KICAUAN SEBUAH SUPERNOVA BERBALIK ARAH, TEPAT PADA WAKTUNYA

Supernova superterang (superluminous supernovae) bersinar setidaknya sepuluh kali lebih terang daripada supernova biasa. Apa yang menggerakkannya masih menjadi pertanyaan terbuka. Salah satu gagasan utama adalah magnetar yang baru lahir: bintang neutron yang berputar cepat dan mencurahkan energi rotasinya ke dalam puing-puing ledakan. Mesin semacam itu semestinya membuat cahaya meredup secara mulus setelah puncaknya. Namun 50 hingga 70% supernova jenis ini menunjukkan tonjolan (bumps) dalam kurva cahayanya. Dua penjelasan bersaing: mesin yang berkedip, atau puing-puing yang menabrak cangkang-cangkang gas yang dilepaskan bintang itu sebelumnya.

Supernova pertama yang berkicau

SN 2024afav ditemukan pada Desember 2024, sekitar 327 megaparsek jauhnya. Dalam makalah sebelumnya, Joseph Farah, Logan Prust, dan rekan-rekannya menunjukkan bahwa tonjolan-tonjolannya makin lama makin rapat: selang waktu di antaranya turun dari sekitar 39 hari menjadi 17 hari, antara hari ke-99 dan hari ke-166 setelah ledakan. Seperti kicauan burung yang nadanya makin tinggi, supernova ini berkicau (chirp) — supernova pertama yang diketahui melakukannya.

Penjelasan mereka: cakram gas miring yang jatuh kembali ke magnetar, bergoyang seperti gasing yang berputar, sehingga membuat cahaya naik dan turun. Namun model itu punya banyak kenop — putaran bintang, medan magnetnya, struktur cakram, seberapa cepat gas jatuh. Kecocokan yang baik hanya membuktikan bahwa gambaran itu bisa berlaku, bukan bahwa gambaran itu harus berlaku.

Aturan tanpa kenop

Bersama Hang Yu, dari Montana State University, tim itu memangkas model hingga tersisa empat asumsi yang dimiliki semua versinya: bagaimana goyangan bergantung pada tepi dalam cakram dan pada putaran bintang; di mana angin magnetar mengimbangi tekanan cakram; bagaimana gas yang jatuh berkurang seiring waktu; dan bagaimana putaran bintang melambat.

Dari keempat asumsi itu saja, dua besaran terukur — seberapa cepat kicauan bertambah cepat, dan seberapa cepat mesin meredup — harus terletak pada sebuah garis lurus, apa pun nilai-nilai yang tak diketahui. Dan garis itu memaksakan sebuah prediksi. Selama tekanan cakram turun lebih cepat daripada angin magnetar, cakram merayap ke dalam dan goyangan makin cepat. Begitu mesin meredup lebih cepat, angin mendorong cakram kembali ke luar dan goyangan melambat. Kicauan harus berhenti, lalu berbalik.

Kapan? Saat itu terutama ditentukan oleh waktu perlambatan putaran magnetar — lamanya waktu yang dibutuhkan untuk kehilangan sebagian besar putarannya, 87 ± 11 hari, yang dibaca dari bagian mulus kurva cahaya, terlepas dari tonjolan-tonjolannya. Hanya dengan kicauan yang telah diterbitkan dan rentang waktu itu, relasi tersebut memprediksi titik balik sekitar hari ke-133 dalam kerangka acuan supernova itu sendiri (jamnya sendiri, yang dikoreksi terhadap peregangan waktu akibat jarak kosmik dan terhadap keterlambatan cahaya untuk keluar dari puing-puing), atau sekitar hari ke-150 jika dilihat dari Bumi, diikuti tonjolan-tonjolan yang makin berjauhan. Garis lurus yang ditarik melalui periode-periode awal menyatakan sebaliknya: goyangan akan terus bertambah cepat hingga periodenya mencapai nol, sekitar hari ke-180.

