Bintang neutron paling lambat ditemukan di kuburan kosmik

Sebuah sinyal radio berdenyut yang tidak biasa muncul dari "kuburan bintang" bisa menjadi bukti untuk kelas baru bintang neutron, menurut tim ilmuwan internasional. Sinyal pulsar berasal dari bintang neutron berusia 53 juta tahun yang berotasi sekali setiap 76 detik – menjadikannya bintang neutron berotasi paling lambat yang pernah diamati. Bintang tersebut diberi nama PSR J0901-4046 dan ditemukan oleh MeerKAT teleskop radio di Afrika Selatan.

Bintang neutron adalah objek dengan massa yang mirip dengan Matahari, tetapi telah terjepit oleh gravitasi hingga diameter sekitar 20 km. Momentum sudut dilestarikan saat bintang dikompresi, yang berarti bahwa kecepatan rotasi bintang meningkat - seperti bagaimana seorang skater berputar-putar mempercepat ketika dia menarik lengannya ke dalam.

Bintang-bintang neutron yang berotasi diketahui memancarkan sinar gelombang radio yang muncul sebagai pulsa bagi pengamat di Bumi. Proses emisi radio didorong oleh rotasi bintang dan transfer energi ini akhirnya memperlambat rotasi ke titik di mana emisi diharapkan berhenti.

Denyut tak terduga

“Yang mengejutkan dari penemuan ini adalah bahwa ia berada di kuburan bintang neutron. Itu membuatnya istimewa, ”jelasnya Manisha Caleb di University of Sydney, yang merupakan peneliti utama dalam proyek tersebut. “Kami tidak mengharapkan adanya denyut radio di wilayah ini. Penemuan ini telah membuka seluruh wilayah yang belum dijelajahi di mana kami belum pernah mencari bintang neutron sebelumnya.”

“Ini adalah bintang neutron paling lambat yang pernah diketahui,” tambah Caleb, yang merupakan penulis utama makalah di Astronomi Alam  yang menggambarkan penemuan “Fakta bahwa ia memancarkan gelombang radio menantang pemahaman kita tentang bagaimana bintang neutron menua.”

Bintang neutron paling lambat yang sebelumnya terlihat memiliki periode 23.5 detik, yang berarti penemuan baru ini sekitar tiga kali lebih lambat. PSR J0901–4046 tampaknya memiliki setidaknya tujuh jenis pulsa yang berbeda, beberapa di antaranya sangat periodik. Keragaman jenis denyut nadi ini adalah sesuatu yang menurut para peneliti belum pernah terlihat sebelumnya.

Pulsa kuasiperiodik

“Tidak ada bintang neutron lain yang diketahui menunjukkan keragaman ini. Jenis pulsa 'quasiperiodic' bisa jadi karena getaran seismik atau osilasi bintang neutron - yang bisa menjadi petunjuk penting untuk mekanisme emisi yang menghasilkan ledakan ini, ”kata Caleb. “Ini adalah awal dari kelas baru bintang neutron. Bagaimana atau apakah itu berhubungan dengan kelas lain belum dieksplorasi.”

Caleb, mantan dari University of Manchester, menjelaskan bahwa pengamatan itu melibatkan lebih dari sedikit keberuntungan. “Fakta bahwa sumbernya hanya 'on' selama sekitar 0.5% dari periode rotasi berarti kami sangat beruntung karena sinar itu telah memotong Bumi,” katanya. “Kita mungkin kehilangan seluruh populasi dari objek-objek ini yang bahkan tidak kita ketahui keberadaannya sampai sekarang.”

“Pulsar adalah bintang neutron dengan pancaran radiasi yang muncul dari kutub magnetnya yang menyapu bumi saat mereka berotasi, memungkinkan para astronom untuk mendeteksinya sebagai rangkaian pulsa reguler,” Co-penulis dari Astronomi Alam makalah dan astrofisikawan Universitas Oxford, Ian Heywood, Mengatakan Dunia Fisika. “Kita dapat menggunakan teleskop radio untuk mengatur waktu rotasi bintang neutron semacam itu dengan sangat presisi, menjadikan pulsar sumber daya yang sangat kebetulan untuk menguji berbagai aspek astrofisika dan fisika dasar.”

Kebetulan dan mendasar

Heywood menambahkan bahwa dua hal mendasar yang dapat diamati peneliti tentang bintang neutron adalah kecepatan rotasinya dan kecepatan rotasinya melambat.

“Teori tentang bintang neutron memprediksi bahwa untuk beberapa kombinasi dari dua nilai ini, emisi radio akan mati dan sinarnya akan hilang,” katanya. “Fakta bahwa kita melihat emisi radio dari objek ini dengan periode rotasi yang begitu lama menantang beberapa teori ini.”

Heywood menunjukkan bahwa nilai kecepatan rotasi dan perlambatan PSR J0901–4046 — secara teknis disebut sebagai ruang parameternya — menandainya sebagai sesuatu yang baru.

“Kelas berbeda dari bintang neutron yang berdenyut menempati wilayah ruang parameter yang cukup berbeda, dan penemuan ini mendorong ke arah wilayah yang tidak mengandung kelas bintang neutron yang diketahui,” Heywood menjelaskan. “Mungkin itu bukan kelas baru bintang neutron, tetapi pemahaman kita tentang populasi yang diketahui saat ini tidak lengkap. Bagaimanapun, penemuan ini mempertanyakan pemahaman kita tentang jenis objek ini.”

Para peneliti mengatakan bahwa dengan sepenuhnya memanfaatkan data dari MeerKAT dan dengan menggabungkan teknik observasi dari proyek MeerTRAP dan ThunderKAT teleskop, mereka berharap untuk mencari lebih banyak objek seperti PSR J0901–4046.

“Menemukan lebih banyak bintang neutron ini terbukti penting untuk pemahaman kita tentang populasi bintang neutron galaksi,” Caleb menyimpulkan.