Kredit gambar: NASA
Ada kemungkinan bahwa laju putaran pulsar dibatasi oleh radiasi gravitasi menurut data baru yang dikumpulkan oleh Timing Explorer Rossi X-ray NASA - sebuah fenomena yang diprediksi oleh Albert Einstein. Para ilmuwan percaya bahwa ketika pulsar melaju, ia mendatar, dan distorsi dalam bentuknya menyebabkannya memancarkan gelombang gravitasi yang menghentikannya berputar begitu cepat sehingga terbang terpisah.
Radiasi gravitasi, riak-riak dalam struktur ruang yang diprediksi oleh Albert Einstein, dapat berfungsi sebagai penegak lalu lintas kosmik, melindungi pulsar yang ceroboh dari pemintalan yang terlalu cepat dan meledak, menurut sebuah laporan yang diterbitkan dalam Nature edisi 3 Juli.
Pulsar, bintang pemintalan tercepat di Semesta, adalah sisa-sisa inti dari bintang yang meledak, yang mengandung massa Matahari kita yang terkompresi menjadi bola sekitar 10 mil. Beberapa pulsar memperoleh kecepatan dengan menarik gas dari bintang tetangga, mencapai laju putaran hampir satu putaran per milidetik, atau hampir 20 persen kecepatan cahaya. Pulsar "milidetik" ini akan terbang terpisah jika mereka memperoleh kecepatan lebih.
Menggunakan Penjelajah Waktu Sinar-X Rossi milik NASA, para ilmuwan telah menemukan batas seberapa cepat pulsar berputar dan berspekulasi bahwa penyebabnya adalah radiasi gravitasi: Semakin cepat pulsar berputar, semakin banyak radiasi gravitasi yang mungkin dilepaskan, karena bentuk bola yang indah itu menjadi sedikit cacat. Ini dapat menahan rotasi pulsar dan menyimpannya dari penghapusan.
"Alam telah menetapkan batas kecepatan untuk putaran pulsar," kata Prof. Deepto Chakrabarty dari Massachusetts Institute of Technology, penulis utama pada artikel jurnal. “Seperti halnya mobil yang melaju di jalan raya, pulsar yang berputar paling cepat secara teknis bisa melaju dua kali lebih cepat, tetapi sesuatu menghentikannya sebelum pecah. Mungkin itu adalah radiasi gravitasi yang mencegah pulsar menghancurkan diri mereka sendiri. ”
Rekan penulis Chakrabarty adalah Drs. Edward Morgan, Michael Muno, dan Duncan Galloway dari MIT; Rudy Wijnands, Universitas St. Andrews, Skotlandia; Michiel van der Klis, Universitas Amsterdam; dan Craig Markwardt, Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA. Wijnands juga memimpin surat Nature kedua yang melengkapi temuan ini.
Gelombang gravitasi, analog dengan gelombang di atas samudera, adalah riak dalam ruangwaktu empat dimensi. Gelombang eksotis ini, yang diprediksi oleh teori relativitas Einstein, diproduksi oleh benda-benda besar yang bergerak dan belum terdeteksi secara langsung.
Dibuat dalam ledakan bintang, pulsar terlahir berputar, mungkin 30 kali per detik, dan melambat selama jutaan tahun. Namun jika pulsar padat, dengan potensi gravitasinya yang kuat, ada dalam sistem biner, ia dapat menarik material dari bintang pendampingnya. Masuknya ini dapat memutar pulsar ke kisaran milidetik, berputar ratusan kali per detik.
Dalam beberapa pulsar, materi yang terakumulasi di permukaan kadang-kadang dikonsumsi dalam ledakan termonuklir besar-besaran, memancarkan ledakan sinar-X yang berlangsung hanya beberapa detik. Dalam kemarahan ini ada kesempatan singkat untuk mengukur putaran pulsar yang redup. Para ilmuwan melaporkan di Nature bahwa jenis kedipan yang ditemukan dalam semburan sinar-X ini, yang disebut "burst osilasi," berfungsi sebagai ukuran langsung dari laju putaran pulsar. Mempelajari osilasi burst dari 11 pulsar, mereka menemukan tidak ada yang berputar lebih cepat dari 619 kali per detik.
Rossi Explorer mampu mendeteksi pulsar yang berputar secepat 4.000 kali per detik. Perpisahan pulsar diperkirakan terjadi pada 1.000 hingga 3.000 putaran per detik. Namun para ilmuwan tidak menemukan yang secepat itu. > Dari analisis statistik 11 pulsar, mereka menyimpulkan bahwa kecepatan maksimum yang terlihat di alam harus di bawah 760 putaran per detik.
Pengamatan ini mendukung teori mekanisme umpan balik yang melibatkan radiasi gravitasi yang membatasi kecepatan pulsar, yang dikemukakan oleh Prof. Lars Bildsten dari University of California, Santa Barbara. Ketika pulsar menambah kecepatan melalui pertambahan, setiap sedikit distorsi pada kerak padat, logam kristalin setebal setengah mil dari bintang akan memungkinkan pulsar memancarkan gelombang gravitasi. (Bayangkan bola rugby berputar dan lonjong dalam air, yang akan menyebabkan lebih banyak riak daripada bola berputar, bola basket.) Laju rotasi keseimbangan akhirnya tercapai ketika gerakan sudut dilepaskan dengan memancarkan radiasi gravitasi cocok dengan momentum sudut yang ditambahkan ke pulsar oleh bintang pendampingnya.
Bildsten mengatakan bahwa pulsar milidetik yang bertambah akhirnya bisa dipelajari secara lebih rinci dengan cara yang sama sekali baru, melalui deteksi langsung radiasi gravitasi mereka. LIGO, Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory sekarang beroperasi di Hanford, Washington, dan di Livingston, Louisiana, pada akhirnya akan dapat disesuaikan dengan frekuensi di mana pulsar milidetik diharapkan memancarkan gelombang gravitasi.
"Gelombangnya halus, mengubah ruangwaktu dan jarak antara benda-benda sejauh Bumi dan Bulan jauh lebih kecil dari lebar atom," kata Prof Barry Barish dari California Institute of Technology, direktur LIGO. "Dengan demikian, radiasi gravitasi belum terdeteksi secara langsung. Kami berharap untuk segera mengubahnya. ”
Sumber Asli: Rilis Berita NASA
