Ilustrasi artis dari lubang hitam yang memakan bintang neutron. Kredit gambar: Dana Berry / NASA. Klik untuk memperbesar.
Para ilmuwan telah memecahkan misteri 35 tahun tentang asal-usul cahaya yang kuat, sepersekian detik yang disebut semburan sinar gamma pendek. Kilatan ini, lebih terang dari satu miliar matahari, namun hanya berlangsung beberapa milidetik, terlalu cepat untuk ditangkap ... sampai sekarang.
Jika Anda menebak bahwa ada lubang hitam yang terlibat, Anda setidaknya setengah benar. Semburan sinar gamma pendek muncul dari tabrakan antara lubang hitam dan bintang neutron atau antara dua bintang neutron. Dalam skenario pertama, lubang hitam menelan bintang neutron dan tumbuh lebih besar. Dalam skenario kedua, kedua bintang neutron membuat lubang hitam.
Semburan sinar gamma, ledakan paling kuat yang diketahui, pertama kali terdeteksi pada akhir 1960-an. Mereka acak, cepat berlalu, dan dapat terjadi dari berbagai wilayah langit. Coba cari lokasi flash kamera di suatu tempat di stadion olahraga yang luas dan Anda akan merasakan tantangan menghadapi pemburu sinar gamma. Memecahkan misteri ini membutuhkan koordinasi yang belum pernah terjadi sebelumnya di antara para ilmuwan menggunakan banyak teleskop berbasis darat dan satelit NASA.
Dua tahun lalu para ilmuwan menemukan bahwa ledakan yang lebih lama, yang berlangsung lebih dari dua detik, muncul dari ledakan bintang yang sangat masif. Namun, sekitar 30 persen semburan singkat dan di bawah dua detik.
Empat ledakan sinar gamma pendek telah terdeteksi sejak Mei. Dua di antaranya ditampilkan dalam empat makalah di Nature edisi 6 Oktober. Satu ledakan dari bulan Juli memberikan bukti "pistol merokok" untuk mendukung teori tabrakan. Semburan lain selangkah lebih maju dengan memberikan bukti menggiurkan, pertama kali sebuah lubang hitam memakan bintang neutron — pertama-tama merentangkan bintang neutron menjadi bulan sabit, menelannya, dan kemudian menelan remah-remah bintang yang rusak dalam beberapa menit dan jam yang lalu. diikuti.
Penemuan ini mungkin juga membantu dalam deteksi langsung gelombang gravitasi, belum pernah terlihat sebelumnya. Penggabungan semacam itu menciptakan gelombang gravitasi, atau riak di ruangwaktu. Semburan sinar gamma pendek bisa memberi tahu para ilmuwan kapan dan di mana harus mencari riak.
"Semburan sinar gamma secara umum terkenal sulit dipelajari, tetapi yang terpendek hampir tidak mungkin untuk dijabarkan," kata Dr. Neil Gehrels dari NASA Goddard Space Flight Center di Greenbelt, Md, penyelidik utama satelit Swift NASA. dan memimpin penulis pada salah satu laporan Nature. “Semua itu telah berubah. Kami sekarang memiliki alat untuk mempelajari peristiwa ini. "
Satelit Swift mendeteksi ledakan singkat pada 9 Mei, dan Penjelajah Transien Berenergi Tinggi (HETE) NASA mendeteksi lainnya pada 9 Juli. Ini adalah dua semburan yang ditampilkan di Nature. Swift dan HETE dengan cepat dan mandiri mengirimkan koordinat burst ke para ilmuwan dan observatorium melalui ponsel, penyeranta dan e-mail.
Peristiwa 9 Mei itu menandai pertama kalinya para ilmuwan mengidentifikasi cahaya setelah ledakan sinar gamma pendek, sesuatu yang biasa terlihat setelah ledakan panjang. Penemuan itu adalah subjek siaran pers NASA 11 Mei. Hasil baru yang diterbitkan di Nature mewakili analisis menyeluruh dari dua ledakan afterglows ini, yang memastikan kasus asal-usul ledakan singkat.
"Kami memiliki firasat bahwa ledakan sinar gamma pendek berasal dari bintang neutron yang menabrak lubang hitam atau bintang neutron lain, tetapi deteksi baru ini tidak diragukan lagi," kata Dr. Derek Fox dari Penn State, penulis utama pada satu laporan Nature merinci pengamatan multi-panjang gelombang.
