Astronom Ungkap Misteri Sinyal Radio Berulang Dari Sistem Bintang Biner

Para astronom sukses mengidentifikasi sumber sinyal radio berulang nan telah membingungkan selama bertahun-tahun.(Daniëlle Futselaar/artsource.nl)

PARA astronom mengungkap misteri sinyal radio berulang nan membingungkan sejak ditemukan tahun lalu.

Tim peneliti melacak sinyal tersebut ke sistem bintang biner asing nan terdiri dari bintang meninggal alias "katai putih" dan bintang pendamping katai merah. Sinyal radio ini berulang setiap 2 jam dan pertama kali terdeteksi satu dasawarsa lalu, berasal dari arah rasi bintang Biduk (Big Dipper).

Penelitian terbaru menunjukkan bahwa penyebab sinyal radio ini adalah medan magnet dari katai putih dan katai merah nan berbenturan dalam sistem biner nan disebut ILTJ1101.

Sebelumnya, ledakan radio berperiode panjang seperti ini hanya pernah dilacak kembali ke bintang neutron, sehingga temuan ini memberikan perspektif baru tentang asal-usul kejadian tersebut.

“Ada beberapa bintang neutron bermagnet sangat kuat, alias magnetar, nan diketahui memancarkan pulsa radio dengan periode beberapa detik,” kata Charles Kilpatrick, astrofisikawan dari Northwestern University, dalam sebuah pernyataan. 

"Beberapa astrofisikawan juga beranggapan bahwa sumber sinyal ini mungkin memancarkan pulsa pada interval waktu nan teratur lantaran mereka berputar, sehingga kita hanya memandang emisi radio ketika sumbernya mengarah ke kita.

"Namun sekarang, kita tahu bahwa setidaknya beberapa pancaran radio berperiode panjang berasal dari sistem bintang biner. Kami berambisi ini bakal memotivasi para astronom radio untuk mencari sumber baru nan mungkin berasal dari biner bintang neutron alias magnetar."

Menemukan Bintang Mati

Ketua tim peneliti, Iris de Ruiter dari University of Sydney, pertama kali menemukan sinyal ini pada tahun 2024 saat menelusuri info arsip dari Low Frequency Array (LOFAR), teleskop radio terbesar nan beraksi pada gelombang terendah nan dapat dideteksi dari Bumi.

Sinyal pertama kali muncul dalam info LOFAR pada 2015. Setelah menemukan kejadian pertamanya, de Ruiter menemukan enam pulsa tambahan dari sumber nan sama.

Pancaran gelombang radio ini dapat memperkuat dari beberapa detik hingga beberapa menit. Meskipun durasinya berbeda-beda, pulsa ini berulang secara teratur setiap dua jam.

Sinyal ini mempunyai beberapa kesamaan dengan kejadian kosmik nan disebut fast radio bursts (FRB), tetapi jauh lebih jarang terjadi.

“Pulsa radio ini sangat mirip dengan FRB, tetapi mempunyai lama nan berbeda,” kata Kilpatrick. "Pulsa ini mempunyai daya nan jauh lebih rendah dibandingkan FRB dan biasanya berjalan selama beberapa detik, sedangkan FRB hanya berjalan dalam hitungan milidetik.

“Masih menjadi pertanyaan besar apakah ada hubungan antara objek berperiode panjang ini dengan FRB alias jika mereka merupakan populasi nan berbeda."

Untuk menentukan sumber pulsa radio ini, tim melakukan penelitian lanjutan dengan Multiple Mirror Telescope (MMT) di Arizona dan McDonald Observatory di Texas.

Hasilnya mengungkap sumber pulsa tersebut adalah dua bintang nan berjarak sekitar 1.600 tahun sinar dari Bumi dan berputar berbareng dalam orbit nan ketat. Kedua bintang ini mengorbit satu sama lain setiap 125,5 menit.

Selama satu siklus penuh dua jam, pengamatan dengan MMT mengungkapkan sifat sebenarnya dari sistem ini.

Bintang Mati Menyebabkan Gangguan Magnetik

Pengamatan rinci memungkinkan tim untuk melacak pergerakan sistem secara menyeluruh, sekaligus mendapatkan info tentang katai merah dengan menganalisis spektrum cahayanya.

“Garis spektrum dalam info ini memungkinkan kami menentukan bahwa katai merah bergerak maju-mundur dengan sangat sigap dalam periode dua jam nan sama dengan pulsa radio,” kata Kilpatrick. “Ini adalah bukti kuat bahwa katai merah berada dalam sistem bintang biner.”

Gerakan maju-mundur ini tampaknya disebabkan oleh tarikan gravitasi dari pendamping samar dalam sistem ILTJ1101. Variasi dalam gerakannya mengungkapkan massa dari pendampingnya nan nyaris tak terlihat.

Dengan info ini, para astronom memastikan objek pendamping tersebut adalah katai putih—sisa bintang nan terbentuk ketika bintang bermassa seperti Matahari mencapai akhir hidupnya dan mengalami keruntuhan, sementara lapisan luarnya terlempar ke luar angkasa.

“Dalam nyaris semua skenario, massa dan tingkat kecerahannya nan sangat redup menunjukkan bahwa objek ini adalah katai putih,” jelas Kilpatrick. "Ini mengonfirmasi asumsi utama tentang asal-usul bintang biner katai putih dan merupakan bukti langsung pertama untuk sistem biner nan menjadi sumber pulsa radio berperiode panjang."

Para astronom sekarang berencana untuk mempelajari emisi ultraviolet berenergi tinggi dari ILTJ1101, nan dapat mengungkap suhu katai putih serta memberikan wawasan lebih lanjut tentang sistem biner katai merah/katai putih seperti ini.

“Sangat menarik bisa menambahkan potongan baru ke teka-teki ini,” kata de Ruiter. “Kami bekerja dengan para mahir dari beragam disiplin pengetahuan astronomi.

"Dengan beragam teknik dan pengamatan, kami semakin mendekati jawaban, selangkah demi selangkah.” (Space/Z-2)