Para astronom telah menelusuri jenis sinyal kosmik berulang yang misterius ke sepasang bintang yang tidak biasa, memberikan bukti terkuat tentang sumber salah satu fenomena astronomi yang paling membingungkan.
Penemuan ini dilakukan oleh tim peneliti internasional yang dipimpin oleh ilmuwan dari Universitas Sydney menggunakan teleskop radio ASKAP milik CSIRO. Temuan mereka mengidentifikasi asal mula kelas objek langka yang dikenal sebagai transien radio jangka panjang, semburan gelombang radio misterius yang telah membuat penasaran para astronom sejak pertama kali terdeteksi hanya di segelintir lokasi di Bima Sakti.
Hasilnya dipublikasikan di Astronomi alam.
Penulis utama Kovi Rose, seorang mahasiswa PhD di Fakultas Fisika dan CSIRO Universitas Sydney, mengatakan tim akhirnya berhasil menghubungkan salah satu sinyal misterius ini ke jenis sistem bintang tertentu.
“Untuk pertama kalinya, kami telah mengidentifikasi asal usul sinyal-sinyal ini, mengonfirmasi bahwa sumbernya adalah ‘variabel bencana’, atau bintang katai putih yang bertambah,” kata Rose.
“Transien radio jangka panjang telah membuat penasaran para astronom selama bertahun-tahun,” kata Rose. “Kami hanya menemukan selusin, dan asal usulnya tidak jelas. Kami sekarang dapat menunjukkan bahwa sumber salah satu transien ini berasal dari katai putih yang aktif mengekstraksi materi dari bintang pendampingnya.”
Sistem katai putih langka terungkap
Sistem yang baru diidentifikasi, yang dikenal sebagai ASKAP J1745−5051, terdiri dari katai putih dan katai merah yang terkunci dalam orbit yang sangat dekat. Katai putih adalah sisa padat bintang mati, seukuran Bumi tetapi massanya sebanding dengan Matahari. Pendampingnya adalah bintang katai merah yang jauh lebih besar namun kurang padat, yang memiliki massa sekitar sepersepuluh massa Matahari.
Kedua bintang itu mengorbit satu sama lain dalam waktu kurang lebih satu jam.
Saat katai putih mengekstraksi gas dari rekannya, material tersebut memanas dan memancarkan sinar-X. Pada saat yang sama, interaksi antara medan magnet bintang menghasilkan ledakan radio yang kuat. Bersama-sama, siaran ini berulang dalam siklus reguler setiap 1,4 jam.
“Semua emisi ini terkait dengan gerakan orbital sistem,” kata Rose. “Namun yang menarik, sinyal radio dan sinar-X tidak mencapai puncaknya pada saat yang bersamaan, sehingga memberi tahu kita bahwa sinyal tersebut dihasilkan di wilayah sistem yang berbeda.”
Para peneliti menemukan bahwa gelombang radio kemungkinan besar dihasilkan ketika medan magnet bintang bertabrakan dan berinteraksi dengan aliran materi bermuatan yang mengalir menuju katai putih. Proses ini menciptakan semburan radiasi terfokus yang menyapu ruang angkasa.
Memecahkan Misteri Transien Radio Durasi Panjang
Ketika transien radio jangka panjang pertama kali ditemukan, banyak astronom menduga bahwa itu mungkin adalah bintang neutron yang berputar sangat lambat, yang disebut pulsar. Namun, model yang ada menunjukkan bahwa bintang neutron yang berputar lambat seharusnya tidak mampu menghasilkan sinyal-sinyal ini.
Temuan baru ini mendukung penjelasan yang berbeda. Setidaknya beberapa transien radio jangka panjang tampaknya berasal dari sistem bintang biner yang melibatkan katai putih.
“Beberapa objek serupa telah dikaitkan dengan sistem biner sebelumnya, tapi ini adalah pertama kalinya kita dapat dengan jelas melihat bintang-bintang dan proses akresinya,” kata Profesor Murphy, direktur Fakultas Fisika di Universitas Sydney dan kepala peneliti di Pusat Keunggulan ARC untuk Penemuan Gelombang Gravitasi (OzGrav).
Sistem ini juga merupakan radio transien jangka panjang kedua yang diketahui menghasilkan sinar-X reguler. Ini adalah contoh pertama di mana para ilmuwan mengkonfirmasi dengan tepat apa yang menyebabkan perilaku periodik.
Batu Rosetta kosmik
Para peneliti percaya bahwa ASKAP J1745−5051 dapat menjadi objek referensi penting untuk memahami transien radio misterius lainnya.
Sistem ini ditemukan menggunakan ASKAP, sebuah teleskop radio yang dimiliki dan dioperasikan oleh CSIRO, badan sains nasional Australia. ASKAP menggabungkan bidang pandang yang luas, resolusi tinggi, dan sensitivitas yang luar biasa, menjadikannya sangat efektif dalam mendeteksi sinyal tidak biasa yang mungkin luput dari perhatian.
Sistem ini memberi kita cara untuk memecahkan kode sinyal-sinyal ini. Ini bisa membantu kita menentukan apakah transien jangka panjang lainnya lebih mirip pulsar atau sistem katai putih, yang bertindak seperti Batu Rosetta bintang, kata Rose, merujuk pada objek arkeologi yang ditemukan di Mesir yang membantu menerjemahkan hieroglif kuno.
Selain membantu menjelaskan sinyal radio misterius, sistem ini juga menawarkan para ilmuwan kesempatan langka untuk mempelajari kondisi fisik ekstrem yang tidak dapat diciptakan kembali di laboratorium di Bumi.
“Sistem ini adalah laboratorium alami,” kata Mr. Rose. “Mereka memungkinkan kita menguji pemahaman kita tentang bagaimana materi berperilaku di medan magnet yang kuat dan di bawah gaya gravitasi yang kuat.”
Pengamatan yang direncanakan di masa depan
Tim berencana untuk terus mempelajari sistem tersebut menggunakan teleskop radio, optik, dan sinar-X. Dengan menggabungkan pengamatan pada panjang gelombang yang berbeda, mereka berharap dapat lebih memahami bagaimana sinyal-sinyal ini dihasilkan dan apakah mekanisme serupa dapat menjelaskan populasi transien radio jangka panjang yang lebih luas.
“Setiap penemuan baru membantu kita membangun gambaran yang lebih besar,” kata Rose. “Kami baru saja mulai memahami peristiwa kosmik kelas baru ini.”
Kolaborasi internasional tersebut melibatkan peneliti dari Australia, Amerika Serikat, Tiongkok, Kanada, Spanyol, dan Israel. Pengamatan dilakukan menggunakan teleskop ASKAP dan Australia Telescope Compact Array milik CSIRO di Australia, teleskop radio MeerKAT di Afrika Selatan, teleskop optik SOAR dan Magellan di Chili, serta observatorium luar angkasa Swift (UV/X-ray) dan Einstein Probe (X-ray).
Para penulis melaporkan tidak ada kepentingan yang bersaing. Pendanaan untuk penelitian ini disediakan oleh Australian Research Council Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav), NASA, Alfred P. Sloan Foundation, Professor Harry Messel Physics Fellowship, European Research Council dan China Scholarship Council.
