Salah satu fenomena kosmik paling misterius adalah semburan radio yang cepat. Ini adalah sinyal radio pendek berdurasi beberapa milidetik yang sifatnya tidak diketahui, yang dihasilkan dari pelepasan sejumlah besar energi. Lebih dari satu dekade telah berlalu sejak penemuan mereka, tetapi astrofisikawan masih mencoba mencari tahu mekanisme kemunculannya. Para peneliti mengutip bintang neutron, lubang hitam, dan bahkan pemancar dari peradaban asing sebagai sumber yang memungkinkan.
Sinyal misterius
Dengan semburan radio yang cepat, energi yang dilepaskan dalam milidetik sebanyak yang dipancarkan Matahari selama beberapa puluh ribu tahun. Hipotesis utama adalah bahwa mereka disebabkan oleh peristiwa bencana, seperti penggabungan dua bintang neutron, kilatan cahaya dari penguapan lubang hitam, atau transformasi pulsar menjadi lubang hitam. Untuk waktu yang lama, semburan radio diyakini hanya dapat terjadi sekali, tetapi pada tahun 2015 ditemukan bahwa ledakan radio cepat FRB 121102 yang direkam sebelumnya diulang secara non-periodik.
FRB 121102 terletak di galaksi kerdil tiga miliar tahun cahaya dari Bumi dan tetap menjadi satu-satunya sumber semburan radio berulang yang diketahui selama beberapa tahun, meskipun telah dilakukan pencarian yang cermat. Namun, pada Januari 2019, sebuah artikel oleh ilmuwan dari kolaborasi Kanada CHIME muncul di jurnal Nature, di mana dilaporkan bahwa sinyal dari sumber lain didaftarkan ulang - 180814. J0422 + 73. Teleskop radio interferometri CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) telah merekam enam semburan radio cepat yang datang dari galaksi yang berjarak 1,3 miliar tahun cahaya.
Sinyal dalam struktur frekuensi dan karakteristik spektralnya menyerupai sinyal dari FRB 121102, yang menunjukkan mekanisme pembentukannya yang serupa dan sifat sumbernya yang sama. Penemuan ini menunjukkan adanya jenis semburan radio cepat yang terpisah, yang penyebabnya tidak dapat menjadi peristiwa bencana justru karena terulangnya kembali.
Video promosi:
Galaksi diam
Pada Agustus 2019, tim ilmuwan internasional pertama kali mengidentifikasi sumber ledakan radio cepat tunggal FRB 180924, yang berasal dari galaksi yang berjarak empat miliar tahun cahaya.
Dengan menggunakan interferometer radio ASKAP, yang terletak di Australia, para astronom menentukan lokasi sumber FRB, dan kemudian menghitung jaraknya, menganalisis data dari teleskop berbasis darat optik Gemini, Keck dan VLT. Ternyata suar radio terjadi di sebuah galaksi masif seukuran Bima Sakti, 13 ribu tahun cahaya dari pusatnya. Ciri khas galaksi adalah tidak adanya proses kelahiran bintang baru.
Ini kontras dengan sinyal FRB 121102 berulang, yang terletak di wilayah pembentukan bintang aktif. Jadi, semburan radio cepat tunggal dan berulang harus memiliki asal yang berbeda. Dalam kasus FRB 121102, sinyal radio tampaknya melewati medan magnet yang kuat di sekitar magnetar - jenis khusus bintang neutron.
Segera, para astronom di Institut Teknologi California di Amerika Serikat melaporkan penemuan ledakan radio cepat lainnya FRB 190523, yang juga terjadi di lingkungan yang relatif tenang - di galaksi yang dianalogikan dengan Bima Sakti dan berjarak 7,9 miliar tahun cahaya dari Bumi.
Kedua penemuan ini menyangkal bahwa semburan radio cepat hanya dapat terjadi pada galaksi katai muda yang mengandung magnetar dalam jumlah besar.
Interferometer radio ASKAP.
