Para ilmuwan telah menemukan bahwa semburan energi misterius yang disebut semburan radio cepat (FRBs) dapat tercipta ketika asteroid bertabrakan dengan bintang mati yang sangat padat dan sangat padat yang disebut bintang neutron. Tabrakan seperti itu melepaskan energi yang cukup untuk memenuhi kebutuhan energi umat manusia selama 100 juta tahun!
FRB Itu adalah pulsa sementara gelombang radio yang dapat berlangsung dari sepersekian milidetik hingga beberapa detik. Dalam periode ini, FRB dapat melepaskan energi dalam jumlah yang sama sesuai kebutuhannya matahari beberapa hari untuk menyinari.
FRB pertama diamati pada tahun 2007 dan sejak itu, semburan energi ini tetap mempertahankan aura misterinya karena jarang terdeteksi hingga tahun 2017. Pada tahun itulah Eksperimen Pemetaan Intensitas FRB Kanada dilakukan.CINCIN) masuk dan mulai sering menemukan FRB.
“Sejauh ini, FRB tidak dapat dijelaskan, dengan lebih dari 50 hipotesis potensial tentang asal usulnya: kami sedang menghitungnya!” pemimpin tim dan ilmuwan Universitas Toronto Dang Pham mengatakan kepada Space.com.
Kemungkinan hubungan antara FRB dan asteroid dan juga komet menabrak bintang neutron, telah dikemukakan sebelumnya. Penelitian baru yang dilakukan oleh Pham dan rekannya semakin memperkuat hubungan tersebut.
“Telah diketahui selama bertahun-tahun bahwa asteroid dan komet berdampak bintang neutron “Hal ini mungkin menimbulkan sinyal yang mirip dengan FRB, namun hingga saat ini masih belum jelas apakah hal ini terjadi cukup sering di seluruh alam semesta untuk menjelaskan tingkat di mana kita mengamati terjadinya FRB,” kata Pham. “Kami telah menunjukkan bahwa objek antarbintang (ISO), sebuah kelas asteroid dan komet yang kurang dipelajari dan diperkirakan berada di antara bintang-bintang di galaksi di seluruh alam semesta, mungkin berjumlah cukup banyak sehingga dampaknya terhadap bintang neutron dapat menjelaskan FRB.”
Pham menambahkan bahwa penelitian tim juga menunjukkan bahwa sifat lain yang diharapkan dari dampak ini sesuai dengan pengamatan FRB, seperti durasi, energi, dan kecepatan terjadinya dari waktu ke waktu. kehidupan alam semesta.
Pertanyaannya adalah: meskipun dampak asteroid bisa sangat menghancurkan (tanyakan saja dinosaurus), bagaimana mereka bisa melepaskan jumlah energi yang sama dengan yang dibutuhkan sebuah bintang dalam waktu berhari-hari untuk memancar?
Bintang ekstrem berarti ledakan ekstrem
Bintang-bintang neutron tercipta ketika bintang-bintang masif mati dan intinya runtuh, menciptakan benda-benda padat bermassa Matahari, hanya saja ukurannya tidak lebih lebar dari lebar rata-rata kota di Bumi.
Hasilnya adalah sisa-sisa bintang dengan sifat-sifat ekstrim, seperti materi terpadat di alam semesta (satu sendok teh akan berbobot 10 juta ton jika dibawa ke Bumi) dan medan magnet terkuat di alam semesta, miliaran kali lebih kuat dari itu. bumi. magnetosfer.
“Bintang-bintang neutron adalah tempat yang ekstrem, dengan massa lebih dari Matahari yang dikompresi menjadi bola berdiameter sekitar 12 mil (20 km), menjadikannya salah satu medan gravitasi dan magnet terkuat di alam semesta,” kata anggota tim dan astrofisikawan Universitas Oxford. Matius Hopkins. katanya kepada Space.com. Artinya, sejumlah besar energi potensial dilepaskan ketika sebuah asteroid atau komet menimpa Anda, dalam bentuk kilatan gelombang radio yang cukup terang untuk dilihat di seluruh alam semesta.
Jadi berapa banyak energi yang kita bicarakan di sini? Untuk mempertimbangkan hal ini, mari kita tukar asteroid dengan sesuatu yang lebih manis.
Menurut Pusat Penerbangan Goddard NASAJika marshmallow berukuran normal dijatuhkan ke permukaan bintang neutron, pengaruh gravitasi bintang mati tersebut akan begitu besar sehingga suguhan tersebut akan berakselerasi hingga kecepatan jutaan kilometer per jam. Artinya, ketika marshmallow menabrak bintang neutron, tabrakan tersebut melepaskan energi yang setara dengan ledakan seribu bom hidrogen secara bersamaan.
Jumlah pasti energi yang dilepaskan akibat tumbukan asteroid dan bintang neutron bergantung pada beberapa faktor.
“Energi yang dilepaskan bergantung pada ukuran asteroid dan kekuatan medan magnet bintang neutron, keduanya bisa sangat bervariasi, hingga beberapa kali lipat,” tambah Hopkins. “Untuk sebuah Asteroid selebar 1 km (0,62 mil). dan bintang neutron dengan kekuatan medan magnet permukaan lebih besar dari satu triliun kali kekuatan medan magnet bumi, kami menghitung energi yang dilepaskan kira-kira 10^29 joule (yaitu 10 diikuti oleh 28 angka nol).
