Artis ilustrasi lubang hitam yang memakan bintang neutron. Kredit gambar: Dana Berry / NASA. Klik untuk membesarkan.
Para saintis telah menyelesaikan misteri berusia 35 tahun mengenai cahaya kilat sekejap kuat yang disebut letupan sinar gamma pendek. Kilatan ini, lebih terang dari satu miliar matahari tetapi hanya bertahan beberapa milisaat, terlalu cepat untuk ditangkap ... hingga sekarang.
Sekiranya anda meneka bahawa lubang hitam terlibat, anda sekurang-kurangnya berada di sebelah kanan. Letupan sinar gamma pendek timbul dari perlanggaran antara lubang hitam dan bintang neutron atau di antara dua bintang neutron. Dalam senario pertama, lubang hitam meneguk bintang neutron dan tumbuh lebih besar. Dalam senario kedua, dua bintang neutron membuat lubang hitam.
Letupan sinar gamma, letupan paling kuat yang diketahui, pertama kali dikesan pada akhir 1960-an. Mereka secara rawak, sekejap, dan dapat terjadi dari mana-mana kawasan langit. Cuba cari lokasi lampu kilat kamera di suatu tempat di stadium sukan yang luas dan anda akan merasakan cabaran yang dihadapi oleh pemburu pecah sinar gamma. Menyelesaikan misteri ini memerlukan koordinasi yang belum pernah terjadi sebelumnya di kalangan saintis menggunakan banyak teleskop darat dan satelit NASA.
Dua tahun yang lalu para saintis mendapati bahawa letupan lebih lama, yang berlangsung lebih dari dua saat, timbul dari letupan bintang yang sangat besar. Walau bagaimanapun, kira-kira 30 peratus pecah adalah pendek dan kurang dari dua saat.
Empat pecah sinar gamma pendek telah dikesan sejak Mei. Dua daripadanya dipaparkan dalam empat makalah dalam edisi Alam 6 Oktober. Satu letupan dari bulan Julai memberikan bukti "senjata merokok" untuk menyokong teori perlanggaran. Letupan lain melangkah lebih jauh dengan memberikan bukti, mengejutkan, pertama kali mengenai lubang hitam yang memakan bintang neutron - pertama meregangkan bintang neutron ke dalam sabit, menelannya, dan kemudian meneguk serpihan bintang yang pecah itu dalam beberapa minit dan jam yang diikuti.
Penemuan ini juga dapat membantu dalam pengesanan langsung gelombang graviti, yang belum pernah dilihat sebelumnya. Penggabungan semacam itu menimbulkan gelombang graviti, atau riak dalam jangka masa. Letupan sinar gamma yang pendek dapat memberitahu para saintis kapan dan di mana untuk mencari riak.
"Letupan sinar gamma pada umumnya sangat sukar untuk dipelajari, tetapi yang terpendek hampir mustahil untuk dijabarkan," kata Dr Neil Gehrels dari Pusat Penerbangan Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, MD, penyiasat utama satelit NASA Swift dan pengarang utama pada salah satu laporan Nature. "Semua itu sudah berubah. Kami kini mempunyai alat untuk mengkaji peristiwa ini. "
Satelit Swift mengesan letupan pendek pada 9 Mei, dan NASA's High-Energy Transient Explorer (HETE) mengesan yang lain pada 9 Julai. Ini adalah dua letupan yang dipaparkan di Nature. Swift dan HETE dengan cepat dan autonomi menyampaikan koordinat letupan kepada saintis dan pemerhati melalui telefon bimbit, bipper dan e-mel.
Kejadian pada 9 Mei menandakan pertama kalinya para saintis mengenal pasti kilasan untuk ledakan sinar gamma pendek, sesuatu yang biasa dilihat setelah lama meletup. Penemuan itu adalah tajuk siaran akhbar NASA pada 11 Mei. Hasil baru yang diterbitkan dalam Nature mewakili analisis menyeluruh dari dua kejadian letusan ini, yang menentukan penyebab asal letupan pendek.
"Kami mempunyai firasat bahawa letupan sinar gamma pendek berasal dari bintang neutron yang menabrak lubang hitam atau bintang neutron yang lain, tetapi pengesanan baru ini tidak diragukan lagi," kata Dr Derek Fox dari Penn State, penulis utama satu laporan Nature memperincikan pemerhatian pelbagai gelombang.
