Teleskop array dipol — kumpulan kabel dan kutub yang membentang di area seluas 57 lapangan tenis — membutuhkan mahasiswa Universitas Cambridge lebih dari dua tahun untuk membangunnya. Tetapi setelah teleskop selesai pada bulan Juli 1967, hanya butuh beberapa minggu bagi mahasiswa pascasarjana Jocelyn Bell Burnell untuk mendeteksi sesuatu yang akan mengubah bidang astronomi.
Konten terkait
- Puluhan Tahun Setelah Melewati untuk Nobel, Jocelyn Bell Burnell Mendapat Haknya
- Teleskop Radio Terbesar Di Dunia Memata-matai Pulsar Pertama
Teleskop raksasa seperti jaring menghasilkan data yang cukup untuk mengisi 700 kaki kertas setiap minggu. Dengan menganalisis ini, Bell Burnell memperhatikan sinyal yang samar dan berulang yang disebutnya "scruff" —sebuah string pulsa reguler, yang berjarak 1, 33 detik. Dengan bantuan dari atasannya Antony Hewish, Bell Burnell dapat menangkap sinyal lagi di musim gugur dan musim dingin.
Sinyal itu tampak seperti tidak ada yang pernah dilihat astronom sebelumnya. Namun tak lama kemudian, Bell Burnell menemukan lebih banyak suar kecil di sana, seperti yang pertama tetapi berdenyut dengan kecepatan yang berbeda di berbagai bagian langit.
Setelah menghilangkan penjelasan yang jelas seperti gangguan radio dari Bumi, para ilmuwan memberikan sinyal nama julukan fantastis LGM-1, untuk "pria hijau kecil" (kemudian menjadi CP 1919 untuk "Cambridge pulsar"). Meskipun mereka tidak secara serius berpikir itu mungkin makhluk luar angkasa, pertanyaannya tetap: apa lagi di alam semesta yang bisa memancarkan blip yang stabil dan teratur?
Untungnya, bidang astronomi secara kolektif siap untuk menyelami misteri. Ketika penemuan itu muncul dalam jurnal Nature yang bergengsi pada 24 Februari 1968, para astronom lain segera memberikan jawaban: Bell Burnell telah menemukan pulsar, bentuk bintang neutron yang sebelumnya tidak terbayangkan yang berputar dengan cepat dan memancarkan sinar-X atau radiasi sinar gamma. .
"Pulsar benar-benar tidak terduga, jadi itu luar biasa untuk penemuan sesuatu yang tidak pernah kita pikirkan dalam istilah yang didorong oleh teori, " kata Josh Grindlay, astrofisikawan Universitas Harvard yang merupakan mahasiswa doktoral di Harvard sementara kegembiraan berputar-putar di sekitar penemuan. “Penemuan pulsar menonjol karena memberi tahu kita bahwa dunia benda padat itu sangat nyata.” Dalam 50 tahun terakhir, para peneliti memperkirakan ada puluhan juta pulsar di galaksi kita saja.
Bell Burnell pada tahun 1967, tahun ia mengamati apa yang akan segera diidentifikasi oleh para ahli astrofisika sebagai pulsar pertama yang diketahui. (Wikimedia Commons) Dengan benda padat, Grindlay berarti benda langit eksotis yang mencakup lubang hitam dan bintang neutron. Bintang-bintang neutron diusulkan pada tahun 1934 oleh fisikawan Walter Baade dan Fritz Zwicky, tetapi dianggap terlalu gelap dan sulit bagi para ilmuwan untuk mengidentifikasi dalam kenyataan. Bintang-bintang yang sangat kecil dan padat ini dianggap sebagai hasil dari proses supernova — ketika sebuah bintang besar meledak dan materi yang tersisa runtuh dengan sendirinya.
Baade dan Zwicky benar. Seperti yang ditemukan oleh ahli astrofisika, pulsar adalah sebagian kecil bintang neutron — dan, karena terlihat, membuktikan keberadaan bintang neutron lainnya. Terbuat dari neutron yang padat, pulsar dapat memiliki diameter hanya sekitar 13 mil, namun mengandung dua kali massa matahari. Untuk menempatkan itu dalam perspektif, sebagian bintang neutron seukuran gula batu akan menimbang jumlah yang sama dengan Gunung Everest. Satu-satunya objek di alam semesta dengan kerapatan lebih tinggi dari bintang dan pulsar neutron adalah lubang hitam.
