Memecahkan Teka-Teki Jet Pada Peristiwa Gelombang Gravitasi

Jejaring global teleskop radio mengungkap akhir dari penggabungan bintang neutron berupa kemunculan aliran materi yang disebut jet.

Semburan materi yang dilepaskan oleh penggabungan dua bintang neutron. Kredit: Katharina Immer (JIVE)
Semburan materi yang dilepaskan oleh penggabungan dua bintang neutron. Kredit: Katharina Immer (JIVE)

Pada bulan Agustus 2017, terjadi penggabungan dua bintang neutron yang menghasilkan gelombang gravitasi dan berhasil dideteksi oleh detektor LIGO (Amerika) dan Virgo (Eropa).

Bintang neutron merupakan bintang yang sangat padat, yang massanya hamper sama dengan Matahari, tetapi ukurannya hanya sebesar kota Palembang. Peristiwa ini merupakan yang pertama dan satu-satunya uang berhasil diamati dari penggabungan bintang neutron. Penggabungan bintang neutron ini terjadi di sebuah galaksi yang jaraknya 130 juta tahun cahaya dari Bumi, di rasi bintang Hydra. Peristiwa merger lain yang berhasil dideteksi gelombang gravitasinya adalah penggabungan dua lubang hitam.

Penggabungan bintang neutron tersebut berhasil diamati dalam seluruh spektrum elektromagnetik, dari sinar gamma, sinar-X hingga cahaya tampak dan gelombang radio. Dua ratus hari setelah penggabungan, gabungan pengamatan teleskop radio di Eropa, Afrika, Asia, Oseania, dan Amerika Utara membuktikan keberadaan jet yang dihasilkan dari fenomena ini.

Penggabungan bintang neutron merupakan kasus pertama yang memungkinkan terdeteksinya gelombang gravitasi dari objek yang memancarkan radiasi. Peristiwa ini sekaligus mengonfirmasi teori yang sudah ada selama puluhan tahun, maupun hubungan antara penggabungan bintang neutron dengan ledakan paling kuat di Alam Semesta: semburan sinar gamma.

Sesudah kedua bintang neutron bergabung, sejumlah besar materi yang terlontar membentuk selubung yang melingkupi objek. Para astronom melakukan pengamatan untuk menelusuri evolusinya pada berbagai panjang gelombang. Meskipun begitu, masih tersisa pertanyaan yang belum terjawab dari pengamatan-pengamatan sebelumnya.

Dari peristiwa mergernya bintang neutron, para astronom mengantisipasi terjadinya semburan materi melalui jet yang terkolimasi. Akan tetapi, masih belum diketahui dengan pasti apakah semburan tersebut bisa menembus selubung.

Ada dua skenario yang berkembang: jet tidak dapat menembus selubung, tetapi membuat selubung mengembang. Atau scenario kedua, jet berhasil menembus selubung dan kemudian merambat di ruang angkasa.

Konfirmasi skenario tersebut hanya bisa diperoleh dari cutra pengamatan teleskop radio yang memiliki sensitivitas dan resolusi sangat tinggi. Untuk mewujudkannya, pengamatan dilakukan dengan teknologi interferometri yang memungkinkan para astronom mengombinasikan teleskop radio di berbagai belahan dunia untuk menjadi teleskop radio raksasa. Idenya, seluruh teleskop radio yang tersebar dengan jarak yang jauh diarahkan untuk mengamati daerah langit yang sama.

Sinyal Radio dari Angkasa

Pengamatan dilakukan dengan menggunakan 33 teleskop dari jejaring VLBI Eropa (yang menghubungkan teleskop dari Spanyol, Inggris Raya, Belanda, Jerman, Italia, Swedia, Polandia, Latvia, Afrika Selatan, Rusia, dan Cina), e-MERLIN di Inggris, Australia Long Baseline Array di Australia dan Selandia Baru, dan Very Long Baseline Array di Amerika Serikat.

Data dari seluruh teleskop dikirim ke JIVE, Belanda, untuk diolah sehingga menghasilkan gambar dengan resolusi tinggi. Ctra yang dihasilkan sepadan dengan melihat seseorang di permukaan Bulan. Dengan analogi yang sama, selubung yang mengembang akan tampak seukuran sebuah truk di Bulan, sedangkan jet yang berhasil menembus selubung akan dideteksi sebagai objek yang jauh lebih kompak.

Gambar yang diperoleh kemudian dibandingkan dengan gambar teoretik. Hasilnya, para astronom menemukan jet yang cukup kompak dengan kandungan energi sebanding dengan energi yang dipancarkan seluruh bintang di Bima Sakti selama satu tahun. Dan seluruh energi itu berada dalam ukuran kuran dari satu tahun cahaya.

Di masa depan, lebih banyak penggabungan pasangan bintang neutron yang ditemukan dan lebih dari 10% peristiwa tersebut akan menghasilkan jet yang mampu menembus selubung. Dengan demikian, para astronom bisa menguak proses yang terjadi selama dan setelah peristiwa paling kuat di Alam Semesta tersebut.

Sumber: Max Planck Institute for Radio Astronomy

Tinggalkan Balasan