Para astronom telah menemukan “janda hitam” yang aneh – sistem yang tidak biasa dari pulsar “kanibal” dan dua bintang

Kanibal kosmik: para astronom telah menemukan perwakilan yang tidak biasa dari “janda hitam” – pulsar yang menghancurkan bintang pendamping mereka. Dengan periode orbit hanya 62 menit, pulsar dan bintang pendampingnya adalah pasangan terdekat dan tercepat dari jenisnya. Namun, tidak adanya sinar-X, bintang ketiga di Bunde dan asal mula sistem ini dalam massa globular yang bermigrasi melalui galaksi membuatnya misterius dan tidak biasa.

Itu juga membawa laba-laba dengan nama yang sama Janda Hitam Kosmik Kematian pasangan astral mereka. Pulsar yang berputar cepat ini membentuk sistem biner dengan bintang pendamping bermassa rendah, tetapi seiring waktu mereka menghancurkan pasangan bintang mereka. Alasan untuk ini adalah radiasi pulsar yang intens dan berenergi tinggi serta angin bintangnya yang kuat, yang secara bertahap mengikis bintang pendamping. Sejauh ini, hanya dua puluh pulsar “laba-laba” yang diketahui.

Tanda berkedip

Tetapi para astronom kini telah menemukan “janda hitam” yang tidak biasa dalam banyak hal. Ini dimulai dengan penemuan mereka: Kevin Bridge dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Cambridge dan timnya menemukan sistem pulsar tidak melalui sinar-X dan sinar gamma pulsar, tetapi dengan kilatan bintang pendampingnya. Karena sisi yang menghadap pulsar lebih panas daripada sisi yang menghadapnya, kecerahannya harus bervariasi dengan cepat dan luas dengan arah.

Untuk pencarian mereka untuk “pulsar laba-laba,” Bridge dan timnya mengevaluasi data pengamatan dari Fasilitas Transit Zwicky di California, sebuah teleskop yang memindai petak besar langit untuk perubahan atau fenomena yang muncul. Dalam data sekitar 20 juta bintang, para astronom telah mencari objek yang kecerahannya berfluktuasi dengan faktor sepuluh atau lebih pada interval satu jam atau kurang.

Kanibal pulsar dengan teman dekat

Faktanya, para peneliti menemukan apa yang mereka cari: Mereka menemukan sesuatu yang berjarak sekitar 3.000 tahun cahaya yang menjadi sekitar 13 kali lebih terang setiap 62 menit dan kemudian memudar lagi. Menurut para astronom, pola dan fitur spektral sistem ini menunjukkan bahwa ini adalah sistem biner di mana satu pasangan dipanaskan dari satu sisi – seperti dalam kasus janda hitam kosmik.

“Apa yang kami ketahui dengan pasti adalah bahwa apa yang kami lihat di sini adalah bintang yang sisi siangnya lebih panas daripada sisi malam, dan mengorbit sesuatu yang lain selama 62 menit,” kata Bridge. “Semuanya sepertinya menunjukkan bahwa ini adalah pulsar janda hitam.” Jika demikian, sistem yang disebut ZTF J1406 + 1222, akan menjadi pulsar pertama yang ditemukan melalui pengamatan cahaya tampak. Ini juga akan menjadi sistem pulsar dengan periode orbit terpendek yang diketahui.

Radiasi yang hilang dan pihak ketiga

Tapi itu tidak semua: “Ada beberapa hal yang tidak biasa tentang sistem ini, jadi mungkin juga sesuatu yang benar-benar baru,” jelas Bridge. Sejauh ini, tidak ada sinar-X atau sinar gamma yang dipancarkan dari sistem ini yang terdeteksi, dan tidak ada sumber radiasi yang dapat diidentifikasi pada posisi ini dalam data radio yang diarsipkan. Tidak jelas mengapa radiasi ini, yang khas untuk pulsar, menghilang dari ZTF J1406 + 1222.

Pihak ketiga yang tidak biasa juga: Data pengamatan tambahan dari Sloan Digital Sky Survey mengungkapkan bahwa pasangan terdekat yang mengorbit dengan cepat mengorbit bintang ketiga yang sangat jauh. Bintang kerdil yang kaya mineral ini berjarak sekitar 600 AU dan membutuhkan waktu sekitar 12.000 tahun untuk berotasi – dan dengan demikian jauh lebih dekat hubungannya daripada pasangan dalam.

Unik di antara pulsar

Para astronom menunjukkan bahwa konfigurasi hierarki rangkap tiga ini, bersama dengan periode orbit pendek pulsar dan pasangan dalam, membedakan janda hitam ini dari semua pulsar laba-laba yang diketahui sebelumnya. Selain itu, analisis spektroskopi menunjukkan bahwa ZTF J1406 + 1222 mungkin lebih tua dari tata surya kita. Ini menimbulkan pertanyaan di mana dan bagaimana sistem aneh ini muncul.

Tim menyimpulkan dari data mereka bahwa pulsar dan rekan-rekannya awalnya berada di gugus bola di tepi Bima Sakti. Namun, gugus bintang ini pasti telah mencapai pusat galaksi, di mana ia terkoyak oleh gangguan gravitasi. Para astronom telah lama berspekulasi bahwa pulsar milidetik yang terdeteksi di dekat pusat galaksi juga bisa berasal dari gugus bola yang terganggu tersebut.

“Jadi sistem ini unik untuk janda hitam karena kami mendeteksinya dalam cahaya tampak, ia memiliki pendamping jauh tambahan, dan karena ia keluar dari pusat galaksi,” kata Bridge. “Masih banyak yang belum kita pahami tentang sistem ini” (Alam, 2022; doi: 10.1038/s41586-022-04551-1)

Sumber: Institut Teknologi Massachusetts

5 Mei 2022

– Nadia Podebrigar