优游国际

Dari Mana Asal-usul Emas dan Logam Berat Lainnya?

KOMPAS.com - Kita hidup di dunia yang tak terlepas dari logam berat—dari emas yang menjadi perhiasan hingga platina dalam alat medis dan komponen elektronik.

Namun, tahukah kamu dari mana logam-logam ini berasal? Jika besi terbentuk di jantung bintang yang sedang sekarat, maka asal-usul logam yang lebih berat seperti emas masih menjadi misteri besar dalam dunia astrofisika.

“Ini adalah pertanyaan yang sangat mendasar mengenai asal-usul materi kompleks di alam semesta,” kata Anirudh Patel, seorang astrofisikawan teoritis dari Columbia University, dalam sebuah pernyataan dari NASA. “Ini teka-teki menyenangkan yang belum benar-benar terpecahkan.”

Magnetar: Bintang Mati Penuh Ledakan

Sebuah studi baru yang diterbitkan di The Astrophysical Journal Letters mengusulkan bahwa 10 persen dari seluruh unsur yang lebih berat dari besi di galaksi kita mungkin berasal dari peristiwa langka dan dahsyat: ledakan raksasa dari magnetar.

Magnetar adalah jenis bintang neutron, yaitu inti bintang yang runtuh setelah meledak sebagai supernova. Namun yang membedakan magnetar adalah medan magnetnya yang luar biasa kuat.

Kadang-kadang, tekanan dari gerakan internal magnetar menyebabkan permukaannya "retak" dalam peristiwa dahsyat yang dikenal sebagai gempa bintang (starquake), yang kemudian melepaskan ledakan energi yang sangat besar, disebut magnetar giant flare.

Ledakan ini sangat jarang terjadi—hingga kini, ilmuwan baru mendokumentasikan tiga ledakan raksasa magnetar di galaksi kita dan hanya tujuh lainnya di galaksi tetangga.

Dari Ledakan ke Logam Mulia

Saat material dari ledakan ini mendingin dan mengembang, proton dan neutron dalam atom-atom bisa tersusun ulang membentuk unsur yang lebih berat. Di dekat bintang neutron seperti magnetar, atom dapat menyerap banyak neutron sekaligus, lalu mengalami peluruhan nuklir berulang—proses yang bisa membentuk logam berat seperti emas dan platina.

“Kalau dipikir-pikir, bahan dasar dari segala sesuatu hanyalah neutron, proton, dan elektron,” jelas Patel. “Pertanyaannya adalah bagaimana alam bisa menyusun bahan-bahan dasar ini menjadi materi kompleks yang kita lihat di sekitar kita.”

Sebelumnya, ilmuwan telah menduga bahwa tabrakan antar bintang neutron bisa menciptakan unsur-unsur berat. Bukti kuat muncul pada tahun 2017 saat pengamatan menunjukkan bahwa merger bintang neutron menghasilkan emas dan platina. Namun, penjelasan ini tidak cukup.

“Masalahnya, tabrakan bintang neutron terjadi relatif lambat dalam sejarah galaksi,” ujar Patel. Jadi, unsur berat yang terbentuk lebih awal harus berasal dari proses lain—dan di sinilah magnetar kembali mencuri perhatian.

Sinyal Tersembunyi dalam Data

Untuk mencari bukti, tim Patel menelusuri data dari ledakan magnetar besar yang diamati pada tahun 2004. Mereka menghitung seperti apa seharusnya sinyal sinar gamma yang dipancarkan jika ledakan itu menghasilkan unsur berat.

Yang mengejutkan, saat menganalisis data dari NASA dan Badan Antariksa Eropa (ESA), mereka menemukan sinyal kecil yang sebelumnya tak terjelaskan. Sinyal itu ternyata cocok dengan prediksi mereka.

“Ketika kami mulai membangun model dan membuat prediksi pada Desember 2024, tidak satu pun dari kami tahu bahwa sinyalnya sudah ada di data. Kami juga tidak menyangka bahwa model teoritis kami akan cocok sekali dengan data,” kata Patel.

Masa Depan: Menunggu Ledakan Berikutnya

Penemuan ini membuka babak baru dalam penelitian asal-usul unsur berat. “Ini perkembangan yang sangat menarik,” kata Hsin-Yu Chen, astrofisikawan dari University of Texas at Austin yang tidak terlibat dalam studi tersebut.

“Ini menunjukkan bukti observasional baru tentang cara lain unsur berat terbentuk di alam semesta.”

Para peneliti kini tengah mengumpulkan data historis dari ledakan-ledakan magnetar sebelumnya—dan bersiap untuk mengamati yang berikutnya. Harapannya, mereka akan bisa mendeteksi unsur individual secara langsung.

“Barangkali hal paling menarik dari studi ini adalah bahwa pada ledakan magnetar besar berikutnya, kita bisa mendeteksi unsur satu per satu,” ujar Charles Horowitz, fisikawan dari Indiana University Bloomington.