Hasil dari Deep Synoptic Array-110 Caltech memberikan petunjuk baru tentang bagaimana magnetar terbentuk (Kredit: CalTech)
PASADENA, California — Ketika langit tiba-tiba meletus dengan gelombang energi radio yang kuat, para ilmuwan langsung bertindak. Peristiwa ekstrem ini, yang dikenal sebagai semburan radio cepat (FRB), telah membingungkan para astronom sejak penemuannya pada tahun 2007. Kini, tim dari Institut Teknologi California telah menggunakan rangkaian teleskop mutakhir untuk menentukan dengan tepat titik api kosmik tempat sinyal-sinyal aneh ini berada. berasal.
Kunci untuk mengungkap misteri FRB terletak pada sumbernya: bintang neutron bermagnet tinggi yang disebut magnetar. Ini adalah sisa-sisa bintang masif yang runtuh dan mati yang meledak dalam supernova spektakuler. Magnetar memiliki medan magnet ratusan triliun kali lebih kuat daripada medan magnet bumi, dan medan kolosal inilah yang tampaknya mendorong karakteristik emisi radio FRB yang cepat dan kuat.
“Kekuatan magnetar yang sangat besar menjadikannya salah satu objek paling menarik dan ekstrem di alam semesta,” kata Kritti Sharma, penulis utama studi baru yang diterbitkan dalam jurnal tersebut. Alam. “Sangat sedikit yang diketahui tentang penyebab terbentuknya magnetar setelah matinya bintang masif. Pekerjaan kami membantu menjawab pertanyaan ini.”
Untuk menemukan asal mula semburan radio cepat, Sharma dan timnya beralih ke Deep Synoptic Array-110 (DSA-110), sebuah observatorium radio luas di California yang dioperasikan oleh Caltech. Rangkaian yang kuat ini kini telah mendeteksi dan menunjukkan dengan tepat lokasi lebih dari 70 FRB – lebih dari dua kali lipat jumlah yang telah dilokalisasi oleh gabungan semua teleskop lainnya.
Dengan menganalisis 30 ledakan yang berlokasi tepat ini, para peneliti menemukan tren yang mengejutkan: FRB tampaknya lebih banyak terdapat di galaksi masif kaya logam yang secara aktif membentuk bintang-bintang baru. Hal ini kontras dengan asumsi sebelumnya bahwa FRB akan tersebar secara merata di semua jenis galaksi pembentuk bintang.
“Hal ini menarik karena para astronom sebelumnya mengira FRB meledak di semua jenis galaksi aktif,” catat studi tersebut.
Alasan kecenderungan ini terhadap galaksi masif yang kaya akan logam kemungkinan besar terletak pada bagaimana magnetar terbentuk. Bintang yang memiliki unsur lebih berat daripada hidrogen dan helium – “logam” dalam dunia astronomi – cenderung lebih besar dan lebih mungkin berada dalam sistem biner dengan bintang pendampingnya. Ketika bintang biner masif ini mencapai akhir masa hidupnya dan bergabung, ledakan yang dihasilkan dapat membentuk magnetar yang sangat kuat.
“Sebuah bintang dengan kandungan logam lebih banyak akan mengembang, mendorong perpindahan massa, yang berpuncak pada penggabungan, sehingga membentuk bintang yang lebih masif dengan total medan magnet yang lebih besar daripada yang dimiliki sebuah bintang,” jelas Sharma.
Dengan kata lain, semakin kaya logam suatu galaksi, semakin masif bintang-bintangnya – dan semakin besar kemungkinan galaksi tersebut menghasilkan magnetar ketika bertemu dengan ujung ledakannya. Hal ini dapat menjelaskan mengapa FRB, ciri khas magnetar, terkonsentrasi di galaksi kelas berat ini.
“Fakta bahwa FRB lebih umum ditemukan di galaksi kaya logam ini menyiratkan bahwa sumber FRB, yaitu magnetar, juga lebih umum ditemukan di galaksi jenis ini,” demikian bunyi studi tersebut.
