Selama berminggu-minggu, rumor beredar bahwa para ilmuwan telah mendeteksi gelombang gravitasi - riak kecil dalam ruang dan waktu - dari jenis baru yang tidak terkait dengan tabrakan lubang hitam. Dan sekarang kami telah menerima konfirmasi akhir bahwa kami melihat gelombang serupa yang dihasilkan oleh tabrakan hebat dari dua bintang super padat yang berjarak 100 juta tahun cahaya dari Bumi.
Penemuan ini dilakukan pada 17 Agustus oleh jaringan global interferometer gelombang gravitasi canggih yang terdiri dari dua detektor LIGO di Amerika Serikat dan sepupu Eropa mereka Virgo di Italia. Penemuan ini sangat penting, paling tidak karena membantu memecahkan beberapa misteri terbesar dalam astrofisika - termasuk penyebab nyala api yang dikenal sebagai "semburan sinar gamma", dan bahkan mungkin asal mula unsur-unsur berat seperti emas.
Berikutnya - orang pertama: Martin Hendry, profesor astronomi gravitasi dan kosmologi di Universitas Glasgow.
Sebagai anggota kolaborasi penelitian LIGO, saya sangat senang begitu melihat data mentahnya. Periode berikutnya jelas merupakan periode paling intens dan tanpa tidur, tetapi juga mengasyikkan, dalam dua bulan karier saya.
Pengumuman itu datang beberapa minggu setelah tiga ilmuwan dianugerahi Hadiah Nobel Fisika untuk pekerjaan penting mereka yang mengarah pada penemuan gelombang gravitasi, yang pertama kali diumumkan pada Februari 2016. Sejak itu, pendeteksian gelombang gravitasi dari lubang hitam yang bertabrakan semakin dekat dengan kita - empat peristiwa serupa lainnya telah terekam. Tapi sejauh yang kita tahu, tabrakan lubang hitam hanya membuka jendela ke sisi gelap alam semesta. Kami tidak dapat menangkap cahaya dari peristiwa semacam itu dengan instrumen apa pun.
Tapi GW170817 - judul acara 17 Agustus - mengubah segalanya. Karena sumber gelombang kali ini adalah dua "bintang neutron" - sisa-sisa bintang yang sangat padat seukuran kota, masing-masing lebih berat daripada matahari. Bintang-bintang ini bergegas mengelilingi satu sama lain dengan kecepatan raksasa, dan kemudian bergabung dalam tabrakan yang mengerikan, yang kita lihat, menakjubkan struktur ruang dan waktu.
Video promosi:
Teka-teki terpecahkan
Konser luar angkasa itu baru permulaan. Para astronom telah lama menduga bahwa penggabungan dua bintang neutron bisa menjadi pembukaan untuk ledakan sinar gamma pendek - ledakan sinar gamma yang kuat yang memancarkan lebih banyak energi dalam sepersekian detik daripada yang dilakukan matahari dalam sepuluh miliar tahun. Kami telah mengamati sinar gamma selama beberapa dekade, tetapi kami tidak tahu apa yang menyebabkannya.
Namun, hanya 1,7 detik setelah gelombang gravitasi dari GW170817 tiba di Bumi, satelit Fermi NASA mendeteksi semburan singkat sinar gamma di wilayah yang sama di langit. LIGO dan Virgo menemukan pistol berasap, dan hubungan antara tabrakan bintang neutron dan semburan pendek sinar gamma akhirnya ditemukan.
Kombinasi pengamatan gelombang gravitasi dan sinar gamma memungkinkan untuk menentukan posisi ledakan kosmik dengan akurasi hingga 30 derajat persegi langit - atau 100 kali lebih besar dari bulan purnama. Ini, pada gilirannya, memungkinkan seluruh baterai teleskop astronomi, yang peka terhadap cahaya dari seluruh spektrum elektromagnetik, untuk mencari di area kecil langit ini untuk mencari sisa-sisa ledakan. Dan mereka menemukannya - di belakang galaksi NGC4993 yang agak sederhana, di konstelasi Hydra.
Pada hari-hari dan minggu-minggu berikutnya, para astronom menyaksikan penderitaan itu, sementara bara dari ledakan itu menyala dan padam, menyatu dengan indah menjadi sebuah gambar yang menggambarkan apa yang disebut "kilon". Ia lahir ketika material yang kaya akan partikel subatomik - neutron - dari fusi aslinya dikeluarkan dengan kecepatan tinggi oleh ledakan sinar gamma. Semua ini dibuang ke ruang sekitarnya dan mengarah pada produksi unsur radioaktif berat.
Unsur-unsur yang tidak stabil kemudian meluruh ke keadaan stabil dengan emisi radiasi. Hal ini mengarah pada kilau kilonova, yang kami konfirmasikan dengan menggambar peta terperinci. Pengamatan kami juga mendukung teori bahwa produk akhir stabil dari rantai reaksi ini mencakup kelimpahan logam mulia seperti emas dan platinum. Meskipun kami menduga bahwa bintang neutron memainkan peran kunci dalam menciptakan elemen-elemen ini di luar angkasa, hipotesis ini sekarang tampaknya jauh lebih menarik. Memang, kilonova, yang terbentuk dari puing-puing GW170817, dapat menghasilkan emas sebesar seluruh Bumi - 1.000 triliun ton.
Dengan mengamati kilonova "intim" untuk pertama kalinya, dan melihat seberapa cocok kilonova ke dalam papan cerita astronomi yang dimulai dengan penggabungan bintang neutron, para astronom telah membuat lompatan besar untuk memahami peristiwa kosmik yang brutal ini.
Gagasan bahwa kita semua terbuat dari debu bintang sangat populer dalam kesadaran budaya - di mana pun, dari dokumenter hingga lirik lagu. Tetapi konsep yang mencengangkan bahwa emas pada cincin kawin dan jam tangan Rolex kita terbuat dari debu debu neutron bahkan lebih menarik. Yang lebih menarik adalah potensi besar yang terbuka dalam pendekatan baru yang radikal untuk eksplorasi ruang angkasa.
Bekerja bersama - menggunakan instrumen yang tidak hanya bekerja di seluruh spektrum cahaya, tetapi juga sensitif terhadap gelombang gravitasi dan bahkan neutrino - para astronom siap membuka jendela baru ke alam semesta. Misalnya, mereka telah menggunakan pengamatan mereka untuk membuat pengukuran gabungan pertama dari laju ekspansi alam semesta menggunakan gelombang gravitasi dan cahaya.
Hasil baru akan segera menyusul. Dengan ledakan ini, era astronomi multipemain baru dan menarik baru saja dimulai.
Ilya Khel
