Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Offbeat

Penggabungan bintang neutron menghasilkan magnetar dengan kilonova paling terang yang pernah diamati – ScienceDaily


Jauh di masa lalu dan jauh di alam semesta, ledakan besar sinar gamma melepaskan lebih banyak energi dalam setengah detik daripada yang akan dihasilkan matahari selama seluruh 10 miliar tahun masa hidupnya.

Setelah memeriksa ledakan yang sangat terang dengan panjang gelombang optik, sinar-X, inframerah-dekat, dan radio, tim astrofisika yang dipimpin oleh Universitas Northwestern yakin bahwa benda itu berpotensi melihat kelahiran magnetar.

Para peneliti percaya magnetar dibentuk oleh penggabungan dua bintang neutron, yang belum pernah diamati sebelumnya. Penggabungan tersebut menghasilkan kilonova cemerlang – yang paling terang yang pernah dilihat – yang cahayanya akhirnya mencapai Bumi pada tanggal 22 Mei 2020. Cahaya tersebut pertama kali datang sebagai ledakan sinar gamma, yang disebut ledakan sinar gamma pendek.

“Ketika dua bintang neutron bergabung, hasil prediksi yang paling umum adalah mereka membentuk bintang neutron berat yang runtuh menjadi lubang hitam dalam milidetik atau kurang,” kata Wen-fai Fong dari Northwestern, yang memimpin penelitian. “Studi kami menunjukkan bahwa ada kemungkinan bahwa, untuk ledakan sinar gamma pendek ini, benda berat itu bertahan. Alih-alih runtuh menjadi lubang hitam, ia menjadi magnetar: Bintang neutron yang berputar cepat yang memiliki medan magnet besar, membuang energi ke lingkungan sekitarnya dan menciptakan cahaya yang sangat terang yang kami lihat. “

Penelitian tersebut telah diterima oleh Jurnal Astrofisika dan akan dipublikasikan secara online akhir tahun ini.

Fong adalah asisten profesor fisika dan astronomi di Sekolah Tinggi Seni dan Sains Weinberg Northwestern dan anggota CIERA (Pusat Eksplorasi dan Penelitian Interdisipliner dalam Astrofisika). Penelitian ini melibatkan dua mahasiswa sarjana, tiga mahasiswa pascasarjana dan tiga mahasiswa pascadoktoral dari laboratorium Fong.

‘Ada fenomena baru yang terjadi’

Setelah cahaya pertama kali terdeteksi oleh Neil Gehrels Swift Observatory NASA, para ilmuwan dengan cepat meminta teleskop lain – termasuk Teleskop Luar Angkasa Hubble NASA, Array Sangat Besar, Observatorium WM Keck, dan jaringan Teleskop Global Observatorium Las Cumbres – untuk mempelajari dampak ledakan. dan galaksi induknya.

Tim Fong segera menyadari bahwa ada sesuatu yang tidak beres.

Dibandingkan dengan pengamatan sinar-X dan radio, emisi inframerah-dekat yang dideteksi dengan Hubble terlalu terang. Faktanya, itu 10 kali lebih terang dari yang diperkirakan.

“Saat data masuk, kami membentuk gambaran mekanisme yang menghasilkan cahaya yang kami lihat,” kata rekan peneliti studi tersebut, Tanmoy Laskar dari University of Bath di Inggris. “Saat kami mendapatkan pengamatan Hubble, kami harus sepenuhnya mengubah proses berpikir kami, karena informasi yang ditambahkan Hubble membuat kami menyadari bahwa kami harus membuang pemikiran konvensional kami dan bahwa ada fenomena baru yang sedang terjadi. Kemudian kami harus mencari tahu tentang apa artinya bagi fisika di balik ledakan yang sangat energik ini. “

Monster magnetis

Fong dan timnya telah membahas beberapa kemungkinan untuk menjelaskan kecerahan yang tidak biasa – yang dikenal sebagai ledakan sinar gamma pendek – yang dilihat Hubble. Para peneliti berpikir semburan pendek disebabkan oleh penggabungan dua bintang neutron, objek yang sangat padat dengan massa matahari yang dikompresi menjadi volume kota besar seperti Chicago. Sementara semburan sinar gamma yang paling pendek mungkin menghasilkan lubang hitam, dua bintang neutron yang bergabung dalam kasus ini mungkin telah bergabung membentuk magnetar, bintang neutron supermasif dengan medan magnet yang sangat kuat.

“Anda pada dasarnya memiliki garis medan magnet yang berlabuh ke bintang yang berputar sekitar 1.000 kali per detik, dan ini menghasilkan angin magnet,” jelas Laskar. “Garis-garis medan berputar ini mengekstraksi energi rotasi dari bintang neutron yang terbentuk dalam penggabungan, dan menyimpan energi tersebut ke dalam ejecta dari ledakan, menyebabkan materi tersebut bersinar lebih terang.”

“Kami tahu bahwa magnetar ada karena kami melihatnya di galaksi kami,” kata Fong. “Kami pikir sebagian besar dari mereka terbentuk dalam ledakan kematian bintang-bintang masif, meninggalkan bintang-bintang neutron yang sangat termagnetisasi ini. Namun, ada kemungkinan bahwa sebagian kecil terbentuk dalam penggabungan bintang neutron. Kami belum pernah melihat bukti tentang itu sebelumnya, apalagi dalam cahaya inframerah, membuat penemuan ini istimewa. “

Kilonova yang sangat cerah

Kilonova, yang biasanya 1.000 kali lebih terang dari nova klasik, diperkirakan akan menyertai semburan sinar gamma pendek. Unik dari penggabungan dua benda padat, kilonova bersinar dari peluruhan radioaktif unsur-unsur berat yang dikeluarkan selama penggabungan, menghasilkan unsur-unsur yang didambakan seperti emas dan uranium.

“Kami hanya memiliki satu kilonova yang dikonfirmasi dan diambil sampelnya dengan baik hingga saat ini,” kata Jillian Rastinejad, salah satu penulis makalah dan mahasiswa pascasarjana di laboratorium Fong. “Jadi sangat menarik untuk menemukan kilonova potensial baru yang terlihat sangat berbeda. Penemuan ini memberi kami kesempatan untuk mengeksplorasi keragaman kilonova dan benda sisa mereka.”

Jika kecerahan tak terduga yang dilihat oleh Hubble berasal dari magnetar yang menyimpan energi ke dalam material kilonova, maka dalam beberapa tahun, materi yang dikeluarkan dari ledakan tersebut akan menghasilkan cahaya yang muncul pada panjang gelombang radio. Pengamatan radio tindak lanjut pada akhirnya dapat membuktikan bahwa ini adalah magnetar, yang mengarah pada penjelasan tentang asal mula benda tersebut.

“Sekarang kita memiliki satu kandidat kilonova yang sangat cemerlang,” kata Rastinejad, “Saya senang dengan kejutan baru yang dimiliki ledakan sinar gamma pendek dan penggabungan bintang neutron untuk kita di masa depan.”

Studi ini didukung oleh National Science Foundation (nomor penghargaan AST-1814782 dan AST-1909358) dan NASA (nomor program 15964).

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Hongkong Prize