Dengan menggunakan dua teleskop sinar-X milik NASA, para ilmuwan dapat memperbesar perilaku tidak menentu dari bintang mati tersebut saat memancarkan gelombang radio yang terang dan singkat.
Apa penyebab semburan gelombang radio misterius dari luar angkasa? Para astronom mungkin selangkah lebih dekat untuk memberikan satu jawaban atas pertanyaan ini. Dua teleskop sinar-X NASA baru-baru ini mengamati salah satu peristiwa semacam itu—yang dikenal sebagai ledakan radio cepat—hanya beberapa menit sebelum dan sesudah peristiwa tersebut terjadi. Wawasan yang belum pernah terjadi sebelumnya ini akan mengarahkan para ilmuwan pada jalur menuju pemahaman yang lebih baik tentang peristiwa radio ekstrem ini.
Meskipun hanya berlangsung sepersekian detik, semburan radio yang cepat dapat melepaskan energi sebanyak Matahari dalam setahun. Cahayanya juga menciptakan sinar seperti laser yang membedakannya dari ledakan kosmik yang lebih kacau.
Karena semburannya sangat singkat, seringkali sulit untuk mengetahui dari mana asalnya. Sebelum tahun 2020, sumbernya berasal dari luar galaksi kita – terlalu jauh bagi para astronom untuk melihat apa yang menciptakannya. Kemudian ledakan radio yang cepat terjadi di galaksi asal Bumi, yang berasal dari objek yang sangat padat yang disebut magnetar – sisa-sisa bintang yang meledak.
Pada bulan Oktober 2022, magnetar yang sama – disebut SGR 1935+2154 – menghasilkan ledakan radio cepat lainnya, yang dipelajari secara rinci oleh NICER (Neutron Star Interior Composition Explorer) NASA di Stasiun Luar Angkasa Internasional dan NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) dalam kecepatan rendah. suhu. orbit bumi. Teleskop mengamati magnetar selama berjam-jam, menangkap sekilas apa yang terjadi pada permukaan objek sumber dan sekitarnya, sebelum dan sesudah ledakan radio cepat. Hasilnya, dijelaskan dalam studi baru yang diterbitkan pada 14 Februari di jurnal Nature, adalah contoh bagaimana teleskop NASA dapat bekerja sama untuk mengamati dan memantau peristiwa jangka pendek di luar angkasa.
Pecahnya terjadi di antara dua “gangguan” ketika magnetar tiba-tiba mulai berputar lebih cepat. SGR 1935+2154 diperkirakan berdiameter sekitar 12 mil (20 kilometer) dan berputar sekitar 3,2 kali per detik, yang berarti permukaannya bergerak dengan kecepatan sekitar 11.000 km/jam. Dibutuhkan sejumlah besar energi untuk memperlambat atau mempercepatnya. Itu sebabnya penulis penelitian terkejut melihat bahwa di antara kegagalan, magnetar melambat hingga kurang dari kecepatan sebelum kegagalan hanya dalam sembilan jam, atau sekitar 100 kali lebih cepat dari yang pernah diamati pada magnetar.
“Jika terjadi malfungsi, biasanya diperlukan waktu berminggu-minggu atau berbulan-bulan agar magnetar kembali ke kecepatan normalnya,” kata Chin-Ping Hu, ahli astrofisika di Universitas Pendidikan Nasional Changhua di Taiwan dan penulis utama studi baru ini. “Jadi jelas hal-hal terjadi pada objek-objek ini dalam skala waktu yang jauh lebih singkat dari yang kita duga sebelumnya, dan ini mungkin terkait dengan seberapa cepat ledakan radio dihasilkan.”
Ketika para ilmuwan mencoba menyimpulkan bagaimana magnetar menghasilkan ledakan radio yang cepat, mereka harus mempertimbangkan banyak variabel.
Misalnya, magnetar (yang merupakan sejenis bintang neutron) sangat padat sehingga satu sendok teh materialnya akan berbobot sekitar satu miliar ton di Bumi. Kepadatan yang tinggi juga berarti gravitasi yang kuat: Marshmallow yang jatuh pada bintang neutron akan terkena kekuatan bom atom awal.
