Para Astronom Mendeteksi Radio ‘Detak Jantung’ Miliaran Tahun Cahaya dari Bumi

mm

Pola ledakan radio cepat yang jelas dan periodik mungkin berasal dari bintang neutron yang jauh

Para astronom di MIT dan di tempat lain telah mendeteksi sinyal radio yang aneh dan persisten dari galaksi jauh yang tampaknya berkedip dengan keteraturan yang mengejutkan.

Sinyal diklasifikasikan sebagai Fast Radio Burst, ledakan radio cepat, atau FRB – ledakan gelombang radio yang sangat kuat yang tidak diketahui asal astrofisikanya, yang biasanya berlangsung paling lama beberapa milidetik. Namun, sinyal baru ini bertahan hingga tiga detik, sekitar 1.000 kali lebih lama dari rata-rata FRB. Dalam jendela ini, tim mendeteksi semburan gelombang radio yang berulang setiap 0,2 detik dalam pola periodik yang jelas, mirip dengan detak jantung.

Para peneliti telah memberi label sinyal FRB 20191221A, dan saat ini merupakan FRB yang paling tahan lama, dengan pola periodik paling jelas, yang terdeteksi hingga saat ini.

Sumber sinyal terletak di galaksi yang jauh, beberapa miliar tahun cahaya dari Bumi. Apa tepatnya sumber itu masih menjadi misteri, meskipun para astronom menduga sinyal itu bisa berasal dari pulsar radio atau magnetar, keduanya adalah jenis bintang neutron — inti bintang raksasa yang sangat padat dan berputar cepat.

“Tidak banyak hal di alam semesta yang memancarkan sinyal periodik yang ketat,” kata Daniele Michilli, seorang postdoc di Kavli Institute for Astrophysics and Space Research MIT. “Contoh yang kita ketahui di galaksi kita sendiri adalah pulsar radio dan magnetar, yang berputar dan menghasilkan pancaran sinar yang mirip dengan mercusuar. Dan kami pikir sinyal baru ini bisa berupa magnetar atau pulsar pada steroid.”

Tim berharap untuk mendeteksi lebih banyak sinyal periodik dari sumber ini, yang kemudian dapat digunakan sebagai jam astrofisika. Misalnya, frekuensi semburan, dan bagaimana mereka berubah ketika sumbernya menjauh dari Bumi, dapat digunakan untuk mengukur tingkat di mana alam semesta mengembang.

Penemuan ini dilaporkan hari ini di jurnal Nature, dan ditulis oleh anggota CHIME/FRB Collaboration, termasuk rekan penulis MIT Calvin Leung, Juan Mena-Parra, Kaitlyn Shin, dan Kiyoshi Masui di MIT, bersama dengan Michilli, yang memimpin penemuan pertama sebagai peneliti di McGill University, dan kemudian sebagai postdoc di MIT.

Baca juga :  Karena Engkau Milikku

“Boom, boom, boom”

Sejak FRB pertama ditemukan pada tahun 2007, ratusan kilatan radio serupa telah terdeteksi di seluruh alam semesta, yang terbaru oleh the Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment, Eksperimen Pemetaan Intensitas Hidrogen Kanada, atau CHIME, sebuah teleskop radio interferometrik yang terdiri dari empat reflektor parabola besar yang terletak di Dominion Observatorium Astrofisika Radio di British Columbia, Kanada.

CHIME terus menerus mengamati langit saat Bumi berputar, dan dirancang untuk menangkap gelombang radio yang dipancarkan oleh hidrogen pada tahap paling awal alam semesta. Teleskop juga kebetulan sensitif terhadap ledakan radio cepat, dan sejak mulai mengamati langit pada tahun 2018, CHIME telah mendeteksi ratusan FRB yang berasal dari berbagai bagian langit.

Sebagian besar FRB yang diamati hingga saat ini adalah satu kali – semburan gelombang radio ultrabright yang berlangsung selama beberapa milidetik sebelum berkedip. Baru-baru ini, para peneliti menemukan FRB periodik pertama yang tampaknya memancarkan pola gelombang radio yang teratur. Sinyal ini terdiri dari jendela empat hari ledakan acak yang kemudian diulang setiap 16 hari. Siklus 16 hari ini menunjukkan pola aktivitas periodik, meskipun sinyal semburan radio sebenarnya lebih acak daripada periodik.

Pada 21 Desember 2019, CHIME menangkap sinyal potensi FRB, yang langsung menarik perhatian Michilli yang sedang memindai data yang masuk.

“Itu tidak biasa,” kenangnya. “Tidak hanya itu sangat lama, berlangsung sekitar tiga detik, tetapi ada puncak periodik yang sangat tepat, memancarkan setiap sepersekian detik — boom, boom, boom — seperti detak jantung. Ini adalah pertama kalinya sinyal itu sendiri. bersifat periodik.”

Semburan Brilian

Dalam menganalisis pola semburan radio FRB 20191221A, Michilli dan rekan-rekannya menemukan kesamaan dengan emisi dari pulsar radio dan magnetar di galaksi kita sendiri. Pulsar radio adalah bintang neutron yang memancarkan sinar gelombang radio, tampak berdenyut saat bintang berotasi, sementara emisi serupa dihasilkan oleh magnetar karena medan magnetnya yang ekstrem.

Baca juga :  Apa yang Membuat Seseorang Tertarik Secara Fisik bagi Anda?

Perbedaan utama antara sinyal baru dan emisi radio dari pulsar dan magnetar galaksi kita sendiri adalah bahwa FRB 20191221A tampak lebih dari satu juta kali lebih terang. Michilli mengatakan kilatan cahaya mungkin berasal dari pulsar radio atau magnetar jauh yang biasanya kurang terang saat berputar dan untuk beberapa alasan yang tidak diketahui mengeluarkan rangkaian ledakan cemerlang, dalam jendela tiga detik yang langka yang untungnya CHIME diposisikan untuk ditangkap.

“CHIME sekarang telah mendeteksi banyak FRB dengan sifat yang berbeda,” kata Michilli. “Kami telah melihat beberapa yang hidup di dalam awan yang sangat bergejolak, sementara yang lain terlihat seperti berada di lingkungan yang bersih. Dari sifat sinyal baru ini, kami dapat mengatakan bahwa di sekitar sumber ini, ada awan plasma yang pasti ada sangat bergejolak.”

Para astronom berharap dapat menangkap semburan tambahan dari FRB periodik 20191221A, yang dapat membantu menyempurnakan pemahaman mereka tentang sumbernya, dan bintang neutron secara umum.

“Deteksi ini menimbulkan pertanyaan tentang apa yang bisa menyebabkan sinyal ekstrem yang belum pernah kita lihat sebelumnya, dan bagaimana kita bisa menggunakan sinyal ini untuk mempelajari alam semesta,” kata Michilli. “Teleskop masa depan berjanji untuk menemukan ribuan FRB sebulan, dan pada saat itu kami mungkin menemukan lebih banyak lagi sinyal periodik ini.”

Penelitian ini didukung, sebagian, oleh Canada Foundation for Innovation.

(Materials provided by Massachusetts Institute of Technology)

***
Solo, Kamis, 21 Juli 2022. 6:09 pm
‘salam hangat penuh cinta’
Suko Waspodo
suka idea
antologi puisi suko
image: Neutron star illustration (stock image)

Rate this post

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *