September 26, 2022

Ada sinyal radio aneh yang mengirim kita ke sini di Bumi. Dimungkinkan untuk merasakannya ribuan kali setiap hari, jika para astronom tahu di mana menemukannya.

Kemungkinan besar ini bukan upaya alien untuk menghubungi kita. Para astronom menyebutnya ledakan radio cepat (FRB), dan itu adalah beberapa misteri ruang angkasa yang paling menjengkelkan saat ini. Kami mulai mendapatkan gambaran dari mana mereka mungkin berasal, tetapi kami tidak yakin apa sebenarnya penyebabnya.

Para astronom sedang mengerjakannya. Para peneliti dari Universitas Nanjing dan Universitas Hong Kong telah memodelkan apa yang mungkin membentuk salah satunya, dalam sebuah makalah yang diterbitkan di Nature Communications pada 21 September, mempelajari ledakan yang berulang dengan cepat bernama FRB 20201124A.

Semburan radio cepat singkat: Sebagian besar berlangsung satu atau dua detik, atau bahkan kurang. Mereka adalah ledakan: Ketika mereka diciptakan, mereka dianggap energik seperti matahari kita. Yang mengatakan, pada saat sinyal mencapai kita, mereka umumnya jauh lebih lemah daripada gelombang radio terestrial kita — yang sebagian menjelaskan mengapa mereka butuh waktu lama untuk ditemukan.

Para astronom telah mengamati blip kecil ini di teleskop radio mereka selama lebih dari satu dekade. Pada tahun 2007, para astronom yang menyisir data berusia enam tahun menemukan denyut nadi pendek dan singkat dari sumber yang tidak diketahui. Itu adalah yang pertama dari ratusan, sejauh ini.

Sinyal dari yang tidak diketahui

Apa yang menyebabkan FRB, jika mereka memiliki satu penjelasan sama sekali, tetap tidak jelas. Ahli astrofisika telah menyarankan tautan ke lubang hitam, bintang neutron, ledakan sinar gamma, supernova, dan segala macam fenomena jauh lainnya (ya, bahkan alien).

See also  Terbuat dari apakah lendir? Sekilas tentang evolusi slime.

Salah satu penyebab populer adalah magnetar: jenis tertentu dari bintang neutron energi tinggi dengan medan magnet yang sangat kuat, sebanyak satu triliun kali kekuatan Bumi. Pada tahun 2020, para astronom melihat FRB yang berasal dari magnetar di galaksi kita sendiri.

[Related: Astronomers caught a potent radio burst blasting at us from a dwarf galaxy 3 billion light-years away]

Meski begitu, apa sebenarnya yang membuat magnetar menghasilkan FRB tidak diketahui. Beberapa astronom menduga ini ada hubungannya dengan bagaimana magnetar berputar, yang dapat menciptakan ketukan yang dapat diprediksi dari FRB tertentu — agak seperti pengaturan waktu yang tepat dari sebuah pulsar yang berputar. Para astronom menyebut atribut ini “periodisitas.” Namun, dalam banyak kasus, tidak ada buktinya. (Teori lain adalah bahwa beberapa FRB berasal dari cakram gas dan debu yang terbentuk di sekitar lubang hitam.)

Yang membuat masalah menjadi lebih rumit adalah bahwa setiap dari ratusan FRB itu adalah binatang yang berbeda. Beberapa berkedip sekali, tidak pernah terlihat lagi. Beberapa berkedip beberapa kali. Beberapa tetap diam selama berhari-hari, lalu menyala secara acak untuk waktu yang singkat, lalu diam lagi. Dan beberapa berkedip puluhan ratusan kali berturut-turut dengan cepat. FRB 20201124A tegas dalam kategori terakhir.

Berburu FRB 20201124A

Para astronom pertama kali melihatnya pada November 2020 (maka penomoran namanya). Mereka melihat sekilas loncengnya dengan, yah, CHIME—teleskop radio di British Columbia yang sekarang bertugas menjelajahi sidik jari FRB. Setiap hari, CHIME menyapu langit, berhenti di suatu tempat selama beberapa menit setiap kali. Selama salah satu jeda itulah ruang lingkup menemukan FRB 20201124A.