Pasukan Fox menemui kesan sinar-X dari semburan 9 Julai dengan Observatorium sinar-X Chandra NASA. Pasukan yang diketuai oleh Prof Jens Hjorth dari University of Copenhagen kemudian mengenal pasti kilauan optik menggunakan teleskop 1.5 meter Denmark di Balai Cerap La Silla di Chile. Pasukan Fox kemudiannya melanjutkan kajiannya mengenai peristiwa itu dengan Teleskop Angkasa Hubble NASA; teleskop du Pont dan Swope di Las Campanas, Chile, yang dibiayai oleh Carnegie Institution; teleskop Subaru di Mauna Kea, Hawaii, yang dikendalikan oleh National Astronomical Observatory of Japan; dan Array Sangat Besar, bentangan 27 teleskop radio berhampiran Socorro, N.M., yang dikendalikan oleh Balai Cerap Astronomi Radio Nasional.
Pemerhatian panjang gelombang pecah 9 Julai, yang disebut GRB 050709, memberikan semua potongan teka-teki untuk menyelesaikan misteri ledakan pendek.
"Teleskop kuat tidak mengesan supernova ketika sinar gamma meletus, dengan alasan menentang letupan bintang besar," kata Dr George Ricker dari MIT, Penyiasat Utama HETE dan pengarang bersama artikel Alam lainnya. "Letupan 9 Julai seperti anjing yang tidak menggonggong."
Ricker menambah bahawa letupan 9 Julai dan kemungkinan letupan 9 Mei terletak di pinggir galaksi tuan rumah mereka, di mana binari penggabungan lama dijangka. Letupan sinar gamma pendek tidak dijangka pada galaksi muda yang membentuk bintang. Ia memerlukan berbilion tahun untuk dua bintang besar, digabungkan dalam sistem binari, untuk pertama kali berkembang ke lubang hitam atau fasa bintang neutron dan kemudian bergabung. Peralihan bintang ke lubang hitam atau bintang neutron melibatkan letupan (supernova) yang dapat menendang sistem binari yang jauh dari asalnya dan keluar ke arah galaksi tuan rumahnya.
Ini meletup 9 Julai dan yang kemudian pada 24 Julai menunjukkan isyarat unik yang menunjukkan bukan hanya penggabungan lama tetapi, lebih khusus lagi, penggabungan bintang neutron lubang hitam. Para saintis melihat lonjakan cahaya sinar-X setelah sinar gamma awal meletup. Bahagian sinar gamma yang cepat kemungkinan merupakan isyarat lubang hitam menelan sebahagian besar bintang neutron. Isyarat sinar-X, dalam beberapa minit hingga beberapa jam berikutnya, boleh menjadi serpihan bahan bintang neutron yang jatuh ke dalam lubang hitam, sedikit seperti pencuci mulut.
Dan ada banyak lagi. Penggabungan mencipta gelombang graviti, riak dalam jangka masa yang diramalkan oleh Einstein tetapi tidak pernah dikesan secara langsung. Letupan 9 Julai terletak kira-kira dua bilion tahun cahaya. Penggabungan besar yang dekat dengan Bumi dapat dikesan oleh Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) National Science Foundation. Sekiranya Swift mengesan ledakan pendek yang berdekatan, saintis LIGO dapat kembali dan memeriksa data dengan mempertimbangkan masa dan lokasi yang tepat.
"Ini berita baik untuk LIGO," kata Dr. Albert Lazzarini, dari Makmal LIGO di Caltech. "Hubungan antara ledakan pendek dan syarikat penggabungan menaikkan harga yang diproyeksikan untuk LIGO, dan mereka nampaknya berada pada akhir perkiraan sebelumnya. Selain itu, pemerhatian memberikan petunjuk penggabungan bintang hitam - bintang neutron, yang belum pernah dikesan sebelumnya. Semasa pemerhatian LIGO sepanjang tahun yang akan datang, kami dapat mengesan gelombang graviti dari kejadian seperti itu. "
Penggabungan bintang hitam - bintang neutron akan menghasilkan gelombang graviti yang lebih kuat daripada dua bintang neutron yang bergabung. Persoalannya sekarang adalah bagaimana biasa dan seberapa dekat penggabungan ini. Swift, yang dilancarkan pada bulan November 2004, dapat memberikan jawapan itu.
Sumber Asal: Siaran Berita NASA
