Fast Radio Bursts (FRBs) telah menjadi fokus utama penelitian dalam dekade terakhir. Dalam astronomi radio, fenomena ini mengacu pada pulsa radio sementara yang berasal dari sumber kosmologis yang jauh, yang biasanya hanya bertahan beberapa milidetik saja. Sejak peristiwa pertama terdeteksi pada tahun 2007 ("Lorimer Burst"), tiga puluh empat FRB telah diamati, tetapi para ilmuwan masih tidak yakin apa yang menyebabkannya.
Dengan teori mulai dari bintang yang meledak dan lubang hitam hingga pulsar dan magnetar - dan bahkan pesan yang berasal dari kecerdasan ekstra-terestrial (ETI) - para astronom telah bertekad untuk mempelajari lebih lanjut tentang sinyal-sinyal aneh ini. Dan berkat penelitian baru oleh tim peneliti Australia, yang menggunakan Pathfinder Array Kilometer Square Australia (ASKAP), jumlah sumber FRB yang dikenal hampir dua kali lipat.
Studi yang merinci penelitian mereka, yang baru-baru ini muncul di jurnal Alam, dipimpin oleh Dr. Ryan Shannon - seorang peneliti dari Universitas Teknologi Swinburne dan Pusat Keunggulan ARC OzGrav - dan termasuk anggota dari Pusat Internasional untuk Penelitian Astronomi Radio (ICRAR), Fasilitas Nasional Teleskop Australia (ATNF), ARC Pusat Keunggulan untuk All-Sky Astrophysics (CAASTRO), dan beberapa universitas.
Seperti yang mereka nyatakan dalam penelitian mereka, upaya untuk memahami FRB secara keseluruhan telah dihambat oleh sejumlah faktor. Untuk satu, pencarian sebelumnya telah dilakukan dengan teleskop yang bervariasi dalam hal sensitivitas, pada rentang frekuensi radio yang berbeda, dan di lingkungan dengan tingkat interferensi frekuensi radio yang berbeda - yang merupakan hasil dari aktivitas manusia.
Kedua, pencarian di masa lalu telah diperumit oleh sifat sumber sementara dan resolusi sudut yang buruk dari instrumen pendeteksi, yang telah menghasilkan ketidakpastian ketika menyangkut sumber FRB dan kecerahannya. Untuk mengatasinya, tim melakukan survei radio lapangan luas yang terkontrol dengan baik untuk serangkaian ledakan yang ditemukan pada 2016 dan dilacak ke galaksi kerdil yang berjarak 3,7 miliar tahun cahaya.
Tim melakukan survei ini menggunakan susunan ASKAP, teleskop survei radio tercepat di dunia yang berlokasi di Australia Barat. Dirancang dan dirancang oleh Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), susunan ASKAP terdiri dari 36 antena 'antena' yang tersebar di hamparan medan yang berdiameter 6 km (3,7 mil).
Menggunakan array ini, yang merupakan pendahulu teleskop Square Kilometer Array (SKA) di masa depan, tim peneliti mensurvei semburan yang berasal dari sumber kosmologis yang jauh ini. Selain menemukan lebih banyak FRB dalam satu tahun daripada survei sebelumnya, mereka juga mengamati bahwa sinyal datang dari sumber yang lebih jauh dari yang diperkirakan sebelumnya. Seperti yang dijelaskan Dr Shannon dalam siaran pers ICRAR:
“Kami telah menemukan 20 ledakan radio cepat dalam setahun, hampir dua kali lipat jumlah yang terdeteksi di seluruh dunia sejak ditemukan pada tahun 2007. Menggunakan teknologi baru dari Array Pathfinder (ASKAP) Kilometer Square Australia, kami juga telah membuktikan bahwa ledakan radio cepat datang dari sisi lain Semesta daripada dari lingkungan galaksi kita sendiri. "
Pengamatan tindak lanjut yang dilakukan antara 8 dan 46 hari setelah deteksi awal menemukan bahwa tidak ada semburan yang berulang. 20 semburan yang mereka deteksi juga termasuk sumber terdekat yang pernah diamati, belum lagi yang paling terang. Temuan mereka juga menunjukkan bahwa ada hubungan antara dispersi pecah dan kecerahan, serta intensitas dan jarak.
