Ketika sebuah bintang mengeluarkan bahan bakar nuklirnya menjelang akhir umurnya, ia mengalami keruntuhan gravitasi dan menumpahkan lapisan terluarnya. Ini menghasilkan ledakan luar biasa yang dikenal sebagai supernova, yang dapat menyebabkan terciptanya lubang hitam, pulsar, atau kurcaci putih. Dan terlepas dari beberapa dekade pengamatan dan penelitian, masih banyak ilmuwan yang tidak tahu tentang fenomena ini.
Untungnya, pengamatan berkelanjutan dan instrumen yang ditingkatkan mengarah ke semua jenis penemuan yang menawarkan peluang untuk wawasan baru. Misalnya, tim astronom dengan National Radio Astronomy Observatory (NRAO) dan NASA baru-baru ini mengamati pulsar “bola meriam” yang melaju jauh dari supernova yang diyakini telah menciptakannya. Temuan ini sudah memberikan wawasan tentang bagaimana pulsar dapat mengambil kecepatan dari supernova.
Pulsar, yang ditunjuk sebagai PSR J0002 + 6216 (J0002), terletak sekitar 6.500 tahun cahaya dari Bumi. Awalnya ditemukan pada tahun 2017 oleh ilmuwan warga yang bekerja untuk sebuah proyek yang disebut [email protected], yang bergantung pada sukarelawan untuk menganalisis data dari NASA Fermi Gamma-ray Space Telescope (FGST). Proyek ini telah bertanggung jawab atas penemuan 23 pulsar sejauh ini.
Namun, penemuan khusus inilah yang sangat penting. Sejak pertama kali ditemukan, sebuah tim yang dipimpin oleh Frank Schinzel dari National Astronomy Observatory Radio (NRAO) melakukan pengamatan radio lanjutan dengan menggunakan Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) di New Mexico. Ini menunjukkan bahwa pulsar memiliki ekor partikel yang terkejut dan energi magnetik yang memperpanjang 13 tahun cahaya di belakangnya.
Yang lebih menarik adalah fakta bahwa ekor ini menunjuk ke arah pusat sisa supernova yang terletak 53 tahun cahaya di belakangnya (CTB 1). Ekor ini adalah hasil dari gerakan cepat pulsar melalui gas antarbintang, yang menghasilkan gelombang kejut yang menghasilkan energi magnetik dan partikel yang dipercepat di belakangnya. Seperti yang dijelaskan Shinzel dalam siaran pers NASA baru-baru ini:
“Berkat ekornya yang seperti anak panah yang sempit dan sudut penglihatan yang kebetulan, kita dapat melacak pulsar ini langsung kembali ke tempat kelahirannya. Studi lebih lanjut tentang objek ini akan membantu kita lebih memahami bagaimana ledakan ini mampu 'menendang' bintang-bintang neutron dengan kecepatan tinggi. "
Mengandalkan data Fermi, tim dapat mengukur seberapa cepat dan ke arah mana pulsar bergerak. Ini dicapai melalui teknik yang dikenal sebagai "pulsar timing", di mana sinar gamma berkedip yang terjadi dengan setiap rotasi pulsar (dalam kasus J0002, 8,7 kali per detik) digunakan untuk melacak gerakan.
Dari ini, tim menentukan bahwa J0002 bepergian dengan kecepatan sekitar 1125 km / s (700 mps) atau 4 juta km / jam (2,5 juta mph). Di masa lalu, para ilmuwan telah mengamati pulsar bergerak dengan kecepatan tinggi, tetapi pada kecepatan rata-rata sekitar lima kali lebih lambat - 240 km / s (150 mps). Seperti yang dijelaskan Dale Frail (seorang peneliti dari NRAO yang merupakan bagian dari tim penemuan):
"Puing-puing ledakan di sisa supernova awalnya diperluas lebih cepat dari gerakan pulsar. Namun, puing-puing diperlambat oleh pertemuannya dengan material renggang di ruang antarbintang, sehingga pulsar mampu mengejar dan mengambilnya. ”
Tim juga menentukan bahwa pulsar akhirnya akan menyusul shell yang berkembang yang diciptakan oleh supernova. Pada awalnya, puing-puing supernova yang mengembang akan bergerak keluar lebih cepat dari J0002, tetapi setelah sekitar 5.000 ribu tahun, interaksi shell dengan gas antarbintang secara bertahap memperlambatnya. Pada 10.000 tahun, yang sekarang dilihat oleh para astronom, pulsar berada di luar cangkang.
Sementara para astronom telah lama mengetahui bahwa pulsar dapat memperoleh kecepatan dalam dari ledakan supernova yang menciptakannya, mereka tetap tidak jelas tentang bagaimana itu terjadi. Penjelasan yang mungkin adalah bahwa ketidakstabilan pada bintang yang runtuh bisa menghasilkan daerah materi yang padat dan bergerak lambat yang mulai menarik bintang neutron, secara bertahap mempercepatnya menjauh dari pusat ledakan.
"Pulsar ini bergerak cukup cepat sehingga pada akhirnya akan lepas dari Galaksi Bima Sakti kita," kata Frail. “Banyak mekanisme untuk menghasilkan tendangan telah diusulkan. Apa yang kita lihat dalam PSR J0002 + 6216 mendukung gagasan bahwa ketidakstabilan hidrodinamik dalam ledakan supernova bertanggung jawab atas kecepatan tinggi pulsar ini. "
Ke depan, tim berencana untuk melakukan pengamatan tambahan menggunakan VLA, Very Long Baseline Array (VLBA) dari National Science Foundation, dan Observatorium Sinar-X NASA. Tindak lanjut ini diharapkan akan memberikan lebih banyak petunjuk tentang bagaimana pulsar ini mengambil begitu banyak kecepatan, yang bisa pergi jauh ke arah penyelesaian beberapa misteri yang masih mengelilingi ledakan supernova.
Hasil ini baru-baru ini dibagikan pada pertemuan Divisi Energi Astrofisika (HEAD) ke-17 dari American Astronomical Society, yang diadakan dari 17 hingga 21 Maret di Monterey, California. Mereka juga menjadi subjek penelitian yang sedang ditinjau untuk publikasi dalam edisi terbaru The Astrophysical Journal Letters.