“Ini adalah angka yang sangat besar, sekitar seratus juta kali lipat seluruh energi yang digunakan seluruh umat manusia selama satu tahun!”
Jelasnya, asteroid yang bertabrakan dengan bintang neutron dapat melepaskan energi yang cukup untuk menjelaskan FRB, namun apakah tabrakan ini cukup sering untuk menjelaskan pengamatan FRB?
Mungkinkah sebuah asteroid ‘menyerang kombinasi’ bintang-bintang neutron untuk menciptakan FRB berulang?
Para astronom telah mendeteksi FRB di seluruh langit, dan beberapa ilmuwan memperkirakan hal itu 10.000 FRB bisa terjadi di titik acak di langit di atas Bumi setiap hari. Jika tim ini benar, maka banyak terjadi tabrakan antara bintang neutron dan asteroid.
Batuan antarbintang tentunya cukup melimpah di bumi Bimasakti untuk memperhitungkan tarif ini; ada sekitar 10^27 (10 diikuti oleh 26 angka nol) di galaksi kita saja. Tapi seberapa sering mereka bertemu dengan bintang neutron?
“Tabrakan antara bintang neutron dan objek antarbintang jarang terjadi. Kami memperkirakan sekitar satu tabrakan terjadi setiap 10 juta tahun di dunia. BimasaktiKata Pham. “Namun, ada banyak bintang neutron di galaksi, dan ada banyak galaksi! Secara keseluruhan, kami menemukan bahwa laju tumbukan bintang neutron dan objek antarbintang di alam semesta sebanding dengan laju FRB yang diamati saat ini.”
Selain itu, peneliti mencatat bahwa jumlah bintang neutron dan objek antarbintang meningkat sepanjang kehidupan alam semesta. Artinya, laju tumbukan bintang neutron dan objek antarbintang juga akan meningkat seiring waktu kosmik.
“Jika model ini benar, maka kita harus mengamati bahwa tingkat FRB meningkat seiring bertambahnya usia alam semesta,” kata Pham. “Ini masih merupakan pertanyaan penelitian terbuka yang dapat mengambil manfaat dari observasi lebih lanjut!”
Meskipun teori ini benar, namun tidak menjawab semua hal tentang FRB. Hal ini terutama karena ada dua jenis semburan energik gelombang radio.
Sampai saat ini, kita telah membicarakan tentang FRB dengan kejadian tunggal. Namun, ada juga FRB berulang yang dipecat lebih dari satu kali. Bisakah serangan asteroid juga menjelaskan terulangnya FRB?
“Kami menemukan bahwa model ini tidak dapat menjelaskan FRB berulang karena tabrakan bintang neutron dengan batuan antarbintang adalah peristiwa langka dan acak,” jelas Hopkins. “Jarang sekali sebuah bintang neutron bertabrakan dengan objek antarbintang. Sebagai perbandingan, FRB berulang umumnya terjadi dengan kecepatan yang jauh lebih cepat, dan beberapa di antaranya diamati secepat dua ledakan per jam!”
Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa jika FRB yang terjadi satu kali disebabkan oleh tabrakan antara bintang neutron dan asteroid, maka FRB yang berulang dapat mewakili bintang mati yang bertabrakan dengan asteroid. sabuk asteroidseperti milik kita tata surya di antara Mars Dan Jupiter.
“Masih ada beberapa perdebatan seputar gagasan ini, khususnya tentang seberapa padat seharusnya bidang puing-puing ini. Skenario ini melampaui apa yang kami pertimbangkan dalam model kami, yaitu tabrakan bintang neutron dengan objek antarbintang,” ujarnya. “Pengamatan lebih lanjut diperlukan untuk memahami mekanisme emisi FRB dan sumbernya.”
Pham dan Hopkins mencatat bahwa laju tumbukan antara bintang neutron dan objek antarbintang akan bergantung pada jenis galaksi, seperti galaksi elips atau spiraldi mana hal tersebut terjadi. Artinya, para astronom perlu mengamati lebih banyak FRB dan melacaknya kembali ke galaksi induknya untuk menentukan jenis galaksi mana yang paling terkait dengan ledakan energi tersebut.
“Memahami evolusi tingkat FRB dari waktu ke waktu kosmik juga dapat membantu kita lebih memahami model ini,” tambah Pham. “Pengamatan lebih lanjut terhadap FRB juga dapat memberikan lebih banyak batasan pada energi yang dihasilkan dari peristiwa ini, yang akan memberi informasi kepada kita tentang bagaimana FRB dipancarkan.” Tim peneliti mengatakan kepada Space.com bahwa hal ini akan dilakukan dengan proyek observasi FRB, seperti CINCINObservatorium Hidrogen Kanada dan Detektor Radio Transien (CHORD) dan Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP).
“Pekerjaan lebih lanjut untuk membatasi sejauh mana galaksi dihuni oleh objek antarbintang juga akan memberi kita informasi yang lebih baik tentang seberapa sering bintang neutron dapat bertabrakan dengan objek tersebut di alam semesta,” Pham menyimpulkan.
Hasil tim telah diterima untuk dipublikasikan di Astrophysical Journal. Versi pracetak artikel tim tersedia di situs repositori. arXiv.
Awalnya diterbitkan di luar angkasa.com.
