Ketika 2 bintang neutron yang sangat padat saling mengorbit satu sama lain, mereka berputar ke dalam seiring waktu dan akhirnya bergabung. Penggabungan seperti itu sangat kuat. Mungkinkah peradaban maju menggunakannya untuk memberi isyarat melintasi kosmos?
Konsep artis tentang sistem bintang ganda atau biner, tempat 2 bintang bergabung. Bisakah peradaban alien menggunakan merger bintang neutron untuk berkomunikasi melintasi ruang angkasa? Gambar melalui NSF / LIGO / Sonoma State University / A. Simonnet.
Ketika datang ke Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI), kebanyakan orang berpikir pertama tentang pencarian menggunakan teleskop radio untuk mencari sinyal dari peradaban alien yang jauh. Kemungkinan lain - seperti SETI optik, yang mencari pulsa laser ekstraterestrial - telah menjadi lebih populer dalam beberapa tahun terakhir juga. Lagipula, seperti banyak orang berpendapat, mengapa peradaban maju membatasi dirinya untuk menggunakan radio saja? Sekarang para peneliti di Jepang menawarkan pendekatan yang berbeda dan menarik untuk SETI. Bagaimana dengan mencari sinyal yang sudah ada disinkronkan dengan dua bintang neutron penggabungan?
Ilmuwan lain menganggap ide ini cukup serius untuk memungkinkan publikasi dalam jurnal utama. Pekerjaan lulus peer-review dan diterbitkan di The Astrophysical Journal Letters - alias ApJ Letters - pada 1 Agustus 2018.
Masalah utama dengan SETI adalah bahwa ada begitu banyak ruang, secara harfiah, untuk mencari. Apa tempat terbaik untuk mencari? Dan kapan kita harus mencari?
Gagasan untuk berkomunikasi melalui penggabungan bintang biner (ganda) terdengar jauh, tetapi premisnya cukup sederhana. ET dapat dengan sengaja mengatur waktu komunikasi sehingga bertepatan dengan peristiwa kosmik yang sangat nyata dan alami, tetapi sementara - seperti ledakan supernova atau sinar gamma - berpikir bahwa teleskop lain (semi-maju) peradaban, seperti kita di Bumi, mungkin menunjuk ke arah peristiwa semacam itu. Menulis di ApJ Letters, kata penulis:
Kami membahas kemungkinan menerima sinyal radio dari kecerdasan ekstra-galaksi, sekitar waktu ketika kami mengamati penggabungan bintang neutron biner di galaksi mereka. Pengukuran presesi tinggi dari parameter biner akan memungkinkan mereka untuk sinyal ~ 104 tahun sebelum mereka sendiri mengamati sinyal merger. Menggunakan SKA, kami mungkin menerima ~ 104 bit data, ditransmisikan dari 40 Mpc dengan daya output ~ 1TW.
Dengan kata lain, apa yang telah dilakukan para ilmuwan ini adalah melihat angka-angkanya, mencoba mengatur parameter untuk kemungkinan komunikasi ET melalui penggabungan bintang biner, seandainya komunikasi tersebut memang ada.
Skema menunjukkan bagaimana peradaban ET di galaksi lain dapat menggunakan penggabungan biner dari 2 bintang neutron untuk membantu sinyal radio, sedemikian rupa sehingga sinyal akan tiba pada waktu yang sama dengan sinyal alami dari penggabungan itu sendiri. Gambar melalui Nishino & Seto 2018.
Satu peringatan adalah bahwa peradaban seperti itu harus dapat memprediksi kapan tepatnya bintang biner neutron yang dapat digunakan akan terjadi. Mereka membutuhkan pengetahuan itu sehingga sinyal mereka dapat diatur untuk tiba pada waktu yang sama dengan sinyal alami, jika, katakanlah, mereka ingin sinyal mereka ke tempat tertentu (seperti Bumi), tempat yang sudah mereka miliki bertekad untuk memiliki komunikasi radio, setidaknya.
Untuk sebagian besar peristiwa alam seperti itu, pengetahuan itu akan sulit. Tetapi kemungkinan yang menarik muncul - radiasi gelombang elektromagnetik dan gravitasi dari penggabungan biner (penggabungan dua bintang neutron) - diyakini sebagai fenomena yang relatif umum di alam semesta. Studi baru, yang dipimpin oleh Yuki Nishino dan Naoki Seto, meneliti kemungkinan peradaban ET menyinkronkan sinyal buatan mereka dengan sinyal alami dari penggabungan bintang neutron biner.
