Para astronom menemukan jenis objek bintang baru yang menantang pemahaman fisika bintang neutron

Sebuah tim internasional yang dipimpin oleh para astronom dari simpul Curtin University dari International Center for Radio Astronomy Research (ICRAR) telah menemukan jenis objek bintang baru yang menantang pemahaman kita tentang fisika bintang neutron.

Objek itu bisa jadi magnetar yang sangat tinggi, yang merupakan jenis bintang langka dengan medan magnet yang sangat kuat yang dapat menghasilkan semburan energi yang kuat.

Sampai saat ini, semua magnetar yang dikenal melepaskan energi dengan interval beberapa detik hingga beberapa menit. Objek yang baru ditemukan memancarkan gelombang radio setiap 22 menit, menjadikannya periode magnet terpanjang yang pernah ditemukan. Publikasi penelitian di jurnal alam.

Para astronom menemukan objek tersebut menggunakan Murchison Widefield Array (MWA), sebuah teleskop radio di Negara Wajarri Yamaji di Australia Barat yang terpencil. Magnetar, bernama GPM J1839−10, berjarak 15.000 tahun cahaya dari Bumi di konstelasi Scutum, kata penulis utama Dr. Natasha Hurley-Walker.

“Objek luar biasa ini menantang pemahaman kita tentang bintang neutron dan magnetar, yang merupakan beberapa objek paling eksotis dan ekstrem di alam semesta,” katanya.

Tubuh bintang hanyalah yang kedua dari jenisnya yang pernah ditemukan setelah penemuan pertama oleh mahasiswa sarjana Tyrone O’Doherty di Universitas Curtin.

Pada awalnya, para ilmuwan tidak dapat menjelaskan apa yang mereka temukan. Mereka menerbitkan makalah di alam pada Januari 2022 menggambarkan objek transien misterius yang muncul dan menghilang secara sporadis, memancarkan sinar energi yang kuat tiga kali dalam satu jam.

Hal pertama yang mengejutkan kami, kata Dr Hurley Walker – pengawas kehormatan O’Doherty -.

“Kami bingung,” katanya. “Jadi kami mulai mencari objek serupa untuk melihat apakah itu peristiwa yang terisolasi atau hanya puncak gunung es.”

Antara Juli dan September 2022, tim mensurvei langit dengan teleskop MWA. Dan mereka dengan cepat menemukan apa yang mereka cari di GPM J1839−10. Itu memancarkan semburan energi yang bertahan hingga lima menit – lima kali lebih lama dari objek pertama.

Teleskop lain mengikuti untuk mengonfirmasi penemuan dan mempelajari lebih lanjut tentang sifat unik objek tersebut.

Tiga termasuk Teleskop Radio CSIRO di Australia, Teleskop Radio MeerKAT di Afrika Selatan, Teleskop 10m Grantecan (GTC), dan Teleskop Luar Angkasa XMM-Newton.

Berbekal koordinat langit dan karakteristik GPM J1839−10, tim juga mulai mencari arsip pengamatan teleskop radio terkemuka dunia.

“Itu muncul dalam pengamatan oleh Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) di India, dan Very Large Array (VLA) di AS memiliki pengamatan sejak tahun 1988,” katanya.

“Itu adalah momen yang luar biasa bagi saya. Saya berusia lima tahun ketika teleskop kami pertama kali merekam pulsa dari objek ini, tetapi tidak diketahui, dan tetap tersembunyi dalam data selama 33 tahun.

“Mereka melewatkannya karena mereka tidak berharap menemukan yang seperti itu.”

Tidak semua magnetar menghasilkan gelombang radio. Beberapa berada di bawah “garis kematian”, ambang kritis di mana medan magnet bintang menjadi terlalu lemah untuk menghasilkan emisi energi tinggi.

“Objek yang kami deteksi berputar sangat lambat untuk menghasilkan gelombang radio – berada di bawah garis kematian,” kata Dr. Hurley-Walker.

“Dengan asumsi itu adalah magnetar, seharusnya objek ini tidak mungkin menghasilkan gelombang radio. Tapi kita melihatnya. Dan kita tidak hanya berbicara tentang kilatan kecil emisi radio. Setiap 22 menit, ia memancarkan gelombang energi panjang gelombang selama lima menit, dan telah melakukannya setidaknya selama 33 tahun.”

“Apa pun mekanisme di balik ini, ini tidak biasa.”

Penemuan ini memiliki implikasi penting bagi pemahaman kita tentang fisika bintang neutron dan perilaku medan magnet di lingkungan ekstrem.

Ini juga menimbulkan pertanyaan baru tentang pembentukan dan evolusi magnetisme dan dapat menjelaskan asal muasal fenomena misterius seperti semburan radio cepat.

Tim peneliti berencana untuk melakukan lebih banyak pengamatan magnetar untuk mempelajari lebih lanjut tentang sifat dan perilakunya.

Mereka juga berharap untuk menemukan lebih banyak objek misterius ini di masa depan, untuk menentukan apakah mereka memang magnet dengan periode yang sangat lama, atau bahkan sesuatu yang lebih virtual.

MWA adalah pendahulu observatorium astronomi radio terbesar di dunia, Square Kilometer Array, yang sedang dibangun di Australia dan Afrika Selatan. MWA merayakan tonggak penting tahun ini karena menyelesaikan satu dekade operasi dan penemuan ilmiah internasional.

Pusat Internasional untuk Penelitian Astronomi Radio (ICRAR) adalah proyek bersama Curtin University dan University of Western Australia.