Pemahaman baru tentang asal usul magnetar ini merupakan langkah maju yang besar dalam mengungkap misteri sinyal radio di luar angkasa. Dengan rencana pembangunan observatorium radio yang lebih besar dan lebih kuat, DSA-2000, di gurun Nevada, para astronom siap untuk mendeteksi dan menemukan lebih banyak lagi bencana alam kosmik ini di tahun-tahun mendatang.
“Hasil ini merupakan tonggak sejarah bagi seluruh tim DSA,” kata Vikram Ravi, asisten profesor astronomi di Caltech dan salah satu penulis studi tersebut. “Dan fakta bahwa DSA-110 sangat baik dalam melokalisasi FRB menjadi pertanda baik bagi keberhasilan DSA-2000.”
Jadi, meskipun asal muasal FRB mungkin masih menyimpan beberapa rahasia, ada satu hal yang jelas: ketika mengungkap misteri terbesar alam semesta, para astronom sedang mendengarkan gelombang radio kosmik, dan pesan yang mereka terima lebih keras dan lebih jelas daripada gelombang radio kosmis. pernah sebelumnya.
Ringkasan Makalah
Metodologi
Studi ini mengamati semburan radio cepat (FRB) menggunakan Deep Synoptic Array (DSA-110), sebuah teleskop radio canggih. Array tersebut dapat mendeteksi dan secara akurat menentukan asal usul FRB, dengan fokus pada galaksi raksasa pembentuk bintang. Para peneliti mengamati 60 FRB selama dua tahun dan memilih 30 dengan galaksi induk yang dapat diidentifikasi. Data mengenai galaksi-galaksi ini, termasuk pergeseran merah (pengukuran jarak) dan aktivitas pembentukan bintang, dikumpulkan melalui berbagai pengamatan teleskop dan dianalisis untuk memahami kondisi yang mendukung terjadinya FRB.
Hasil Utama
Penelitian ini menemukan bahwa FRB lebih sering terjadi di galaksi-galaksi besar yang membentuk bintang. Dibandingkan dengan galaksi pembentuk bintang pada umumnya di alam semesta, FRB tampaknya lebih menyukai lingkungan bermassa tinggi dan kaya logam. Tren ini menunjukkan bahwa keberadaan logam tertentu mungkin mempengaruhi pembentukan sumber FRB, kemungkinan besar adalah magnetar—bintang neutron dengan medan magnet yang kuat. Studi ini menyoroti kelangkaan FRB yang signifikan di galaksi bermassa rendah, terutama di wilayah terdekat.
Keterbatasan Studi
Keterbatasan penelitian ini adalah bias seleksi karena jangkauan deteksi DSA-110, yang dapat berdampak pada temuan distribusi FRB di berbagai jenis galaksi. Penelitian ini juga mengandalkan pengukuran pergeseran merah, yang mungkin memiliki sedikit ketidakakuratan tergantung pada keakuratan data yang dikumpulkan dari galaksi jauh.
Diskusi & Kesimpulan
Studi tersebut menunjukkan bahwa faktor lingkungan tertentu, seperti kandungan logam yang tinggi dan lingkungan bintang yang masif, dapat meningkatkan kemungkinan terjadinya FRB. Hal ini sejalan dengan hipotesis bahwa magnetar di galaksi masif adalah sumber utama FRB. Temuan ini dapat membuka jalan bagi penelitian di masa depan untuk mengeksplorasi proses sebenarnya di balik penciptaan FRB, terutama di lingkungan galaksi yang berbeda.
Pendanaan & Pengungkapan
Penelitian ini mendapat dukungan dari institusi seperti California Institute of Technology dan observatorium seperti Owens Valley Radio Observatory. Tidak ada persaingan kepentingan finansial yang dinyatakan oleh para peneliti, sehingga memastikan fokus penelitian tetap pada memajukan pemahaman ilmiah tanpa pengaruh eksternal.
