Penemuan Pulsar Sinar Gamma Pertama

Sekitar tiga kali dalam sedetik, reruntuhan sebuah bintang menyapukan kilatan sinar gamma ke arah Bumi. Objek ini, dikenal sebagai pulsar, adalah yang pertama dari jenisnya yang hanya “berkelip” dalam panjang gelombang sinar gamma. Objek ini ditemukan oleh perangkat Large Area Telescope (LAT) yang terpasang pada wahana Fermi Gamma Ray Telescope yang dioperasikan oleh NASA bekerjasama dengan Departemen Energi Amerika Serikat (U.S. Departement of Energy, DoE), dan partner-partner internasional lainnya.
“Ini adalah contoh pertama pulsar dari kelas baru yang secara mendasar akan memberi pencerahan mengenai bagaimana sebuah bintang bekerja,” jelas Peter Michelson dari Stanford University, peneliti utama LAT. Data dari LAT diproses oleh DOE’s Stanford Linear Accelerator dan dianalisis oleh kolaborasi internasional untuk LAT.
Pulsar sinar gamma tersebut terletak pada sisa sebuah supernova yang dikenal sebagai CTA 1, yang berlokasi sekitar 4.600 tahun cahaya di konstelasi Cepheus. Sebagaimana halnya sebuah mercusuar pancaran cahayanya menyapu Bumi sekali setiap 316,86 milidetik dengan emisi 1.000 kali energi matahari. Hasil pengamatan terhadap objek ini telah diterbitkan dalam jurnal Science Express edisi 16 Oktober.
Pulsar adalah bintang neutron yang berotasi dengan cepat, yang merupakan sisa yang tertinggal dari kematian sebuah bintang masif. Para astronom telah mengkatalogkan sekitar 1.800 pulsar. Walaupun kebanyakan diantaranya memancarkan denyut dalam gelombang radio, sebagian lainnya juga melepaskan energi dalam bentuk lain, termasuk cahaya kasatmata dan sinar-X.

Posisi pulsar pada sisa supernova CTA 1 (Gambar: NASA/S. Pineault, DRAO) Tidak seperti pulsar-pulsar yang telah ditemukan sebelumnya, sumber CTA 1 teramati hanya berkelip dalam gelombang energi sinar gamma. Hal ini menawarkan cara baru bagi para ilmuwan untuk mempelajari bintang-bintang di alam semesta kita. Para ilmuwan menduga bahwa CTA 1 hanyalah objek pertama dari populasi besar dari objek serupa. “LAT memberikan kita pandangan yang unik mengenai populasi pulsar pada galaksi, dan mengungkap objek-objek yang bahkan tidak kita ketahui keberadaannya,” jelas Steve Ritz, Project Scientist dari Fermi Gamma-ray Space Telescope.
Pulsar CTA 1 tidak terletak di pusat reruntuhan bintang yang diselubungi gas. Ledakan supernova yang dapat berlangsung secara asimetris, seringkali melontarkan bintang neutron dari tempatnya semula. Berdasarkan usia reruntuhan, dan jarak pulsar dari pusatnya, para astronom meyakini bahwa bintang neutron tersebut tengah bergerak dengan kecepatan sekitar sejuta mil per jam – kecepatan tipikal untuk sebuah bintang neutron.
Proyek LAT memindai (scan) keseluruhan langit sekali setiap 3 jam dan mendeteksi foton dengan energi dari 20 juta hingga lebih dari 300 miliar kali energi cahaya kasatmata. Instrumen yang digunakan dapat melihat sekitar satu pancaran sinar gamma tiap menitnya dari CTA 1. Hal ini cukup bagi para ilmuwan untuk menyusun gambaran mengenai sifat-sifat denyutan bintang neutron, periode rotasinya, dan tingkat perlambatan rotasinya.
Pancaran pulsar muncul akubat bintang neutron menghasilkan medan magnet yang besar dan berotasi dengan cepat. Partikel bermuatan mengalir keluar dari kutub magnetik bintang dengan kelajuan mendekati kecepatan cahaya untuk kemudian menghasilkan pancaran sinar gamma seperti yang teramati oleh teleskop. Karena pancaran itu mendapatkan energinya dari rotasi bintang, ia juga secara gradual memperlambat putaran pulsar. Dalam kasus CTA 1, periode rotasi meningkat sekitar satu detik setiap 87.000 tahun.
Pengukuran ini juga penting untuk memahami dinamika sifat-sifat pulsar dan dapat digunakan untuk memperkirakan usia pulsar. Dengan memperlambat periodennya, para peneliti telah menemukan bahwa pulsar tersebut sebenarnya memberikan energi bagi semua aktifitas dalam nebula tempatnya berada.
“Observasi ini menunjukkan kemampuan dari LAT,” jelas Michelson. Peralatan itu, “demikian sensitif sehingga kita kini dapat menemukan jenis baru dari suatu objek hanya dengan mengamati emisi sinar gamma yang dipancarkannya.” (www.nasa.gov)