Para ilmuwan mengukur lengkungan ruang-waktu dalam gravitasi bintang biner dan menemukan massa pulsar yang berputar cepat - tepat sebelum pulsar menghilang.
Model sistem pulsar biner PSR J1906 + 0746,. Panah melalui bola oranye di sebelah kanan mewakili sumbu presesi pulsar; yaitu, pulsar sekarang dikenal goyah dalam ruang-waktu melengkung dari sistem ini. Gambar melalui Astron.
Para ahli astrofisika mengatakan mereka telah menemukan beberapa karakteristik dari penghuni alam semesta kita yang jauh dan eksotis, sebuah pulsar milidetik biner, tak lama sebelum menghilang dari pandangan kita. Mereka menyebut sistem ini a relativistik binary pulsar, karena massa dan kepadatan kedua objek sangat ekstrem sehingga mereka paling baik dipahami berdasarkan teori relativitas Einstein. Sistem ini disebut PSR J1906 + 0746, atau singkatnya J1906. Terdiri dari bintang neutron yang mengorbit objek padat lainnya (mungkin bintang neutron lain, atau white dwarf), dalam waktu kurang dari 4 jam. Sebelum menghilang, bintang neutron terlihat berputar dengan cepat dan memancarkan gelombang radio seperti mercusuar setiap 144 milidetik.
Sebuah tim peneliti internasional mempelajari sistem tersebut dan mampu menggambarkan massa kedua benda tersebut, serta mengukurnya ruang-waktu warp dalam gravitasi sistem. Mereka mengatakan bahwa ruang-waktu bengkok pada akhirnya menyebabkan hilangnya pulsar dari sudut pandang duniawi kita. Para astronom ini mempublikasikan studi mereka hari ini (8 Januari 2015) di Astrophysical Journal, dan mereka mempresentasikan hasilnya hari ini di pertemuan ke-225 American Astronomical Society, di Seattle.
Tidak yakin tentang pulsar? Lihat video di bawah ini, dari NASA.
Joeri van Leeuwen, seorang astrofisikawan di Institut Astronomi Radio Belanda ASTRON, dan Universitas Amsterdam, Belanda, memimpin penelitian ini. Dia mengatakan dalam siaran pers:
Hasil kami penting karena menimbang bintang ketika mereka melayang bebas di luar angkasa sangat sulit. Itu adalah masalah karena pengukuran massa seperti itu diperlukan untuk memahami gravitasi dengan tepat, gaya yang terkait erat dengan perilaku ruang dan waktu pada semua skala di alam semesta kita.
Para astronom telah mengukur massa hanya segelintir bintang neutron ganda lainnya. Kelompok ini mengatakan J1906 - yang ditemukan pada tahun 2004 dengan Observatorium Arecibo - sejauh ini merupakan yang termuda yang diukur sejauh ini. Ledakan supernova yang membentuknya terjadi hanya 100.000 tahun yang lalu. Menurut para ilmuwan ini, itu berarti:
... biner berada dalam kondisi yang sangat murni dan belum teratasi. Pulsar normal berumur sekitar 10 juta tahun; mereka kemudian dapat didaur ulang oleh rekan biner untuk hidup selama 1 miliar tahun lagi. Jika pendamping J1906 adalah bintang neutron, kemungkinan didaur ulang, meskipun tampaknya tidak menyinari kita.
Setelah penemuannya di tahun 2004, tim memantau J1906 hampir setiap hari dengan lima teleskop radio terbesar di Bumi: Teleskop Arecibo (AS), Teleskop Bank Hijau (AS), Teleskop Nançay (Prancis), Teleskop Lovell (Inggris), dan Westerbork Teleskop Radio Sintesis (Belanda). Lebih dari 5 tahun, kampanye itu mempertahankan skor yang tepat dari semua rotasi pulsar - satu miliar total yang mengejutkan. co-penulis Ingrid Stairs, profesor fisika dan astronomi di The University of British Columbia, Kanada, mengatakan:
Dengan melacak gerakan pulsar dengan tepat, kami dapat mengukur interaksi gravitasi antara dua bintang yang sangat kompak dengan akurasi ekstrim.
Kedua bintang ini masing-masing memiliki berat lebih dari matahari, tetapi masih lebih dari 100 kali lebih dekat daripada bumi. Gravitasi ekstrem yang dihasilkan menyebabkan banyak efek luar biasa.
Salah satunya adalah presesi geodetik dari sumbu putar pulsar. Saat Anda memulai putaran atas, itu tidak hanya berputar - ia juga bergetar. Menurut relativitas umum, bintang-bintang neutron juga harus mulai goyah ketika mereka bergerak melalui sumur gravitasi (ruang-waktu yang sangat melengkung) dari bintang pendamping besar yang berdekatan.
Tim terus melacak presesi geodetik di J1906 dan melihat perubahan 2,2 derajat dalam orientasi sumbu putaran pulsar. Van Leeuwen berkata:
Melalui efek dari tarikan gravitasi timbal balik yang sangat besar, sumbu putaran pulsar sekarang telah bergetar sedemikian rupa sehingga sinar tidak lagi mengenai Bumi.
Pulsar sekarang tidak terlihat bahkan oleh teleskop terbesar di Bumi. Ini adalah pertama kalinya pulsar muda menghilang melalui presesi. Untungnya puncak pemintalan kosmik ini diharapkan bergetar kembali ke pandangan .. tetapi mungkin memakan waktu selama 160 tahun.
Pulsar biner mungkin dua pulsar yang mengorbit satu sama lain, seperti yang ditunjukkan dalam ilustrasi artis ini. Atau mungkin pulsar yang mengorbit katai putih. Gambar melalui Michael Kramer (Observatorium Jodrell Bank, Universitas Manchester) dan Wikimedia Commons.
Intinya: Para astronom mengidentifikasi sistem pulsar biner, yang mereka sebut PSR J1906 + 0746, pada tahun 2004. Terdiri dari bintang neutron yang berputar cepat, pulsar, dan mungkin bintang neutron lain atau bintang katai putih. Selama lima tahun sesudahnya, mereka melacak sistem dan mampu menjabarkan massa dari dua badan yang mengorbit, plus mengenali fitur relativistik dari orbit mutual sistem. Mereka mengatakan sumbu pulsar berputar dengan cepat (bergetar) dengan sangat cepat sehingga berkas gelombang radio seperti mercusuar, yang sebelumnya terlihat setiap 144 milidetik, kini telah menghilang seperti terlihat dari Bumi.