Tim Fox menemukan hasil sinar-X dari ledakan 9 Juli dengan Observatorium Sinar-X NASA. Sebuah tim yang dipimpin oleh Prof. Jens Hjorth dari University of Copenhagen kemudian mengidentifikasi cahaya sesudahnya menggunakan teleskop Denmark 1,5 meter di Observatorium La Silla di Chili. Tim Fox kemudian melanjutkan studi tentang perasaan senang sesudahnya dengan Teleskop Luar Angkasa Hubble NASA; teleskop du Pont dan Swope di Las Campanas, Chili, yang didanai oleh Carnegie Institution; teleskop Subaru di Mauna Kea, Hawaii, dioperasikan oleh National Astronomical Observatory of Japan; dan Very Large Array, hamparan 27 teleskop radio di dekat Socorro, N., yang dioperasikan oleh National Radio Astronomy Observatory.
Pengamatan multi-panjang gelombang ledakan 9 Juli, disebut GRB 050709, memberikan semua potongan teka-teki untuk memecahkan misteri ledakan singkat.
"Teleskop yang kuat tidak mendeteksi supernova ketika ledakan sinar gamma memudar, berdebat menentang ledakan bintang masif," kata Dr. George Ricker dari MIT, Investigator Utama HETE dan penulis bersama artikel Nature lainnya. "Ledakan 9 Juli seperti anjing yang tidak menyalak."
Ricker menambahkan bahwa ledakan 9 Juli dan mungkin ledakan 9 Mei terletak di pinggiran galaksi tuan rumah mereka, di mana biner penggabungan lama diharapkan. Ledakan sinar gamma pendek tidak diperkirakan terjadi pada galaksi muda yang membentuk bintang. Diperlukan milyaran tahun untuk dua bintang masif, yang digabungkan dalam sistem biner, untuk pertama-tama berevolusi ke lubang hitam atau fase bintang neutron dan kemudian bergabung. Transisi bintang ke lubang hitam atau bintang neutron melibatkan ledakan (supernova) yang dapat menendang sistem biner jauh dari asalnya dan keluar menuju tepi galaksi inangnya.
Ledakan 9 Juli ini dan yang berikutnya pada 24 Juli menunjukkan sinyal unik yang menunjukkan tidak hanya merger lama tetapi, lebih khusus, merger bintang black hole - neutron. Para ilmuwan melihat lonjakan sinar-X setelah ledakan sinar gamma awal. Bagian sinar gamma cepat kemungkinan merupakan sinyal dari lubang hitam menelan sebagian besar bintang neutron. Sinyal sinar-X, dalam hitungan menit hingga jam berikutnya, bisa berupa remah-remah bahan bintang neutron yang jatuh ke dalam lubang hitam, sedikit mirip makanan penutup.
Dan masih ada lagi. Merger menciptakan gelombang gravitasi, riak dalam ruangwaktu yang diprediksi oleh Einstein tetapi tidak pernah terdeteksi secara langsung. Ledakan 9 Juli adalah sekitar dua miliar tahun cahaya. Penggabungan besar yang lebih dekat ke Bumi dapat dideteksi oleh Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) dari National Science Foundation. Jika Swift mendeteksi ledakan singkat di dekatnya, ilmuwan LIGO dapat kembali dan memeriksa data dengan waktu dan lokasi yang tepat dalam pikiran.
"Ini adalah kabar baik bagi LIGO," kata Dr. Albert Lazzarini, dari LIGO Laboratory di Caltech. “Hubungan antara ledakan singkat dan merger perusahaan menaikkan tingkat proyeksi untuk LIGO, dan mereka tampaknya berada di ujung atas perkiraan sebelumnya. Juga, pengamatan memberikan petunjuk yang menggiurkan tentang penggabungan bintang neutron lubang hitam, yang belum terdeteksi sebelumnya. Selama pengamatan LIGO yang akan datang, kami dapat mendeteksi gelombang gravitasi dari peristiwa semacam itu. "
Penggabungan lubang hitam - bintang neutron akan menghasilkan gelombang gravitasi yang lebih kuat daripada dua bintang neutron yang bergabung. Pertanyaannya sekarang adalah seberapa umum dan seberapa dekat merger ini. Swift, diluncurkan pada November 2004, dapat memberikan jawaban itu.
Sumber Asli: Rilis Berita NASA