Alasan untuk ini berkaitan dengan fakta bahwa semburan yang lebih jauh menempuh miliaran tahun cahaya sebelum mencapai Bumi. Dalam perjalanan mereka, mereka melewati material yang terletak di antara sumber dan Bumi (seperti awan gas), yang memiliki efek pada mereka. Jean-Pierre Macquart, dari simpul Curtin University ICRAR dan rekan penulis di kertas menjelaskan:
“Setiap kali ini terjadi, panjang gelombang berbeda yang membentuk ledakan diperlambat dengan jumlah yang berbeda. Akhirnya, ledakan mencapai Bumi dengan penyebaran panjang gelombang yang tiba di teleskop pada waktu yang sedikit berbeda, seperti perenang di garis finish. Waktu kedatangan panjang gelombang yang berbeda memberi tahu kita berapa banyak material yang telah dilalui ledakan dalam perjalanannya. Dan karena kami telah menunjukkan bahwa ledakan radio cepat datang dari jauh, kita dapat menggunakannya untuk mendeteksi semua materi yang hilang yang terletak di ruang antara galaksi — yang merupakan penemuan yang sangat menarik. "
Berkat kelompok penemuan terbaru ini, para ilmuwan sekarang memahami bahwa FRB yang telah terdeteksi sejauh ini berasal dari sisi lain kosmos, daripada di dalam galaksi kita. Namun, kami masih belum bisa menentukan apa penyebabnya atau galaksi mana mereka berasal. Tetapi dengan sampel penelitian yang sekarang terdiri dari 48 deteksi, para peneliti cenderung belajar lebih banyak di tahun-tahun mendatang.
Bagi Dr. Shannon dan tim penelitiannya, tantangan selanjutnya adalah menentukan lokasi semburan di langit. "Kami akan dapat melokalisasi semburan ke lebih dari seperseribu derajat," katanya. "Itu tentang lebar rambut manusia yang terlihat sepuluh meter jauhnya, dan cukup bagus untuk mengikat setiap ledakan ke galaksi tertentu."
Dan sementara itu, studi tentang FRB juga diharapkan akan mengarah pada beberapa terobosan besar dalam astronomi. Sudah, tim peneliti CSIRO menggunakan Parkes Observatory di Australia untuk mendeteksi FRB pada 2016, yang kemudian diamati oleh beberapa observatorium di seluruh dunia. Hasilnya, tim dapat mengidentifikasi sumbernya (galaksi elips 6 miliar tahun cahaya) dan menentukan pergeseran merah sinyal.
Prestasi yang belum pernah terjadi sebelumnya ini memungkinkan tim peneliti untuk mengukur kerapatan materi yang ikut campur antara galaksi ini dan Bumi, yang mengkonfirmasi bahwa model kita saat ini untuk mengukur kerapatan materi di Semesta benar. Dengan kata lain, tim dapat menemukan "materi yang hilang" dari Semesta menggunakan FRB sebagai tongkat pengukur. Atau seperti Dr. Jean-Pierre Macquart, Dosen Senior di Curtin University dan salah satu ilmuwan yang bertanggung jawab atas penemuan ini, katakan:
“[FRB], pada dasarnya, adalah laboratorium fisika yang menyelidiki materi dan energi ekstrem yang tidak dapat kita akses di laboratorium terestrial. Dan justru fisika semacam ini yang akan mendorong kemajuan teknologi di masa depan dalam generasi yang akan datang. "
Penelitian terbaru juga telah menentukan bahwa FRB adalah peristiwa kosmologis yang sangat umum, terjadi sekitar sekali setiap detik di alam semesta kita. Dengan alat pengamatan yang kuat segera hadir di internet - seperti Square Kilometer Array (SKA), Large American American Millimeter Array (LLAMA) dan Teleskop Radio Qitai 110m - para ilmuwan yakin akan mengamati lebih banyak FBR dalam waktu dekat.
Dengan setiap deteksi baru, kita dapat belajar lebih banyak tentang apa yang menyebabkan kilatan aneh ini, dan bagaimana mereka dapat digunakan untuk membuka kunci misteri Alam Semesta kita. Sementara itu, pastikan untuk memeriksa wawancara ini dengan Dr. Shannon dan tim penemuan, milik CSIRO:
