Para astronom telah menemukan objek bintang misterius yang memancarkan gelombang radio setiap 22 menit

Para peneliti telah menemukan objek bintang baru, berpotensi menjadi magnetar dengan periode yang sangat panjang, yang menantang pemahaman terkini tentang bintang neutron. Memancarkan gelombang radio setiap 22 menit, terpanjang yang pernah direkam, objek ini menantang teori saat ini tetapi menawarkan wawasan yang menjanjikan bintang neutron Fisika dan evolusi magnetik. Tim berencana untuk meneliti lebih lanjut, berharap menemukan lebih banyak benda langit yang tidak biasa ini.

Sebuah tim internasional yang dipimpin oleh para astronom dari Curtin University node dari International Center for Research in Radio Astronomy (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.

Penelitian ini diterbitkan 19 Juli di jurnal alam.

Animasi yang mendeskripsikan deteksi, perilaku objek, dan seperti apa tampilannya. Kredit: ICRAR

Pengamatan dan hasil

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 Curtin University.

Kesan seorang seniman tentang teleskop radio Murchison Widefield Array mengamati magnetar dari Periode Sangat Panjang, 15.000 tahun cahaya dari Bumi di konstelasi Scutum. Kredit: ICRAR

Pemahaman Baru tentang Magnet

Awalnya, komunitas ilmiah dibuat bingung dengan penemuan mereka.

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 sangat 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.

Magnetar itu ditemukan oleh teleskop radio Murchison Widefield Array (MWA), dengan sejumlah fasilitas lain di seluruh dunia bergabung untuk mengonfirmasi penemuan dan mempelajari objek tersebut. MeerKAT – Kredit: South African Radio Astronomy Observatory (SARAO), Gran Telescopio Canarias – Kredit: Daniel López / IAC, Murchison Widefield Array – Kredit: Marianne Annereau, Teleskop Radio Metrewave Raksasa – Kredit: NCRA, Australian SKA Pathfinder – Kredit: CSIRO / Dragonfly Media, Australia Very Large Array – Kredit: AUI / NRAO, XMM-Newton – Kredit: European Space Agency

Konfirmasi penemuan

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

Ini termasuk tiga CSIRO teleskop radio di Australia, teleskop radio MeerKAT di Afrika Selatan, teleskop Grantecan (GTC) 10 m, 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.”

Kesan artis tentang magnet periode ekstra panjang. Objek tersebut telah memancarkan gelombang energi panjang gelombang radio selama lima menit setidaknya selama 33 tahun. Kredit: ICRAR

Tantang paradigma saat ini

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 kami melihatnya.

“Dan kita tidak hanya berbicara tentang kilasan kecil dari emisi radio. Setiap 22 menit, ia memancarkan gelombang energi panjang gelombang selama lima menit, dan itu telah dilakukan setidaknya selama 33 tahun.

“Apa pun mekanisme di balik ini luar biasa.”

Pusat Penelitian Supercomputing Pawsey digunakan untuk menyimpan dan berbagi data yang digunakan untuk penelitian ini. Kredit: Pusat Penelitian Superkomputer Pawsey

Menantikan masa depan

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 fenomenal.

Referensi: “Transient Radio Jarak Jauh Aktif selama Tiga Dekade” oleh N. Hurley-Walker, N. Rea, SJ McSweeney, BW Meyers, E. Lenc, I. Heywood, SD Hyman, YP Men, TE Clarke, F. Coti Zelati, DC Price, C. Horváth, TJ Galvin, GE Anderson, A. cci, JS Morgan, KM Rajwade, B. Stappers dan A. Williams, 1 Juli 9, 2023 alam.
DOI: 10.1038/s41586-023-06202-5

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 Universitas Curtin dan Universitas Australia Barat dengan dukungan dan pendanaan dari Pemerintah Negara Bagian Australia Barat.

Kami mengakui Wajarri Yamaji sebagai pemilik tradisional dan pemegang hak asli Inyarrimanha Ilgari Bundara, situs Observatorium Astronomi Radio CSIRO Murchison tempat Murchison Widefield Array berada.

Pusat Riset Superkomputer Pawsey di Perth – fasilitas superkomputer nasional yang didanai Tier 1 – membantu menyimpan dan memproses observasi MWA yang digunakan dalam riset ini.