Artis penggabungan penggabungan bintang neutron binari.
(Imej: © Yayasan Sains Nasional / LIGO / Universiti Negeri Sonoma / A. Simonnet)
HONOLULU - Untuk kedua kalinya, Observatorium Gelombang-Interferometer Laser (LIGO) telah melihat dua sisa-sisa bintang ultradense yang dikenali sebagai bintang-bintang neutron yang saling bertabrakan. The gelombang graviti kejadian sepertinya telah dihasilkan oleh entiti yang sangat besar yang mencabar model bintang neutron para astronom.
LIGO melakar sejarah dua setengah tahun yang lalu, ketika balai cerdas mengesan sepasang bintang neutron pertamanya - objek berukuran bandar yang tertinggal ketika bintang gergasi mati - berpusing di antara satu sama lain dan kemudian bergabung. Apabila objek yang sangat berat berputar dan hancur dengan cara ini, mereka membuat riak pada kain ruang-waktu, dan LIGO secara khusus dibina untuk mengambilnya.
Acara baru diperhatikan pada 25 April 2019, semasa larian pemerhatian ketiga LIGO, yang sedang berlangsung. Pasukan LIGO menentukan bahawa jumlah jisim bintang neutron pasangan itu 3.4 kali daripada matahari Bumi.
Teleskop tidak pernah melihat pasangan bintang neutron dengan jisim gabungan lebih besar daripada 2.9 kali ganda dari matahari.
"Ini jelas lebih berat daripada sepasang bintang neutron lain yang pernah diperhatikan," kata Katerina Chatziioannou, ahli astronomi di Institut Flatiron di New York City, dalam sidang media Isnin (6 Januari) di sini pada pertemuan ke-235 Astronomi Amerika Masyarakat di Honolulu.
Penyelidik tidak dapat menolak bahawa entiti penggabungan itu sebenarnya ringan lubang hitam atau lubang hitam yang dipasangkan dengan bintang neutron, tambahnya. Tetapi lubang hitam bertubuh kecil seperti itu tidak pernah dilihat sebelumnya.
Mengapa teleskop sebelumnya gagal mengesan pasangan bintang neutron yang besar ini tetap menjadi misteri, kata Chatziioannou. Tetapi sekarang apabila para astronom mengetahui bahawa binatang seperti itu ada, terserah kepada ahli teori untuk menjelaskan mengapa benda-benda ini nampaknya hanya muncul dalam pengesan gelombang graviti, katanya. A kertas dengan penemuan pasukannya ditetapkan untuk muncul dalam The Astrophysical Journal Letters.
Setiap kali LIGO merasakan pengesanan yang berpotensi, observatorium mengirimkan peringatan kepada masyarakat astronomi yang lebih luas, dan para penyelidik tersebut segera melatih teleskop yang tersedia di tempat di langit, kemudahan yang dikenal pasti dengan harapan dapat menangkap kilat elektromagnetik. Setelah pengenalan pertama LIGO mengenai penggabungan bintang neutron, ledakan sinar sinar gamma memberitahu para saintis bahawa penggabungan itu berlaku di galaksi lama sekitar 130 juta tahun cahaya dari Bumi. Ini membuka era astronomi multimessenger, di mana penyelidik mempunyai akses ke banyak sumber maklumat mengenai kejadian cakerawala.
Tetapi kejadian yang baru dikesan ini nampaknya berlaku tanpa letupan yang kelihatan. Setakat ini, tidak ada pasukan lain yang menemui kilatan cahaya yang meletus pada masa yang sama dengan penggabungan bintang neutron.
Salah satu sebabnya adalah kerana, daripada tiga pengesan gelombang graviti operasi di dunia, hanya satu - kemudahan LIGO di Livingston, Louisiana - yang dapat menyaksikan peristiwa tersebut. Observatorium LIGO Hanford, Washington buat sementara waktu di luar talian, sementara pengesan Virgo Eropah, yang terletak berhampiran Pisa, Itali, tidak cukup sensitif untuk menangkap gelombang graviti samar, kata para penyelidik.
Rangkaian LIGO-Virgo biasanya menggunakan ketiga-tiga alat pengesan tersebut sebagai pemeriksaan antara satu sama lain untuk memastikan suatu peristiwa itu nyata dan untuk melakukan segitiga dan menentukan peristiwa di langit. Jadi, dengan hanya satu kemudahan, yang terbaik yang dapat ditentukan oleh para saintis adalah bahawa penggabungan itu berlaku lebih dari 500 juta tahun cahaya dari Bumi di wilayah yang meliputi kira-kira seperlima langit.
Walaupun begitu, ketiga-tiga kemudahan tersebut telah berfungsi sejak sekian lama sehingga para penyelidik dapat dengan tepat membezakan antara isyarat palsu dan isyarat yang nyata, walaupun hanya dengan satu alat pengesan. Pasukan memahami sumber kebisingannya dengan cukup baik sehingga "yakin bahawa ini adalah isyarat sebenar astrofizik," kata Chatziioannou.
Ketika bintang-bintang neutron bergabung, mereka runtuh ke dalam lubang hitam, dan oleh itu Chatziioannou menyarankan agar lubang hitam raksasa itu dibuat dengan begitu cepat sehingga menyedut kilatan cahaya yang keluar, berpotensi menjelaskan kekurangan komponen yang dapat dilihat. Kemungkinan lain adalah bahawa mana-mana jet tenaga hanya berorientasi jauh dari Bumi ketika ia keluar dari sistem, katanya.
Ahli astronomi akan terus mengkaji peristiwa tersebut, serta kejadian gelombang graviti berikutnya. Dalam beberapa minggu, pengesan baru dijangka masuk dalam talian di Jepun, untuk membantu para saintis mengesan dan menentukan gelombang graviti yang lebih banyak lagi.
- Pengesanan Gelombang Graviti Epik: Bagaimana Saintis Melakukannya
- 'Era Baru' Astrofizik: Mengapa Gelombang Graviti Sangat Penting
- Sejarah & Struktur Alam Semesta (Infografik)
