“Segala sesuatu di sekitar kita berasal dari bintang yang sekarat,” kata Ashal dalam sebuah pernyataan media. “Kami terbuat dari debu bintang. Untuk dapat mempelajari fakta ini – terbuat dari apa kita – dengan sangat rinci dan untuk memahami dari mana elemen-elemen di sekitar kita berasal sungguh menakjubkan.”
Bintang menghasilkan unsur-unsur berat melalui proses sintesis nuklir bintang. Ketika sebuah bintang terbakar, mati, dan meledak, reaksi termonuklir terjadi di dalamnya.
Supernova adalah salah satu tempat terpanas dan terpadat di alam semesta. Bahan-bahan di bintang-bintang terbakar dan membentuk unsur-unsur yang semakin berat, dari hidrogen menjadi helium, helium menjadi karbon, karbon menjadi oksigen, dll. sepanjang tabel periodik hingga besi.
Ketika bintang akhirnya meledak, mereka melemparkan semua materi itu kembali ke alam semesta hingga 30% kecepatan cahaya untuk membentuk generasi bintang dan planet berikutnya. “Begitulah planet dan segala sesuatu di sekitar kita dapat mengandung semua elemen berat ini,” kata Ashal. “Mereka dibuat menjadi bintang yang sekarat.”
Sudah diterima secara luas bahwa sebagian besar elemen berat di alam semesta dibuat oleh nukleosintesis bintang, tetapi Ashal ingin mempelajarinya lebih lanjut — untuk melacak elemen spesifik dari jenis supernova di sana dan mengukur kecepatan pembentukan elemen tersebut oleh bintang.
Saya mencari mangan, kromium, kobalt, nikel
Dalam proyek pertama mereka, para ilmuwan akan mencari elemen umum di Bumi, seperti mangan, kromium, kobalt, dan nikel, dengan mengarahkan teleskop James Webb secara khusus ke supernova: katai putih generasi ketiga bernama SN2021aefx yang sedang meledak. Setahun yang lalu di galaksi spiral NGC1566, juga dikenal sebagai Penari Spanyol.
Ashall akan menggunakan teleskop untuk mengumpulkan data pencitraan dan spektroskopi untuk elemen di SN2021aefx. Spektroskopi adalah studi tentang spektrum yang dihasilkan suatu zat ketika berinteraksi dengan atau memancarkan cahaya dengan memecah cahaya menjadi warna komponennya, menurut NASA.
“Spektrograf memberitahu kita sesuatu tentang garis elemen yang berbeda,” kata para peneliti. “Jika ada garis, kita tahu elemen itu ada di sana.”
Proyek Ashal kedua akan fokus pada penemuan karbon monoksida dan silikon monoksida dan blok bangunan kehidupan di alam semesta dalam runtuhnya supernova.
Supernova kolaps primer adalah bintang sekarat masif dengan massa lebih dari delapan kali massa matahari kita. Ketika bintang-bintang ini mati, mereka runtuh dengan sendirinya, menciptakan ledakan 100 miliar kali lebih terang dari Matahari.
Menggunakan pengamatan dari Teleskop Luar Angkasa James Webb, Ashal tidak hanya akan bekerja untuk menunjukkan dengan tepat sumber unsur-unsur berat, tetapi juga mempelajari kapan mereka dikeluarkan oleh ledakan supernova.
“Dengan mengukur garis-garis ini, kita bisa menentukan kecepatan ledakannya,” kata Ashal. “Kemudian kita akan memahami seberapa cepat elemen-elemen ini terlempar ke alam semesta.”
Dimulai dengan supernova Tipe Ia, Ashall berharap untuk mengambil sampel berbagai jenis supernova untuk menghasilkan statistik yang berarti tentang peran mereka sebagai elementalist.
“Jika kita tidak menemukan bahwa unsur-unsur ini berasal dari supernova, kita harus mengevaluasi kembali apa yang kita ketahui tentang bagaimana bintang mati dan bagaimana unsur-unsur ini dilepaskan ke alam semesta,” kata ilmuwan itu.