Apa yang membuat pulsar berbeda dari bintang-bintang neutron lainnya adalah kenyataan bahwa mereka berputar, seperti gasing, beberapa begitu cepat sehingga mereka mendekati kecepatan cahaya. Gerakan berputar ini, dikombinasikan dengan medan magnet yang mereka ciptakan, menghasilkan pancaran dari mereka di kedua sisi — tidak begitu mirip dengan cahaya konstan Matahari kita, tetapi lebih seperti sorotan berputar dari mercusuar. Kedipan inilah yang memungkinkan para astrofisikawan untuk mengamati dan mendeteksi pulsar, dan menyimpulkan keberadaan bintang-bintang neutron, yang tetap tidak terlihat.
"Pada saat ini terjadi, kami tidak tahu bahwa ada hal-hal di antara bintang-bintang, apalagi bahwa itu bergejolak, " kata Bell Burnell kepada New Yorker pada 2017, mengingat kembali pengamatan bersejarahnya. "Itu adalah salah satu hal yang muncul dari penemuan pulsar — lebih banyak pengetahuan tentang ruang antar bintang."
Selain membuktikan keberadaan bintang-bintang neutron, pulsar juga mengasah pemahaman kita tentang fisika partikel dan memberikan lebih banyak bukti untuk teori relativitas Einstein. "Karena mereka sangat padat, mereka mempengaruhi waktu di ruang angkasa, " kata fisikawan Universitas Negeri San Diego Fridolin Weber. "Jika Anda memiliki data yang baik tentang pulsar, maka teori Einstein dapat diuji terhadap teori yang bersaing."
Sedangkan untuk aplikasi praktis, pulsar hampir sama persis dengan jam atom, yang mengukur waktu lebih akurat daripada apa pun melalui gerakan reguler atom berenergi. Jika kita mengirim astronot jauh ke luar angkasa, pulsar dapat berfungsi sebagai titik navigasi, kata Weber. Faktanya, ketika NASA meluncurkan wahana Voyager pada tahun 1970-an, pesawat ruang angkasa itu menyertakan peta lokasi Matahari kita di galaksi berdasarkan 14 pulsar (meskipun beberapa ilmuwan mengkritik peta itu karena kita telah belajar ada lebih banyak pulsar di galaksi) dari yang diyakini sebelumnya).
Baru-baru ini, para ilmuwan menjadi optimis tentang penggunaan pulsar untuk mendeteksi gelombang gravitasi, dengan memantau mereka untuk kelainan kecil. Riak-riak dalam ruang-waktu ini, yang membenarkan Einstein dan membantu para ilmuwan memahami bagaimana benda-benda super besar dan padat mempengaruhi ruang, membuat para penemu mendapatkan Penghargaan Nobel Fisika 2017 — sama seperti Antony Hewish memenangkan Hadiah Fisika pada 1974. (Bell Burnell tidak memberikan hadiah, mungkin karena statusnya sebagai mahasiswa pascasarjana, seperti yang ia klaim, atau karena menjadi wanita, seperti yang disarankan orang lain.) Sekarang, para ilmuwan berencana untuk menggunakan pulsar untuk menemukan gelombang gravitasi yang bahkan LIGO tidak dapat mendeteksi.
Namun banyak pertanyaan yang tersisa ketika datang ke perilaku pulsar dan tempat mereka di galaksi. "Kami masih belum sepenuhnya memahami elektrodinamika yang tepat dari apa yang menghasilkan pulsa radio, " kata Grindlay. Jika para ilmuwan dapat mengamati pulsar dalam sistem biner dengan lubang hitam — dua benda yang saling berinteraksi — yang bahkan akan memberikan wawasan lebih dalam tentang sifat fisika dan alam semesta. Berkat teleskop baru seperti Array Kilometer Persegi di Afrika Selatan dan Teleskop Bulat Aperture Lima ratus meter (FAST) di China, fisikawan cenderung memiliki lebih banyak data untuk segera bekerja.
"Kami memiliki banyak model tentang benda dan benda super padat [seperti pulsar], tetapi untuk mengetahui apa yang sebenarnya terjadi dan bagaimana menggambarkannya secara detail, kami membutuhkan data berkualitas tinggi, " kata Weber. “Ini adalah pertama kalinya kita akan memiliki data ini. Masa depan benar-benar menarik. "