Bagan yang menunjukkan peluruhan orbital bintang neutron biner PSR B1913 + 16. Para astronom telah menggunakan waktu pulsa radionya untuk secara tepat mengukur tingkat peluruhan selama beberapa dekade. Dengan menggunakan informasi yang sama ini, peradaban ET dapat memprediksi kapan 2 sta dalam sistem biner pada akhirnya akan bergabung. Kemudian mereka dapat menyinkronkan sinyal buatan mereka dengan sinyal alami ini. Gambar melalui Inductiveload.
Jadi, bagaimana mungkin merger seperti itu dapat diprediksi? Bintang-bintang neutron kadang-kadang dilihat oleh kita di Bumi sebagai pulsar. Dengan kata lain, kadang-kadang satu atau kedua bintang terlihat memancarkan cahaya. Dengan mengukur waktu pulsar yang tepat dalam sistem bintang neutron biner, dimungkinkan untuk mengukur orbit dan tingkat peluruhan orbit kedua bintang. Dengan informasi itu, para astronom dapat menghitung kapan kedua bintang akan bergabung.
Agaknya para astronom ET dapat melakukan pengukuran dan perhitungan yang sama. Mereka kemudian dapat sinyal buatan mereka, mengatur waktu untuk tiba pada saat yang sama ketika gelombang gravitasi meledak dari merger. Sinyal yang diketahui dari luar angkasa - dianggap sebagai sinyal dari penggabungan biner bintang neutron - adalah yang berlabel GW170817. Menulis di ApJ Letters, kata penulis:
Saat mencari sinyal buatan dari intelijen ekstraterestrial (ETI), masalah utama adalah seberapa efisien kita dapat mengurangi ruang parameter yang sedang diperiksa. Keadaan ini akan dipahami secara terbalik oleh ETI, dan mereka akan dengan hati-hati mengatur waktu dan arah transmisi. Dalam Surat ini, kami telah menunjukkan bahwa penggabungan bintang neutron biner di galaksi mereka bisa menjadi peristiwa yang ideal untuk sinkronisasi sinyal. Ini karena ETI akan dapat memperkirakan lokasi dan zaman dari peristiwa yang sangat energik di muka. Paling optimis, kita mungkin benar-benar menemukan sinyal buatan dengan menganalisis ulang data elektromagnetik yang sudah diambil dari GW170817. Selain itu, jaringan LIGO-Virgo akan mulai menjalankan pengamatan berikutnya pada awal 2019, dan merger bintang biner neutron baru mungkin diidentifikasi. Pengamatan radio awal dan mendalam untuk galaksi inangnya mungkin juga layak dipertimbangkan dari perspektif SETI.
Ya, semua ini terdengar seperti fiksi ilmiah. Tetapi ini adalah metode komunikasi yang dapat bekerja, setidaknya secara teoritis. Akan tetapi, jumlah daya yang dibutuhkan untuk sinyal semacam itu akan jauh melampaui apa yang bisa kita lakukan sekarang, tetapi bisa saja layak untuk peradaban ET yang jauh lebih maju. Nishino dan Seto menghitung, misalnya, bahwa untuk peradaban di galaksi yang berjarak 130 juta tahun cahaya, sepuluh megabyte data dapat dikirim ke penerima yang serupa dengan Array Kilometer Persegi di Bumi, menggunakan pemancar radio berkekuatan ~ 1 terawatt. Satu terawatt sama dengan sekitar 10 persen dari konsumsi energi saat ini di seluruh Bumi. Menggunakan jumlah energi itu telah direnungkan, bahkan oleh kita penduduk bumi yang lemah.
Jadi karya baru Yuki Nishino dan Naoki Seto menarik, untuk sedikitnya, bahkan jika tampaknya aneh. Bisakah ET yang sangat maju menggunakan pemancar yang lebih kuat daripada yang ada di Bumi untuk sinyal komunikasi jauh ke dalam kosmos, mungkin bahkan ke galaksi lain, dengan bantuan salah satu fenomena kosmik alam paling intens yang diketahui ada?
Seperti yang pernah dikatakan oleh karyawan Disney, jika Anda dapat memimpikannya, Anda bisa melakukannya. Mungkin ET juga mengatakan itu!
Gambar teleskopik merger biner GW170817, pasca merger.Gambar melalui oares-Santos et al./DES Collaboration.
SETI tradisional menggunakan teleskop radio besar seperti yang ada di Observatorium Arecibo di Puerto Rico. Pemancar yang jauh lebih kuat akan diperlukan untuk sinyal dengan cara yang diusulkan studi baru. Gambar melalui Gambar GDA / AP.
Intinya: Berkomunikasi melintasi ruang angkasa yang dalam, terutama antar galaksi, tidak mudah. Sebuah studi baru menunjukkan mungkin lebih mudah dengan bantuan penggabungan biner bintang neutron. Itu ide yang radikal, tapi sangat menarik.