Titik balik

Tim itu kemudian menelusuri 109 pengamatan tambahan dari teleskop-teleskop Las Cumbres Observatory, hingga hari ke-262, ditambah data dari survei ATLAS. Setelah hari ke-170, kurva cahaya menunjukkan lima puncak dan lembah baru — dan semuanya makin berjauhan. Dalam peta waktu–frekuensi, ritme dominan naik dari sekitar 0,025 siklus per hari menjadi 0,07, lalu jelas turun kembali.

Kurva cahaya SN 2024afav (A), tonjolan-tonjolannya setelah penurunan mulus dihilangkan (B), dan ritmenya dari waktu ke waktu (C): frekuensinya naik, lalu turun setelah sekitar hari ke-160. — Gambar 2, Farah, Prust & Yu (2026), arXiv:2610.39240.

Kicauan itu berbalik pada hari ke-147 ± 3 jika dilihat dari Bumi — 132 ± 3 hari dalam kerangka acuan supernova, sesuai dengan prediksi 133. Sesudahnya, periodenya memanjang dari sekitar 23 hari menjadi sekitar 35. Periodenya bertambah sekitar 0,28 hari untuk setiap hari yang berlalu (± 0,12), tepat di tengah rentang prediksi. Kelanjutan garis lurus tertolak pada tingkat jauh di atas 5 sigma, tingkat yang praktis menyingkirkan kemungkinan kebetulan.

Periode kicauan sebelumnya (biru) dan “antikicauan” baru (oranye), dibandingkan dengan prediksi yang dibuat dari kicauan saja (pita biru) dan ekstrapolasi garis lurus (putus-putus). — Gambar 3, Farah, Prust & Yu (2026), arXiv:2610.39240.

Bukan sekadar cangkang gas

Spektrum SN 2024afav memang menunjukkan tanda-tanda gas di sekitarnya, jadi gas itu mungkin memang ada. Namun para penulis berpendapat bahwa gas itu tidak menentukan ritmenya. Mereka menyimulasikan sekitar 50.000 kurva cahaya acak yang berderau, yang disetel berdasarkan enam supernova superterang lain yang bertonjolan: kurang dari 0,1% yang seekstrem SN 2024afav. Cangkang-cangkang gas akan memerlukan jarak antarcangkang yang mula-mula menyempit lalu melebar, tanpa apa pun yang mengaitkan peralihan itu dengan hari ke-150. Lagi pula, tabrakan dengan cangkang menghasilkan tonjolan yang timpang, naik dengan cepat dan meredup perlahan, sedangkan tonjolan-tonjolan ini tampak seperti gelombang yang mulus.

Membaca cakram

Relasi itu tidak mengizinkan satu garis saja, melainkan sebuah menu kecil berisi beberapa garis, satu untuk setiap jenis cakram dan mekanisme goyangan; kemiringan yang terukur memilih di antaranya. Dengan nilai 11,6 ± 1,6, kemiringan itu lebih curam daripada yang dapat dihasilkan oleh cakram tipis mana pun yang mendingin dengan memancarkan panasnya. Kemiringan itu justru menunjuk pada aliran dalam yang panas yang memerangkap panasnya dan kehilangan massa lewat angin — dan, di antara tiga kandidat penyebab goyangan, kemiringan itu jatuh hampir tepat pada penyebab yang disebut presesi Lense–Thirring (goyangan yang timbul karena bintang yang berputar menyeret ruang di sekitarnya), sekaligus menyingkirkan pelengkungan magnetik (magnetic warping).

Survei langit mendatang semestinya akan menangkap lebih banyak supernova yang berkicau. Masing-masing akan jatuh pada salah satu garis yang diizinkan relasi itu, sehingga mekanisme goyangannya langsung terungkap sekilas, atau, seperti SN 2024afav, mengungkap sesuatu tentang cakram yang memberi makan mesinnya.