, sedikit yang diketahui tentang interiornya. Sejak penemuan mereka, para ilmuwan telah mencoba menguraikan struktur mereka.
Karena mereka hampir tidak dapat digandakan di Bumi di laboratorium, kendala terbesar adalah mensimulasikan keadaan parah di dalam bintang neutron. Akibatnya, ada banyak model di mana atribut yang berbeda, seperti suhu dan kerapatan, didefinisikan menggunakan apa yang disebut persamaan keadaan. Persamaan ini berusaha mengkarakterisasi struktur bintang neutron dari permukaan bintang hingga inti dalam.
Sekarang fisikawan di Goethe University Frankfurt telah berhasil menambahkan potongan penting lainnya ke dalam teka-teki. Mereka telah mengembangkan lebih dari satu juta persamaan keadaan yang memenuhi kendala yang ditetapkan oleh data yang diperoleh dari fisika nuklir teoretis di satu sisi dan pengamatan astronomi di sisi lain.
Ketika mereka mengevaluasi persamaan keadaan, fisikawan menemukan sesuatu yang mengejutkan: “Cahaya” bintang neutron (dengan massa lebih kecil dari sekitar 1.7 massa matahari) tampaknya memiliki mantel lunak dan inti kaku, sedangkan bintang neutron “berat” (dengan massa lebih besar dari 1.7 massa matahari) justru memiliki mantel kaku dan inti lunak.
Prof Luciano Rezzolla berkata, “Hasil ini sangat menarik karena memberi kita ukuran langsung tentang seberapa dapat dimampatkan pusat bintang neutron. Bintang neutron berperilaku sedikit seperti cokelat praline: bintang cahaya menyerupai itu coklat dengan hazelnut di tengahnya dikelilingi oleh cokelat lembut, sedangkan bintang yang berat dapat dianggap lebih seperti cokelat yang lapisan kerasnya berisi isian yang lembut.
Kecepatan suara sangat penting untuk wawasan ini. Metrik kuantitatif ini, yang bergantung pada seberapa kaku atau fleksibel materi tersebut, menggambarkan kecepatannya gelombang suara bergerak di dalam item. Di Bumi, deposit minyak ditemukan, dan interior planet dieksplorasi menggunakan kecepatan suara.
Para ilmuwan juga dapat mengidentifikasi karakteristik bintang neutron tambahan yang sebelumnya belum ditemukan dengan memodelkan persamaan keadaan. Misalnya, mereka kemungkinan besar hanya memiliki radius 12 kilometer, terlepas dari massanya. Mereka memiliki lingkar yang sama dengan Frankfurt.
Penulis Dr. Christian Ecker menjelaskan: “Studi numerik kami yang ekstensif tidak hanya memungkinkan kami untuk membuat prediksi untuk jari-jari dan massa maksimum bintang neutron, tetapi juga untuk menetapkan batasan baru pada deformabilitasnya dalam sistem biner, yaitu, seberapa kuat mereka saling mendistorsi satu sama lain melalui medan gravitasi. Wawasan ini akan menjadi sangat penting untuk menunjukkan dengan tepat persamaan keadaan yang tidak diketahui dengan pengamatan astronomi di masa depan dan deteksi gelombang gravitasi dari penggabungan bintang.”
Referensi Jurnal:
- Sinan Altiparmak, Christian Ecker, Luciano Rezzolla: Tentang Kecepatan Suara di Bintang Neutron. Surat Jurnal Astrofisika (2022) DOI: 10.3847/2041-8213/ac9b2a
- Christian Ecker & Luciano Rezzolla: Deskripsi umum, skala-independen tentang kecepatan suara di bintang neutron. Surat Jurnal Astrofisika (2022) DOI: 10.3847/2041-8213/ac8674