Delapan anak kembar
Pada Agustus 2019, sebuah artikel oleh CHIME kolaborasi Kanada muncul di repositori pracetak arXiv.org, yang melaporkan deteksi delapan sinyal radio yang berulang. Dua sumber sinyal radio - FRB 180916 dan FRB 181119 - berkedip lebih dari dua kali (masing-masing sepuluh dan tiga kali), sisanya mengirimkan sinyal radio berulang hanya sekali, dengan jeda terpanjang antara pendaftaran gelombang radio menjadi 20 jam. Menurut para peneliti, ini mungkin menunjukkan bahwa banyak FRB yang sebenarnya berulang, tetapi beberapa lebih aktif daripada yang lain.
Sebagian besar dari delapan semburan radio cepat baru menunjukkan penurunan frekuensi sinyal dengan setiap semburan berulang, yang mungkin menjadi kunci untuk memahami mekanisme yang menghasilkan fenomena ini. Selain itu, FRB 180916 memiliki laju dispersi sinyal terendah, yang menunjukkan kedekatan relatif sumber ke Bumi. Itu juga bisa membantu menentukan sifat ledakan radio, para peneliti menyimpulkan.
Bintang neraka
Pada akhir musim panas 2019, para ilmuwan di Pusat Nasional Radioastrofisika di India melaporkan bahwa magnetar masih menjadi salah satu sumber semburan radio cepat yang paling mungkin (setidaknya yang berulang).
Magnetar anomali XTE J1810-197 diamati dengan Teleskop Radio Metrewave Raksasa. Pulsa milidetik emisi radio direkam, menyerupai kilatan dari pengulangan FRB 180814. J0422 + 73.
Teleskop Radio Metrewave Raksasa.
Magnetar ini terletak 10 ribu tahun cahaya dari Bumi. Itu ditemukan pada tahun 2003, dan secara bertahap berhenti memancarkan emisi radio pada tahun 2008. Namun, pada tahun 2018, wabah baru terjadi padanya, yang juga secara bertahap mulai memudar. Menariknya, magnetar biasanya tidak memancarkan emisi radio, dan XTE J1810-197 adalah sumber emisi radio jenis ini yang pertama. Kelangkaan objek ini, serta semburan radio yang berulang-ulang, telah membuat para ilmuwan percaya bahwa kedua fenomena itu mungkin terkait satu sama lain.
Lubang berisik
Pada September 2019, astronom China melaporkan bahwa mereka telah mendeteksi semburan radio berulang cepat (FRB) baru dari FRB 121102. Sinyal tersebut dideteksi dengan teleskop radio CEPAT 500 meter dengan penerima 19 berkas di provinsi Guizhou. Dari akhir Agustus hingga September, lebih dari 100 lonjakan tercatat, yang merupakan jumlah rekor di antara semua FRB yang tercatat.
Pada saat itu, para ilmuwan mulai berasumsi bahwa FRB 121102 adalah lubang hitam supermasif yang melebihi massa Matahari sebanyak 10-100 juta kali dan menghasilkan medan magnet yang kuat, dan bintang neutron atau plasma yang terpengaruh oleh lubang tersebut dapat menjadi sumber langsung suar. Penjelasan lain yang mungkin adalah bahwa FRB 121102 adalah plerion termagnetisasi, nebula yang digerakkan oleh angin bintang dari pulsar.
***
Sementara semburan radio cepat tetap menjadi fenomena yang tidak dapat dijelaskan sejauh ini, banyak data yang disajikan kepada komunitas ilmiah pada tahun 2019 yang membawa para astronom lebih dekat ke solusi tersebut. Ternyata FRB dapat diulangi, dan mereka mungkin melakukannya sangat sering. Dalam hal ini, mereka dihasilkan oleh objek yang agak eksotis seperti bintang neutron (pulsar dan magnetar), yang terletak di media antarbintang yang sesuai. Semburan tunggal terjadi dalam kondisi yang tidak terlalu bergejolak: galaksi di mana pembentukan bintangnya sangat lambat. Fenomena seperti itu, kemungkinan besar, benar-benar terjadi karena proses bencana.
