December 1, 2021
Satu Objek Kosmik Memancarkan 1.652 Radio Cepat Meledak dalam 47 Hari

Satu Objek Kosmik Memancarkan 1.652 Radio Cepat Meledak dalam 47 Hari

FAST menangkap pulsa nyata dari FRB 121102. Kredit: NAOC

Fenomena energik yang dikenal sebagai Fast Radio Bursts (FRBs) adalah salah satu misteri kosmik terbesar saat ini. Kilatan cahaya misterius ini terlihat di bagian gelombang radio dari spektrum dan biasanya hanya berlangsung beberapa milidetik sebelum menghilang selamanya. Sejak FRB pertama kali diamati pada tahun 2007, para astronom telah menantikan hari ketika instrumen dengan sensitivitas yang cukup dapat mendeteksinya secara teratur.

Hari itu telah tiba dengan selesainya Teleskop Radio CEPAT 500 Meter (alias Tianyan, “Mata Surga”). Sejak mulai beroperasi, observatorium ini telah memperluas jumlah FRB yang terdeteksi. Faktanya, menurut penelitian yang dipimpin oleh National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences (NAO/CAS), observatorium mendeteksi total 1.652 semburan independen dari satu sumber dalam 47 hari.

Penelitian, yang baru-baru ini muncul di jurnal Alam, dilakukan oleh para peneliti dari proyek Commensal Radio Astronomy FAST Survey (CRAFTS). CRAFTS termasuk peneliti dari Cornell Center for Astrophysics and Planetary Science, Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO), dan beberapa universitas di Cina, Australia, dan AS

Untuk memecah fenomena ini, FBR sangat energik, menghasilkan output surya senilai satu tahun dalam ruang milidetik. Dalam kasus yang jarang terjadi, para astronom telah menemukan ledakan yang berulang di alam, yang memungkinkan mereka untuk melakukan studi lanjutan. Sementara asal mula ledakan ini masih belum diketahui, kemungkinan penjelasan berkisar dari bintang neutron hiper-magnet dan lubang hitam hingga string kosmik yang tersisa dari Dentuman Besar dan bahkan transmisi alien!

Penjelasan eksotik ini sangat menarik dalam hal pengulangan FRB, karena pengulangan cocok untuk penjelasan buatan. Ini termasuk sinyal yang ditunjuk FRB 121102, yang awalnya terdeteksi pada tahun 2012 dan merupakan repeater pertama yang diketahui dan FRB pertama yang terlokalisasi dengan baik. Sinyal ini tidak hanya telah dilacak ke galaksi kerdil yang berjarak 3 miliar tahun cahaya, tetapi juga berulang kali meledak pada interval yang cukup teratur.

Pengamatan sebelumnya menentukan bahwa itu berulang pada siklus 157 hari yang terdiri dari fase tidak aktif 67 hari, diikuti oleh periode 90 hari di mana ia berulang kali akan memancarkan suar radio yang intens. Dalam beberapa tahun terakhir, Pei Wang dan banyak lembaga yang berpartisipasi dalam proyek teleskop FAST telah memantau FRB 121102 dan merekam beberapa semburan berulang – satu yang terdiri dari 20 pulsa dalam satu hari dan yang lainnya di mana 12 semburan diamati dalam dua jam.

Dari ini, Wang dan rekan-rekannya mampu memperbaiki perkiraan siklus FRB 121102, yang sekarang mereka tempatkan pada 156,1 hari. Tetapi ketika mereka memeriksa data backend yang diperoleh oleh FAST selama fase commissioning, mereka melihat bahwa FRB 121102 mengalami periode aktivitas yang benar-benar energik. Selama tiga bulan, mulai dari 29 Agustusth hingga 29 Oktoberth, 2019, FAST mendeteksi tidak kurang dari 1.652 ledakan independen dalam 59,5 jam selama 47 hari.

