Radio Kosmik Meledak Messier 81

Peneliti mengidentifikasi sumber di gugus bintang globular di galaksi M 81

Mereka adalah salah satu misteri besar alam semesta: semburan radiasi yang berlangsung sekitar satu milidetik dan hanya terlihat di teleskop radio. Sejak penemuan mereka pada tahun 2007, para astronom telah mencari penyebab kilatan kosmik ini. Sebuah tim yang terdiri dari Institut Max Planck untuk Radio Astronomi dan antena 100 meter di Eifelsberg telah menemukan salah satu ledakan radio cepat (FRB) ini pada jarak terdekatnya dengan Bumi sejauh ini, di galaksi spiral Messier 81, sekitar 12 juta cahaya. – Bertahun-tahun kemudian, dan terlebih lagi, sumbernya tampaknya terletak di gugus bintang globular di galaksi ini – di mana orang tidak akan mengharapkan FRB.

Semburan radio paling cepat muncul entah dari mana, dengan beberapa yang berulang secara berkala. Setiap letusan ini memancarkan energi sebanyak matahari dalam satu hari. Ratusan kilatan kosmik ini dilepaskan setiap hari dan diamati di langit. Sebagian besar dari mereka ditemukan jauh dari Bumi – di galaksi yang jaraknya miliaran tahun cahaya.

Para peneliti yang dipimpin oleh Franz Kirsten (Universitas Chalmers, Swedia) dan Kenzi Nemo (Universitas Amsterdam) kini telah melihat lebih dekat sumber sambaran petir berulang yang ditemukan pada Januari 2020 di konstelasi Ursa Major. “Kami ingin mencari petunjuk tentang asal mula wabah,” kata Kirsten.

Untuk ini, para ilmuwan menggunakan EVN Jaringan Pemantauan Eropa. Mereka menggabungkan data dari 12 antena parabola – termasuk teleskop 100 meter dari Institut Max Planck untuk Radio Astronomi sebagai instrumen tunggal yang paling sensitif – dan dengan demikian dapat menentukan dari mana ledakan radiasi di langit berasal.

Tim melacak kilatan ke tepi galaksi spiral terdekat Messier 81 (M 81), yang berjarak sekitar 12 juta tahun cahaya dari Bumi – dan dengan demikian mewakili sumber kilatan radio terdekat hingga saat ini. Dan: lokasi mereka persis sesuai dengan gugus bola yang terletak di galaksi dan terdiri dari kelompok padat bintang yang sangat tua.

Fakta ini mengejutkan para peneliti, karena sejauh ini lebih banyak FRB telah ditemukan di alam semesta di tempat-tempat di mana bintang-bintang lebih muda. “Kemiripan ledakan dengan emisi beberapa pulsar di galaksi kita membawa kita ke wilayah yang sudah dikenal, tetapi juga menunjukkan bahwa prekursor ledakan radioaktif bisa sangat berbeda,” kata Ramesh Karupusami dari Institut Max Planck untuk Radio Astronomi. di Bon.

Untuk memahami kejutan, seseorang perlu mengetahui teori di balik penyebab ledakan radio. Banyak ahli percaya bahwa apa yang disebut magnet tersembunyi di baliknya. Ini adalah sisa-sisa ledakan matahari masif yang sangat padat – bintang neutron dengan lebar sekitar 20 kilometer yang berputar dengan cepat dan memiliki medan magnet yang sangat kuat. “Kami berharap magnet menjadi organisme kecil,” kata Jason Hessels dari Universitas Amsterdam.

Oleh karena itu, para peneliti percaya bahwa sumber semburan radio dari galaksi M 81 adalah objek yang secara teoritis diprediksi tetapi tidak pernah terlihat hidup: magnetar yang terbentuk dalam bentuk katai putih dengan massa yang cukup sehingga terakumulasi untuk runtuh di bawah beratnya sendiri. . . Hal-hal aneh telah terjadi selama miliaran tahun keberadaan gugus bola. “Kami ragu kami melihat bintang dengan cerita yang tidak biasa di sini,” kata Franz Kirsten.

Katai putih adalah tahap akhir dari bintang biasa seperti matahari kita, yang hidup selama beberapa miliar tahun dan akhirnya berubah menjadi benda padat seukuran Bumi tanpa meledak. Banyak dari katai putih ini ditemukan di gugus bintang purba, dan beberapa di sistem bintang biner. Beberapa dari pasangan ini harus begitu dekat sehingga salah satu pasangan mengambil materi dari yang lain.

Jika katai putih menangkap massa ekstra yang cukup dari pendampingnya, ia dapat berubah menjadi bintang yang bahkan lebih masif – magnetar. “Ini adalah peristiwa yang langka, tetapi dalam sekelompok bintang tua, ini akan menjadi cara termudah untuk menghasilkan ledakan cepat transmisi radio,” kata anggota tim Mohit Bhardwaj dari McGill University di Kanada.

Selama pengukuran mereka, para peneliti membuat penemuan lain: beberapa semburan lebih pendek dari yang diharapkan dan mengubah kecerahannya dalam beberapa puluh nanodetik. “Ini berarti mereka harus datang dari area kecil di luar angkasa, lebih kecil dari lapangan sepak bola dan mungkin hanya beberapa puluh meter,” kata Kenzi Nemo.

Sinyal ultrashort serupa juga diterima dari salah satu objek paling terkenal di langit, pulsar Nebula Kepiting. Ini juga merupakan bintang neutron, sisa padat ledakan supernova yang terlihat dari Bumi pada 1054 di konstelasi Taurus. Saat bintang berotasi dengan cepat pada porosnya, ia memancarkan dua berkas radiasi. Saat memindai Bumi, objek muncul sebagai pulsar yang tampak berkedip seperti mercusuar.

“Beberapa sinyal yang kami ukur sangat pendek dan kuat, seperti beberapa sinyal dari pulsar Krebs. Ini menunjukkan bahwa kami memang melihat magnetar—walaupun di tempat yang belum pernah ditemukan magnetar sebelumnya,” kata Nimo. Pengamatan di masa depan dari sistem ini dan sistem lainnya akan membantu menentukan apakah sumbernya sebenarnya adalah magnetar atau sesuatu yang lain, seperti pulsar dengan sifat yang tidak biasa. Atau bahkan lubang hitam tempat bintang terkompresi berputar dalam orbit sempit.

poplar