Pola permukaan untuk mode puntir yang berbeda. klik untuk memperbesar
Sebuah ledakan besar di permukaan bintang neutron memberi para astronom kesempatan untuk mengintip ke dalam permukaannya, mirip dengan bagaimana para ahli geologi memahami struktur Bumi di bawah kaki kita. Ledakan itu menyentak bintang neutron, dan membuatnya berdering seperti bel. Getaran kemudian melewati lapisan dengan kepadatan berbeda - cair atau padat - mengubah sinar-X yang mengalir. Para astronom menghitung bahwa ia memiliki kerak yang lebih tebal sekitar 1,6 km (1 mil) dalam, sesuai dengan perkiraan teoretis.
Sebuah tim ilmuwan AS-Jerman dari Institut Max Planck untuk Astrofisika dan NASA telah menggunakan Penjelajah Timing Sinar-X NASA untuk memperkirakan kedalaman kerak pada bintang neutron, objek terpadat yang dikenal di alam semesta. Kerak bumi, kata mereka, adalah sekitar 1,6 kilometer dan begitu padat sehingga satu sendok teh bahan ini akan berbobot sekitar 10 juta ton di Bumi.
Pengukuran ini, yang pertama dari jenisnya, berasal dari ledakan besar-besaran pada bintang neutron pada Desember 2004. Getaran dari ledakan itu mengungkapkan detail tentang komposisi bintang itu. Teknik ini analog dengan seismologi, studi gelombang seismik dari gempa bumi dan ledakan, yang mengungkapkan struktur kerak bumi dan interior.
Teknik seismologi baru ini menyediakan cara untuk menyelidiki interior bintang neutron, tempat yang penuh misteri dan spekulasi. Tekanan dan kerapatan sangat kuat di sini sehingga intinya mungkin mengandung partikel-partikel eksotis yang diperkirakan hanya ada pada saat Dentuman Besar.
Dr Anna Watts, dari Institut Max Planck untuk Astrofisika di Garching, melakukan penelitian ini bekerja sama dengan Dr. Tod Strohmayer dari Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Maryland.
"Kami pikir ledakan ini, yang terbesar dari jenisnya yang pernah diamati, benar-benar menyentak bintang itu dan benar-benar mulai berdering seperti bel," kata Strohmayer. "Getaran yang diciptakan dalam ledakan, meskipun pingsan, memberikan petunjuk yang sangat spesifik tentang terbuat dari apa benda-benda aneh ini. Sama seperti bel, cincin bintang neutron tergantung pada bagaimana gelombang melewati lapisan dengan kepadatan yang berbeda, baik cair atau padat. "
Bintang neutron adalah sisa-sisa inti bintang yang beberapa kali lebih masif dari matahari. Sebuah bintang neutron berisi sekitar 1,4 massa matahari dari material yang dijejalkan ke dalam bola yang hanya berjarak sekitar 20 kilometer. Kedua ilmuwan memeriksa bintang neutron bernama SGR 1806-20, yang terletak sekitar 40.000 tahun cahaya dari Bumi di rasi Sagitarius. Objek tersebut berada dalam subkelas bintang neutron yang sangat magnetis yang disebut magnetar.
Pada tanggal 27 Desember 2004, permukaan SGR 1806-20 mengalami ledakan yang belum pernah terjadi sebelumnya, peristiwa paling terang yang pernah dilihat dari luar tata surya kita. Ledakan, yang disebut hyperflare, disebabkan oleh perubahan tiba-tiba di medan magnet kuat bintang yang memecahkan kerak, kemungkinan menghasilkan gempa besar. Peristiwa itu terdeteksi oleh banyak observatorium ruang angkasa, termasuk Rossi Explorer, yang mengamati sinar X yang dipancarkan.
Strohmayer dan Watts berpikir bahwa osilasi adalah bukti getaran torsional global dalam kerak bintang. Getaran ini analog dengan gelombang-S yang diamati selama gempa bumi terestrial, seperti gelombang yang bergerak melalui tali. Studi mereka, yang dibangun berdasarkan pengamatan getaran dari sumber ini oleh Dr. GianLuca Israel dari Institut Nasional Astrofisika Italia, menemukan beberapa frekuensi baru selama hyperflare.
Watts dan Strohmayer kemudian mengkonfirmasi pengukuran mereka menggunakan Ramaty Imager Spektrum Surya Energi Tinggi NASA, sebuah observatorium matahari yang juga mencatat hyperflare, dan menemukan bukti pertama untuk osilasi frekuensi tinggi pada 625 Hz, indikasi gelombang melintasi kerak secara vertikal.
Kelimpahan frekuensi - mirip dengan akor, berlawanan dengan satu not - memungkinkan para ilmuwan untuk memperkirakan kedalaman kerak bintang neutron. Ini didasarkan pada perbandingan frekuensi dari gelombang yang bergerak di sekitar kerak bintang dan dari mereka yang bepergian secara radial. Diameter bintang neutron tidak pasti, tetapi berdasarkan perkiraan sekitar 20 kilometer, keraknya akan sekitar 1,6 kilometer. Angka ini, berdasarkan frekuensi yang diamati, sesuai dengan perkiraan teoritis.
Seismologi Starquake memegang janji besar untuk menentukan banyak properti bintang neutron. Strohmayer dan Watts telah menganalisis data Rossi yang diarsipkan dari magnetar hyperflare 1998 yang redup (dari SGR 1900 + 14) dan menemukan osilasi tanda di sini juga, meskipun tidak cukup kuat untuk menentukan ketebalan kerak.
Ledakan bintang neutron yang lebih besar yang terdeteksi dalam sinar-X dapat mengungkapkan rahasia yang lebih dalam, seperti sifat materi pada inti bintang. Satu kemungkinan yang menarik adalah bahwa intinya mungkin berisi quark gratis. Quark adalah blok bangunan proton dan neutron, dan dalam kondisi normal selalu terikat erat. Menemukan bukti quark gratis akan membantu dalam memahami sifat sebenarnya dari materi dan energi. Laboratorium di Bumi, termasuk akselerator partikel masif, tidak dapat menghasilkan energi yang diperlukan untuk mengungkapkan kuark bebas.
"Bintang neutron adalah laboratorium yang bagus untuk mempelajari fisika ekstrem," kata Watts. "Kami senang sekali dapat memecahkannya, tetapi karena itu mungkin tidak akan terjadi, mengamati efek dari magnetar hyperflare pada bintang neutron mungkin adalah hal terbaik berikutnya."
Sumber Asli: Max Planck Society
