Sinar Gamma

Sumber Sinar Gamma

Energi sinar gamma paling kecil meskipun panjang gelombangnya paling banyak dibandingkan gelombang apa pun dalam spektrum elektromagnetik. Sinar gamma diproduksi oleh objek terpanas dan paling energik di alam semesta, seperti bintang neutron, pulsar, supernova dan wilayah di sekitar lubang hitam. Di Bumi, gelombang gamma dihasilkan oleh ledakan nuklir, kilat, dan aktivitas peluruhan radioaktif.

Warna-warna yang tampak lebih cerah di wilayah rasi bintang Cygus ini menunjukkan deteksi sinar gamma oleh Teleskop Antariksa Sinar Gamma Fermi.
Kredit: NASA/DOE/International Tim LAT

Deteksi Sinar Samma

Tidak seperti cahaya optik dan sinar-X, sinar gamma tidak dapat ditangkap dan dipantulkan oleh cermin. Panjang gelombang sinar gamma sangat pendek sehingga dapat melewati celah di antara atom dalam detektor. Detektor sinar gamma biasanya dilengkapi dengan blok kristal padat. Saat masuk ke detektor, sinar gamma akan bertabrakan dengan elektron di dalam kristal. Proses ini disebut hamburan Compton, yakni benturan dengan elektron yang menyebabkan sinar gamma kehilangan energi, mirip efek karambol. Benturan ini menciptakan partikel bermuatan yang dapat dideteksi oleh sensor.

Semburan Sinar Gamma

Semburan sinar gamma adalah fenomena elektromagnetik paling energik dan paling terang setelah Big Bang. Jumlah energi yang dilepaskan dalam waktu 10 detik setara dengan energi yang dihasilkan oleh Matahari selama kurun waktu 10 miliar tahun.

Bidang astronomi yang mempelajari sinar gamma diprioritaskan untuk menemukan objek-objek paling energik di alam semesta ini. Menemukan mereka memperbolehkan para ilmuwan untuk mempelajari fisika baru, menguji teori dan melakukan eksperimen yang tidak mungkin dilakukan di dalam laboratorium.

Jika mata kita bisa melihat sinar gamma, langit malam akan terlihat sangat aneh. Pemandangan rasi bintang yang familiar di langit malam akan digantikan oleh semburan radiasi gamma berenergi tinggi yang terus berubah, hanya bertahan sepersekian detik hingga menit layaknya kilatan blitz kamera, sejenak mendominasi langit lalu memudar.

Satelit Swift NASA merekam ledakan sinar gamma yang disebabkan oleh proses kelahiran lubang hitam sejauh 12,8 miliar tahun cahaya (di bawah). Objek ini adalah salah satu objek terjauh yang pernah terdeteksi.

Kredit: NASA/Swift/Stefan Immler, dkk.

Komposisi Planet

Para ilmuwan dapat menggunakan sinar gamma untuk menentukan komposisi sebuah planet. Gamma-Ray Spectrometer (GRS) yang terpasang di Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry, and Ranging (MESSENGER) bisa mengukur sinar gamma yang dipancarkan oleh inti atom di permukaan Merkurius yang terpapar sinar kosmik. Ketika terpapar sinar kosmik, unsur-unsur kimia di tanah dan bebatuan memancarkan energi yang dapat diidentifikasi secara unik dalam wujud sinar gamma. Data ini dapat membantu para ilmuwan untuk mencari unsur-unsur yang dianggap penting secara geologis seperti hidrogen, magnesium, silikon, oksigen, besi, titanium, natrium dan kalsium.

Sedangkan spektrometer sinar gamma di Mars Odyssey Orbiter NASA mendeteksi dan memetakan tanda-tanda khusus, seperti peta berikut yang menunjukkan konsentrasi hidrogen dari tanah di permukaan Mars.

Kredit: NASA/ Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio

Langit Sinar Gamma

Sinar gamma juga mengalir dari bintang, supernova, pulsar dan piringan akresi lubang hitam untuk menyirami langit kita dengan sinar gamma. Aliran sinar gamma ini dicitrakan menggunakan Teleskop Antariksa Sinar Gamma Fermi NASA untuk memetakan galaksi Bima Sakti. Visi Fermi mencakup pemandangan 360 derajat Bima Sakti dari perspektif kita di Bumi.

Kredit: NASA/DOE/ International LAT Team

Gambar Spektrum Penuh

Gambar komposit berikut adalah sisa-sisa supernova Cassiopeia A yang memperlihatkan spektrum penuh dalam satu gambar.

Data sinar gamma dari Teleskop Fermi berwarna magenta, data sinar-X dari Observatorium Chandra berwarna biru dan hijau. Data optik dari Teleskop Hubble berwarna kuning. Data inframerah dari Teleskop Spitzer berwarna merah dan data radio dari Very Large Array berwarna oranye.