Gravitasi yang kuat berarti permukaan magnetar merupakan tempat tidak stabil yang secara teratur memancarkan semburan sinar-X dan cahaya berenergi lebih tinggi. Sebelum ledakan radio cepat yang terjadi pada tahun 2022, magnetar mulai melepaskan semburan sinar-X dan sinar gamma (panjang gelombang cahaya yang lebih energik) yang diamati melalui penglihatan tepi teleskop luar angkasa berenergi tinggi. Peningkatan aktivitas ini mendorong operator misi untuk mengarahkan NICER dan NuSTAR langsung ke magnetar.
“Pada prinsipnya, semua ledakan sinar-X yang terjadi sebelum kesalahan ini memiliki energi yang cukup untuk menghasilkan ledakan radio yang cepat, namun kenyataannya tidak,” kata rekan penulis studi Zorawar Wadiasingh, seorang ilmuwan di Universitas Maryland. , College Park dan Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA. . “Jadi sepertinya ada sesuatu yang berubah selama periode perlambatan dan kondisi yang tepat telah tercipta.”
Apa lagi yang bisa terjadi pada SGR 1935+2154 sehingga menghasilkan ledakan radio yang cepat? Salah satu faktornya mungkin karena permukaan luar magnetar berbentuk padat dan kepadatannya yang tinggi menghancurkan bagian dalamnya menjadi keadaan yang disebut superfluida. Terkadang keduanya bisa tidak sinkron, seperti percikan air di akuarium yang berputar. Jika ini terjadi, cairan tersebut dapat memberi energi pada korteks. Penulis makalah ini percaya bahwa kemungkinan inilah yang menyebabkan dua gangguan yang mengakhiri ledakan radio yang cepat.
Jika patahan awal menyebabkan retakan pada permukaan magnetar, material dari bagian dalam bintang bisa saja terlepas ke luar angkasa seperti letusan gunung berapi. Hilangnya massa menyebabkan benda berputar melambat, sehingga para ilmuwan berpendapat hal ini dapat menjelaskan perlambatan magnetar yang cepat.
Namun setelah mengamati salah satu peristiwa ini secara real-time, tim masih belum bisa memastikan faktor mana (atau faktor lain, misalnya kuatnya medan magnet magnetar) yang menyebabkan terjadinya ledakan radio cepat. Beberapa mungkin tidak terhubung ke cluster sama sekali.
“Kami tidak diragukan lagi telah mengamati sesuatu yang penting bagi pemahaman kami tentang ledakan radio yang cepat,” kata George Younes, peneliti di Goddard dan anggota tim sains magnetar NICER. “Tapi menurut saya kita membutuhkan lebih banyak data untuk mengungkap misteri ini.
Dipimpin oleh Caltech dan dikelola oleh Jet Propulsion Laboratory NASA di California Selatan untuk Direktorat Misi Sains di Washington, NuSTAR, misi Small Explorer dikembangkan bekerja sama dengan Universitas Teknik Denmark dan Badan Antariksa Italia (ASI). Pesawat luar angkasa ini dibangun oleh Orbital Sciences Corp. di Dulles, Virginia. Pusat operasi misi NuSTAR berada di Universitas California, Berkeley, dan arsip data resmi ada di Arsip Sains Astrofisika Energi Tinggi NASA di Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA. ASI menyediakan stasiun bumi misi dan arsip data cermin. Caltech mengelola JPL untuk NASA.
Untuk informasi lebih lanjut mengenai misi NuSTAR, kunjungi:
https://www.nustar.caltech.edu/
NICER, Misi Peluang Penjelajah Astrofisika, adalah muatan eksternal ke Stasiun Luar Angkasa Internasional. NICER mengelola dan mengoperasikan Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA; datanya diarsipkan di HEASARC NASA. Program Penjelajah NASA memberikan peluang penerbangan berkala untuk penelitian ilmiah kelas dunia dari luar angkasa menggunakan pendekatan manajemen yang inovatif, efisien dan efektif di bidang heliofisika dan astrofisika.
Untuk informasi lebih lanjut tentang misi NICER, kunjungi:
https://www.nasa.gov/nicer
Calla Cofield
Laboratorium Propulsi Jet, Pasadena, California.
626-808-2469
calla.e.cofield@jpl.nasa.gov
2024-016
+ There are no comments
Add yours