Pada awalnya, sepertinya hanya FRB biasa. “Kami tidak segera mengumumkannya,” kata Adam Lanman, astrofisikawan pascadoktoral di Universitas McGill yang terlibat dengan temuan CHIME. Itu akan segera berubah.

See also  Baca edisi Musim Gugur 2022 Daredevil

Pada April 2021, CHIME melihat FRB 20201124A menyala secara metaforis, mengirimkan pulsa berulang. Para astronom CHIME memperingatkan komunitas astronomi dunia. “Setelah itu, sekelompok observatorium lain mulai melihat banyak peristiwa darinya,” kata Lanman.

[Related: Astronomers just made one giant leap in solving a bizarre cosmic mystery]

Salah satu observatorium itu adalah FAST: teleskop radio terbesar di dunia, terletak di pegunungan provinsi Guizhou di barat daya Cina. Dalam makalah lain yang diterbitkan di Nature pada hari yang sama, para ilmuwan yang menggunakan FAST melaporkan melihat hampir 2.000 ledakan lagi dari FRB 20201124A sebelum sumbernya terdiam lagi.

“Sampel besar ini dapat membantu kami menjelaskan asal-usul FRB,” kata Wang Fayin, astrofisikawan di Universitas Nanjing.

Mengulangi FRB bukanlah hal baru, tetapi pengamatan FAST melihat sejumlah sidik jari unik dalam gelombang radio yang menunjukkan ada sesuatu yang bermain dengannya. “Ada beberapa karakteristik unik dari FRB 20201124A, yang memotivasi kami untuk membuat model untuk itu,” kata Wang.

Sistem bintang model

Wang dan rekan-rekannya mencoba tangan mereka di model. Mereka menunjukkan bahwa FRB 20201124A memang berasal dari magnetar—tetapi bukan magnetar saja. Saat gelombang radio meledak dari magnetar, mereka melewati pinggiran bintang yang diorbit magnetar. Ini adalah jenis bintang tertentu yang disebut bintang Be, bintang yang sangat terang yang diselimuti piringan plasma dan gas. Gelombang radio dari FRB akan melewati disk itu, menjelaskan karakter uniknya.

“Semua sepenuhnya spekulatif, tetapi tidak ada yang tidak mungkin,” kata Jonathan Katz, astrofisikawan di Universitas Washington di St Louis, yang bukan seorang penulis.

“Saya belum pernah melihat makalah lain yang masuk ke detail sebanyak ini,” kata Lanman, yang juga bukan seorang penulis.

See also  Embrio dinosaurus yang membatu ini meringkuk di dalam telurnya seperti ayam

Tetapi model ini tidak cocok dengan data FAST—ada sedikit variasi yang tidak sepenuhnya dijelaskan. “Apa pun yang terjadi, mungkin model mereka adalah intinya, tetapi ada lebih banyak hal yang terjadi selain itu,” kata Katz.

Pemodelan FRB dengan cara ini bukanlah hal baru. Para astronom sering berpikir bahwa pengulangan FRB adalah berkat bintang neutron atau lubang hitam yang mengorbit bintang lain. Di sisi lain, belum jelas bagaimana tepatnya, pengulangan FRB 20201124A. Katz mengatakan kelompok luar belum bisa menjelajahi data FAST untuk bukti periodisitas.

Namun, jika itu adalah magnetar yang mengorbit bintang lain yang dicari oleh para astronom, maka mereka juga tahu di mana menemukannya. Pengamatan yang sama yang menghasilkan model telah membantu mempersempit sumber FRB 20201124A ke galaksi tertentu, yang dapat membantu para astronom menemukannya nanti. Mereka mungkin melakukannya dengan mencari dalam panjang gelombang lain: sinar-X, misalnya, atau sinar gamma.

Para astronom telah mencoba menjelajahi galaksi itu dengan sinar-X sebelumnya. Tetapi model tersebut mungkin membantu mereka mempersempit upaya pencarian mereka, dan itulah yang direkomendasikan Lanman setelah pekerjaan ini: “Tentu saja, pencarian lebih lanjut untuk rekan-rekan X-ray ke depan” adalah dalam rangka, kata Lanman.