Tim astronom internasional menemukan bukti kalau sumber salah satu semburan radio cepat berulang ada di sistem bintang ganda, dengan anggota magnetar dan bintang mirip Matahari.
Selama lebih dari satu dekade, semburan radio cepat berulang atau fast radio burst (FRB) menjadi salah satu misteri paling membingungkan dalam astronomi modern. Ledakan singkat gelombang radio ini hanya berlangsung beberapa milidetik, tetapi datang dari galaksi yang sangat jauh dan begitu terang sehingga dalam sekejap bisa memancarkan energi setara ribuan hingga jutaan bintang. Kini, sebuah langkah besar diambil: untuk pertama kalinya, para astronom mendapatkan bukti kuat bahwa setidaknya sebagian sumber FRB tidak hidup sendirian, tetapi berada dalam sistem bintang ganda.
Temuan ini berasal dari pengamatan panjang terhadap sebuah FRB berulang yang berjarak sekitar 2,5 miliar tahun cahaya dari Bumi. Sumber ini diberi nama FRB 220529A. Tidak seperti FRB yang hanya meledak sekali lalu senyap, FRB berulang memancarkan kilatan radio berkali kali, sehingga bisa dipantau dalam jangka waktu panjang. Itulah yang dilakukan tim internasional ini dengan menggunakan teleskop radio FAST berdiameter 500 meter di Guizhou, Tiongkok, yang dijuluki “Mata Langit Tiongkok”.
Selama hampir 20 bulan, FAST terus memantau FRB 220529A. Awalnya, sumber ini tidak tampak istimewa dibanding FRB berulang lain. Ledakan radio datang dan pergi, dengan pola yang masih dalam batas wajar. Namun menjelang akhir 2023, sesuatu yang tidak biasa muncul di data: sebuah “flare” atau ledakan singkat, bukan pada terang gelombangnya, tetapi pada sifat polarisasi sinyal radio yang diterima.
FRB dikenal memiliki polarisasi linear yang sangat tinggi. Artinya, gelombang radionya teratur dan terarah. Ketika gelombang radio ini melewati plasma bermagnet, arah polarisasinya akan berotasi tergantung frekuensi. Efek ini dikenal sebagai rotasi Faraday, dan besarnya diukur dengan besaran yang disebut ukuran rotasi (rotation measure atau RM). RM menjadi semacam termometer sekaligus kompas yang menceritakan seberapa rapat dan seberapa kuat medan magnet di medium yang dilalui gelombang radio.
Pada FRB 220529A, RM tiba tiba melonjak lebih dari 20 kali lipat dalam waktu singkat, lalu dalam dua minggu perlahan turun kembali ke nilai semula. Lonjakan cepat yang kemudian mereda dengan pola seperti ini disebut suar RM. Pola ini cocok dengan skenario ketika sebongkah plasma padat bermagnet melintas sesaat di garis pandang antara sumber FRB dan kita. Seolah olah ada awan magnetik lewat di depan senter kosmis dan sedikit mengubah cara cahaya senter itu terpolarisasi sebelum kemudian bergerak pergi.
Penjelasan yang paling alami adalah adanya bintang pendamping di dekat sumber FRB yang melepaskan plasma tersebut. Di bintang seperti Matahari, peristiwa seperti ini dikenal sebagai coronal mass ejection atau CME, ketika gumpalan besar gas bermagnet dilontarkan dari korona bintang ke ruang antarbintang. Jika sumber FRB adalah magnetar, yaitu bintang neutron dengan medan magnet ekstrem, dan ia hidup berdampingan dengan bintang mirip Matahari, maka CME dari bintang pendamping ini dapat sesekali mengganggu lingkungan sekitar magnetar dan meninggalkan jejak dalam bentuk suar RM yang terukur.
Dengan menggabungkan pengamatan radio dari FAST dan teleskop Parkes di Australia, tim peneliti menyusun gambaran yang konsisten: FRB 220529A kemungkinan besar berasal dari magnetar yang berada dalam sistem bintang ganda bersama sebuah bintang seperti Matahari. Bintang pendamping ini terlalu jauh dan terlalu redup untuk diamati secara langsung, tetapi kehadirannya terbaca jelas dari cara plasma yang dilepaskannya mengubah polarisasi sinyal FRB.
Bagi para peneliti FRB, ini merupakan bukti tegas pertama bahwa setidaknya sebagian sumber FRB berulang memang menghuni sistem bintang ganda, bukan bintang tunggal terisolasi. Selama ini, banyak model mengaitkan FRB dengan magnetar muda yang sangat aktif, tetapi belum jelas apakah magnetar ini lebih sering hidup sendiri atau punya pasangan. Temuan FRB 220529A menunjukkan bahwa interaksi dengan bintang pendamping bisa menjadi kunci, baik dalam membentuk lingkungan magnetar maupun dalam menciptakan geometri yang memudahkan berkas radio mengarah ke Bumi berulang kali.
Dari sisi fisika, temuan ini juga mendukung gambaran yang mencoba menyatukan berbagai jenis FRB ke dalam satu kerangka. Dalam skenario tersebut, semua FRB berasal dari magnetar, tetapi cara kita melihatnya dan apakah ledakannya berulang atau tidak sangat dipengaruhi lingkungan sekitar. Di sistem bintang ganda, interaksi dengan angin bintang, CME, dan gas dari bintang pendamping bisa mengatur kondisi magnetik dan plasma di sekitar magnetar sehingga ledakan radio lebih sering dan lebih mudah lolos ke luar.
Penelitian ini baru langkah awal. Tim masih akan melanjutkan pemantauan jangka panjang terhadap FRB 220529A dan FRB berulang lainnya. Jika suar RM serupa ditemukan pada lebih banyak sumber, maka gambaran bahwa banyak FRB hidup di sistem bintang ganda akan semakin kuat. Di sisi lain, jika hanya sebagian kecil yang menunjukkan tanda tanda pendamping, itu berarti alam semesta menyediakan lebih dari satu cara untuk menyalakan senter radio paling misterius ini.
Bagi kita di Bumi, FRB hanya terdengar sebagai letikan singkat di data teleskop radio. Namun di balik letikan itu, ada kisah tentang bintang bintang yang saling mengitari, medan magnet ekstrem, dan gumpalan plasma yang dilontarkan jauh ke ruang antargalaksi. Dengan mengurai detail halus dalam polarisasi gelombang radio, para astronom perlahan menyingkap kehidupan tersembunyi sistem bintang jauh, satu suar RM kecil dalam satu ledakan cepat di langit.
