Tangkapan Besar Teleskop NASA: Pulsar Muda Ultra Terang

Pemandangan gugus bintang globular NGC 6624 yang dicitrakan oleh Teleskop Antariksa Hubble NASA. Gugus ini menampung pulsar termuda dan paling terang yang pernah diketahui.
Kredit: NASA/ESA/ I. King, Universitas California/Wikisky.org

Teleskop Antariksa Sinar Gamma Fermi NASA telah menemukan gugus bintang yang "tak terlihat" dan sebuah “dinamo kosmik” yang berputar sangat cepat yang dikenal sebagai mercusuar alam semesta.

Dalam dua penelitian terbaru yang diumumkan hari ini, para periset menggunakan Fermi untuk menemukan sembilan pulsar yang sebelumnya tak terlihat dan menetapkan salah satunya sebagai pulsar termuda dan paling terang.

Penemuan ini akan membantu para astronom untuk dapat memahami pulsar dengan lebih baik, kata para periset, sekaligus akan memunculkan berbagai pertanyaan baru.

“Sangat fantastik, menakjubkan dan sungguh hasil yang tak terduga,” ungkap Profesor Victoria Kaspi dari Universitas McGill di Montreal kepada media. “Tapi sekarang kami justru memiliki banyak pekerjaan untuk memahami dampak yang ditimbulkannya terhadap sensus galaksi dan pemahaman kita tentang evolusi bintang.”

Mercusuar Alam Semesta

Pulsar terbentuk saat bintang masif mati dalam ledakan supernova, inti bintang kemudian runtuh dan berevolusi menjadi objek padat yang seluruh komposisinya terdiri dari partikel neutron.

Bintang neutron hanya berukuran sebesar sebuah kota. Jika massa bintang yang sangat masif dimampatkan ke dalam ruang yang relatif kecil ini, maka lahirlah pulsar: Momentum sudut yang terus terjaga menyebabkan bintang berputar dengan sangat cepat, sembari memancarkan berkas cahaya berenergi tinggi yang “menyapu” sekelilingnya seperti cahaya lampu mercusuar.

Pulsar tampak berdenyut karena para astronom hanya bisa mendeteksi berkas panjang gelombang radio atau sinar gamma saat mengarah ke Bumi. Sebagian besar pulsar berputar antara 7 hingga 3.750 putaran per menit, meskipun beberapa di antara mereka yang disebut pulsar milidetik, dapat berputar hingga 43.000 putaran per menit.

Fermi adalah perangkat yang tepat untuk menemukan dan mengkarakterisasi beberapa tipe pulsar, karena mampu mendeteksi sinar gamma dengan sangat baik. Dan periset memanfaatkannya dalam dua studi terbaru.

Pulsar yang Tak Terlihat

Satu tim astronom menggunakan data Fermi untuk menemukan sembilan sumber sinar gamma relatif redup dari pulsar-pulsar yang sebelumnya tidak diketahui. Penemuan ini menambah daftar pulsar yang pernah ditemukan ke angka lebih dari 100. Sebelum Fermi diluncurkan pada tahun 2008, hanya 7 pulsar sumber sinar gamma yang bisa diketahui, kata para periset.

Para ilmuwan menciptakan sebuah algoritma baru dan menggunakan superkomputer untuk membantu melacak foton sinar gamma kembali ke sumber pulsar. Algoritma dan superkomputer memiliki tingkat presisi yang sangat tinggi, karena sebanyak 8.000 foton yang mengarah ke Bumi berhasil terdeteksi menggunakan teleskop setiap harinya. Fermi rata-rata mendeteksi 8 sumber foton setiap hari sejak diluncurkan.

“Layaknya mendengar percakapan di sebuah pesta koktail dan kita mencoba untuk menguping apa yang mereka bahas,” jelas Bruce Allen, direktur Institut Albert Einstein di Hanover, Jerman.

Metode ini dirasa cukup berhasil. Sembilan pulsar baru yang mereka temukan memancarkan tingkat radiasi gamma yang lebih lemah dibandingkan objek sejenis yang telah ditemukan sebelumnya. Rotasi mereka antara 180-720 kali per menit, kata para periset.

Makalah studi akan dipublikasikan di Astrophysical Journal edisi mendatang.

Ilustrasi pulsar termuda dan paling terang J1823-2021A, memiliki medan magnet yang sangat kuat. Terletak sekitar 27.000 tahun cahaya dari Bumi, rotasi pulsar menghasilkan denyut 183,8 kali per detik.
Kredit: NASA/GSFC

Keanehan Bintang Terang Berusia Muda

Dalam studi lain, yang makalahnya diterbitkan hari ini di jurnal Science, tim peneliti mengarahkan Fermi ke gugus bintang globular yang terdiri dari banyak bintang masif dan terletak 27.000 tahun cahaya di rasi Sagitarius.

Para peneliti mendeteksi radiasi sinar gamma dalam jumlah yang besar. Sedemikian besar, sehingga awalnya diperkirakan bersumber dari sekelompok besar pulsar milidetik. Tapi observasi tindak lanjut mengungkap bahwa perkiraan tersebut tidak tepat.

“Sungguh menakjubkan,” ujar penulis utama makalah studi Paulo Freire dari Institut Radio Astronomi Max Planck di Bonn, Jerman. “Kami awalnya menduga sinar gamma berasal dari 100 pulsar milidetik, namun kini kami mengetahui hanya bersumber dari 1 pulsar saja.”

Pulsar milidetik ultra terang yang diberi kode J1823-3021A, emisi radionya pertama kali diamati pada tahun 1990-an. Dan observasi dalam panjang gelombang sinar gamma, menobatkan J1823-3021A sebagai pulsar milidetik paling terang yang pernah diketahui. Para peneliti menghitung umurnya baru 25 juta tahun, sekaligus menobatkannya sebagai pulsar termuda. Sebagian besar pulsar yang telah ditemukan rata-rata telah berusia sekitar satu miliar tahun, menurut para periset.

Fakta bahwa J1823-3021A ditemukan dalam gugus bintang globular dan berusia masih sangat muda, selain lebih besar, merupakan sebuah kejutan, kata Kaspi, karena gugus bintang globular biasanya didominasi oleh bintang-bintang lanjut usia.

“Bagaikan menemukan Justin Bieber di konser Stones,” katanya.

Tingkat kecerahan J1823-3021A yang sangat ekstrem mungkin akan mendorong para astronom untuk memikirkan kembali gagasan mereka tentang bagaimana objek semacam itu terbentuk. Dan mengetahui usianya yang masih sangat muda menunjukkan bahwa pulsar milidetik hiperenergik kemungkinan lebih umum di alam semesta daripada yang pernah dibayangkan oleh para astronom.

Fermi dapat membantu para periset untuk mengungkap misteri-misteri ini.

“Cukp sportif untuk mengatakan bahwa masa depan sains pulsar bersama Fermi akan sangat cerah,” pungkas Pablo Saz Parkinson dari Universitas California, Santa Cruz.

Ditulis oleh: Mike Wall, penulis senior, space.com

Sumber: NASA Telescope's Big Haul: 'Invisible' Stars & Amazingly Bright Pulsar

#terimakasihgoogle