SETI Masuk di Strange Fast Radio Bursts

Teleskop Green Bank memantau galaksi untuk Fast Radio Bursts (FRB). Kredit: UC Berkeley

Sementara tingkat pulsa radio bervariasi sepanjang waktu ini, rekor 122 ledakan terjadi selama jam sibuk – tingkat kejadian tertinggi yang pernah diamati dari FRB. Berdasarkan semburan yang terdeteksi, para peneliti menentukan bahwa mereka memiliki kesetaraan energi puncak 480 Nonillion (4,8 × 1037) erg pada 1,25 GHz, di bawahnya deteksi semburan ditekan. Seperti yang dikatakan Dr. Wang dalam rilis CAS Newsroom:

“Energi total set ledakan ini sudah menambahkan hingga 3,8% dari apa yang tersedia dari magnetar dan tidak ada periodisitas yang ditemukan antara 1 ms dan 1000 detik, keduanya sangat membatasi kemungkinan bahwa FRB 121102 berasal dari objek kompak yang terisolasi. ”

Mereka juga menentukan bahwa distribusi energi semburan bersifat bimodal, yang berarti bahwa mereka didistribusikan salah satu dari dua cara, tergantung pada tingkat energi. Dengan kata lain, mereka menemukan bahwa pulsa FRB yang lebih lemah lebih acak sementara yang kuat terjadi dengan konsistensi yang lebih besar. Selain itu, hasil terbaru ini juga memungkinkan tim untuk menyelidiki berbagai penyebab teoritis dan mempersempitnya.

Pertama, kurangnya periodisitas (atau kuasi-periodisitas) dari FRB berulang ini menantang gagasan bahwa itu dihasilkan dari satu objek kompak yang berputar (alias. lubang hitam atau bintang neutron). Kedua, tingkat ledakan yang tinggi tidak menyukai energi tinggi atau mekanisme yang dibuat-buat, yang meragukan teori agensi alien. Tetapi yang terpenting, mereka menemukan bahwa irama tinggi dari ledakan ini (di mana banyak terjadi dalam rentang satu jam) akan memfasilitasi studi statistik di masa depan.

Kesan Artis Lorimer Burst

Kesan seniman tentang Lorimer Burst diamati oleh observatorium radio Arecibo. Kredit dan Hak Cipta: Danielle Futselaar

Pada dasarnya, mereka mengantisipasi bahwa para astronom akan dapat melakukan penyelidikan terhadap sifat periodik dari ledakan ini, dengan pencarian yang berlangsung antara 1 milidetik dan 1000 detik. Terlebih lagi, mereka mengantisipasi bahwa teleskop FAST akan memainkan peran penting. “Sebagai antena terbesar di dunia, sensitivitas FAST terbukti kondusif untuk mengungkap seluk-beluk transien kosmik, termasuk FRB,” kata Prof. Li.

Dalam berita yang lebih baru, proyek CRAFTS telah melaporkan penemuan enam FRB baru, termasuk repeater yang mirip dengan FRB 121102. Ini dan sumber radio lainnya dikatalogkan di situs web CRAFTS.

Awalnya diterbitkan di Universe Today.

Untuk lebih lanjut tentang studi ini, lihat Origin Unknown: Lebih dari Seribu Ledakan Kosmik Kuat yang Terdeteksi oleh Teleskop FAST dalam 47 Hari.

Referensi: “Distribusi energi ledakan bimodal dari sumber ledakan radio cepat berulang” oleh D. Li, P. Wang, WW Zhu, B. Zhang, XX Zhang, R. Duan, YK Zhang, Y. Feng, NY Tang, S Chatterjee, JM Cordes, M. Cruces, S. Dai, V. Gajjar, G. Hobbs, C. Jin, M. Kramer, DR Lorimer, CC Miao, CH Niu, JR Niu, ZC Pan, L. Qian, L Spitler, D. Werthimer, GQ Zhang, FY Wang, XY Xie, YL Yue, L. Zhang, QJ Zhi dan Y. Zhu, 13 Oktober 2021, Alam.
DOI: 10.1038 / s41586-021-03878-5