Pulsar terisolasi yang tertua yang pernah terdeksi dalam panjang gelombang sinar-X telah ditemukan oleh observatorium sinar-X Chandra yang dioperasikan oleh NASA. Objek eksotis yang sangat tua ini secara mengejutkan ternyata masih aktif.
Pulsar PSR J0108-1431 (atau disingkat J0108 saja) diketahui berusia sekitar 200 juta tahun. Diantara pulsar yang terisolasi (pulsar yang bukan merupakan bagian dari sistem biner) lainnya, usia pulsar ini lebih dari 10 kali lebih tua daripada pemegang rekor sebelumnya dalam deteksi sinar-X. Dengan jarak 770 tahun cahaya, pulsar ini juga merupakan salahsatu pulsar terdekat yang diketahui.
Pulsar terbentuk bilamana sebuah bintang yang jauh lebih masif daripada Matahari mengalami keruntuhan dalam ledakan supernova, meninggalkan sisa yang kecil namun berinti sangat masif, yang dikenal sebagai bintang neutron. Dalam kelahirannya, bintang neutron ini, yang tersusun atas material terpadat yang dikenal di jagat raya, berputar (berotasi) dengan sangat cepat, hingga ratusan kali putaran setiap detiknya. Seraya berputar, bintang tersebut memancarkan radiasi yang terlihat sebagai denyutan bagi pengamat di tempat yang jauh, analog dengan pancaran sinar dari sebuah mercusuar, yang dikenal dengan sebutan “pulsar”.
Para astronom mengamati perlambatan secara gradual dari rotasi pulsar seraya pulsar tersebut meradiasikan energinya. Observasi radio terhadap J0108 menunjukkan bahwa objek tersebut adalah pulsar tertua dan paling redup yang diketahui, berputar dengan kecepatan sedikit lebih cepat dari satu putaran per detik.
Kiri: Citra komposit data sinar-X dari Chandra (ungu) dan emisi optikal dari Very Large Telescope (merah, putih dan biru.) terhadap J0108. Kanan: Ilustrasi artis mengenai penampakan J0108 apabila dilihat dari jarak dekat. (Gambar: X-ray: NASA/CXC/Penn State/G. Pavlov et al. Optical: ESO/VLT/UCL/R. Mignani et al. Illustration: CXC/M. Weiss)
Kejutan muncul ketuka tim astronom dibawah pimpinan George Pavlov dari Penn State University mengamati J0108 dalam panjang gelombang sinar-X menggunakan Chandra. Mereka menemukan bahwa pulsar tersebut berpendar lebih cemerlang dalam sinar-X daripada yang diharapkan dari pulsar setua itu.
Sebagian energi yang terlepas dari J0108 saat ia berputar makin pelan terkonversi dalam bentuk radiasi sinar-X. Efisiensi dari proses ini untuk J0108 diketahui lebih tinggi daripada pulsar lain yang telah dikenal.
“Pulsar ini melepaskan radiasi berenergi tinggi jauh lebih efisien daripada saudaranya yang lebih muda,” jelas Pavlov. “Dengan demikian, walaupun pulsar tersebut meredup seiring dengan penuaannya, namun ia masih menyimpan material yang lebih banyak dibandingkan dengan generasi (pulsar) yang lebih muda.”
Kelihatannya ada dua jenis emisi sinar-X yang dipancarkan oleh J0108: emisi dari partikel yang berpilin di sekeliling medan magnet, dan emisi dari area yang terpanaskan di sekeliling kutub magnetik bintang neutron. Menentukan suhu dan ukuran dari daerah yang terpanaskan tersebut akan menyediakan informasi yang berharga mengenai sifat-sifat permukaan bintang neutron dan proses dimana partikel bermuatan diakselerasikan oleh pulsar.
Pulsar yang lebih muda dan cemerlang, yang biasanya dideteksi melalui teleskop radio dan sinar-X, tidaklah mewakili keseluruhan populasi objek sejenisnya. Dengan demikian pengamatan terhadap objek semacam J0108 membantu para astronom untuk melihat sifat-sifat pulsar dalam rentang yang lebih lengkap. Karena usianya yang lebih tua, J0108 sudah mendekati apa yang disebut sebagai “garis kematian pulsar” (pulsar death line), dimana denyut radiasinya akan segera padam dan dengan demikian akan lebih sulit, atau bahkan mustahil untuk diamati.
“Kini kita dapat mengeksplorasi properti dari pulsar dalam keadaan dimana tidak ada pulsar lain yang pernah terdeteksi diluar rentang (panjang gelombang) radio,” tukas Oleg Kargaltsev dari University of Florida, co-author dari makalah yang memuat penemuan ini. “Untuk memahami properti dari pulsar yang tengah sekarat, sangat penting untuk mempelajari radiasinya dalam gelombang sinar-X. Penemuan kami bahwa sebuah pulsar yang sangat tua dapan menjadi pemancar sinar-X yang demikian efisien memberikan kami harapan untuk menemukan pulsar-pulsar dekat yang baru dari kelas ini melalui meisi sinar-X nya.
Observasi ini telah dilaporkan oleh Pavlov dan para koleganya pada 20 Januari 2009 dalam Astrophysical Journal. Namun demikian, sifat yang eksterem dari J0108 tidak terlihat secara penuh hingga besaran jarak yang baru ke objek ini dilaporkan pada 6 Februari lalu dalam sebuah tesis PhD oleh Adam Deller dari Swinburne University, Australia. Besaran jarak yang baru ini lebih besar dan lebih akurat daripada jarak yang dipakai dalam paper Chandra, menunjukkan bahwa J0108 lebih cemerlang dalam sinar-X daripada perkiraan sebelumnya.
“Dengan segera pulsar ini menjadi pemegang rekor untuk kemampuannya memproduksi sinar-X,” terang Pavlov, “dan hasil yang kami peroleh menjadi lebih menarik tanpa kami perlu melakukan lebih banyak kerja ekstra.”
Posisi dari pulsar seperti yang terlihat oleh Chandra dalam sinar-X pada awal 2007 sedikit berbeda dari posisi yang teramati dalam gelombang radio pada 2001. Hal ini mengimplikasikan bahwa pulsar tersebut bergerak dalam kecepatan sekitar 440.000 mil/jam (sekitar 708.000 km/jam), atau mendekati nilai tipikal sebuah pulsar.
Saat ini, pulsar tersebut bergerak ke arah selatan dari bidang galaksi Bima Sakti, namun dikarenakan kecepatan geraknya masih lebih kecil daripada kecepatan lolos (escape velocity) dari galaksi, pulsar tersebut sewaktu-waktu akan berbalik kembali menuju bidang galaksi pada arah yang berlawanan.
Deteksi terhadap pergerakan ini telah memungkinkan Roberto Mignani dari University College London, dalam kolaborasinya dengan Pavlov dan Kargaltsev, untuk mendeteksi J0108 dalam cahaya optikal, dengan memperkirakan dimana pulsar ini seharusnya dapat terlihat pada citra yang diambil pada tahun 2000. Studi dalam multi-panjang-gelombang dari pulsar berusia tua adalah hal yang kritikal untuk memahami evolusi jangka panjang dari bintang neutron, khususnya bagaimana bintang tersebut mendingin seiring berlalunya waktu, dan bagaimana medan magnetnya yang sangat kuat berevolusi. (chandra.harvard.edu)
0 komentar:
Posting Komentar