Galaksi mati mengirimkan 22 semburan radio yang kuat, menentang penjelasan ilmiah

Lokasi ledakan radio cepat, ditunjukkan dengan garis oval, berada di pinggiran galaksi elips masif, oval kuning di sebelah kanan. (Kredit: Observatorium Gemini)

MONTREAL — Para astronom telah membuat penemuan membingungkan yang mendorong batas-batas pengetahuan kita tentang sinyal kosmik misterius. Dengan menggunakan teleskop khusus, mereka mendeteksi ledakan radio kuat yang datang dari lokasi yang tidak terduga: pinggiran galaksi kuno yang tidak aktif dan terletak 2 miliar tahun cahaya dari Bumi.

Penemuan ini dimulai ketika para peneliti menggunakan teleskop Eksperimen Pemetaan Intensitas Hidrogen Kanada (CHIME) mendeteksi semburan gelombang radio yang intens berulang kali dari sumber di konstelasi utara Ursa Minor. Sinyal kosmik ini, yang dikenal sebagai fast radio bursts (FRBs), muncul dalam bentuk kilatan kuat yang hanya berlangsung selama milidetik.

Antara Februari dan Juli 2024, tim mengamati 22 semburan terpisah dari satu sumber yang diberi nama “FRB 20240209A.” Untuk menemukan lokasi sinyal-sinyal ini secara tepat, mereka menggabungkan pengamatan dari CHIME dengan fasilitas mitra yang disebut KKO, yang terletak 66 kilometer jauhnya. Kombinasi ini bekerja seperti teropong astronomi raksasa, yang memungkinkan ketepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam menentukan asal mula semburan.

Apa yang mereka temukan menantang teori yang ada: sinyal tersebut datang dari jarak sekitar 40.000 tahun cahaya dari pusat galaksi induknya – kira-kira dua kali jarak dari Bumi ke pusat Bima Sakti kita. Ini merupakan offset terbesar dari galaksi induk yang pernah diamati untuk sumber FRB.

Yang lebih membingungkan lagi adalah sifat dari galaksi induknya sendiri. Tidak seperti kebanyakan galaksi di mana sinyal-sinyal ini pernah ditemukan sebelumnya, galaksi ini merupakan galaksi elips yang diperkirakan berusia 11,3 miliar tahun, yang cukup kuno menurut standar kosmik. Dengan massa lebih dari 100 miliar kali massa Matahari kita, galaksi ini secara efektif “mati”, yang berarti bintang-bintang baru jarang terbentuk di sana.

“Ini bukan hanya FRB pertama yang ditemukan di luar galaksi mati, namun dibandingkan dengan semua FRB lainnya, FRB ini juga merupakan yang terjauh dari galaksi yang terkait dengannya,” kata Vishwangi Shah, mahasiswa doktoral di McGill University dan penulis utama studi tersebut. belajar, dalam sebuah pernyataan. “Lokasi FRB mengejutkan dan menimbulkan pertanyaan tentang bagaimana peristiwa energik seperti itu bisa terjadi di wilayah di mana tidak ada bintang baru yang terbentuk.”

Penemuan tersebut, dijelaskan dalam Surat Jurnal Astrofisikamenantang teori terkemuka bahwa semburan ini berasal dari magnetar, yang merupakan bintang neutron berputar yang sangat bermagnet, sisa dari kematian bintang-bintang muda masif akibat ledakan. Di galaksi setua ini, sisa-sisa bintang seperti itu seharusnya sudah lama hilang.

Salah satu penjelasan yang mungkin adalah bahwa ledakan tersebut mungkin berasal dari gugus globular – kumpulan padat bintang purba yang mengorbit galaksi utama. “Sumbernya mungkin berada di gugus bola, wilayah padat bintang-bintang tua dan mati di luar galaksi. Jika terkonfirmasi, hal ini akan menjadikan FRB 20240209A sebagai FRB kedua yang terkait dengan gugus bola,” kata Shah.

Untuk menyelidiki lebih lanjut, tim peneliti menggunakan teleskop Gemini North di Hawaii untuk mempelajari wilayah ini secara detail. Saat mereka mencari tanda-tanda galaksi kecil pendamping yang mungkin menjadi tuan rumah ledakan ini, mereka tidak menemukan apa pun yang terlihat di lokasi tersebut, sehingga semakin memperdalam misteri.

Pola waktu sinyal-sinyal ini memberikan intrik tambahan. Setelah penemuan pertamanya pada bulan Februari 2024, sumber tersebut relatif tenang selama beberapa bulan sebelum meningkatkan aktivitasnya secara drastis pada bulan Juni, menghasilkan 17 semburan hanya dalam satu bulan.

Ini merupakan saat yang menyenangkan untuk penelitian ledakan radio yang cepat. Rangkaian teleskop ketiga sedang ditambahkan ke jaringan CHIME di Observatorium Hat Creek di California Utara, yang akan membantu para ilmuwan menemukan semburan misterius ini dengan lebih presisi. “Ketika dipasangkan dengan tiga cadik, kita seharusnya dapat secara akurat menentukan satu FRB per hari ke galaksinya, dan ini merupakan hal yang penting,” kata Calvin Leung, Miller Postdoctoral Fellow di UC Berkeley dan salah satu penulis studi tersebut.

Penemuan ini memperluas pemahaman kita tentang di mana sinyal-sinyal misterius ini bisa terjadi dan apa yang mungkin menyebabkannya. Menemukan semburan berulang di lokasi yang tidak terduga menunjukkan adanya beberapa jalur pembentukan fenomena kosmik ini, memberikan arah baru untuk penelitian di masa depan.