Astronom Pulsar Berlomba Memburu Gelombang Gravitasi

Tinuku
(KeSimpulan) Teleskop radio bersaing dengan laser detektor untuk berburu tanda-tanda tumbukan besar kosmik. Dibantu dengan jam alam semesta terbaik, radio, para astronom memulai pencarian yang hampir tidak terlihat yaitu peregangan struktur ruang oleh gelombang gravitasi yang diramalkan oleh teori relativitas umum Einstein yang hingga kini belum terdeteksi secara langsung. Pendekatan ini bersaing secara lebih rumit dan mahal untuk deteksi gelombang gravitasi.

(klik untuk perbesar)
Sejak akhir tahun 1970-an, para astronom telah mengetahui bahwa gelombang gravitasi mempengaruhi waktu kedatangan semburan gelombang radio yang berasal dengan keteraturan waktu pulsar, bintang-bintang neutron berputar, sisa-sisa dari ledakan supernova. Sekarang, hipotesis ini telah pindah dari teori ke aplikasi dengan temuan-temuan baru-baru ini dari banyak pulsar milidetik, yang memancarkan semburan gelombang radio pada setiap seperseribu detik, lebih cepat dan lebih dapat dipercaya daripada pulsar 'normal'.

NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope mengidentifikasi lokasi puluhan jam galaksi ini, memungkinkan para astronom radio untuk menindaklanjuti dan memantau mereka. Peneliti dapat menyimpulkan apakah telah melewati gelombang gravitasi bumi dengan menyaksikan berdesak-desakan dengan variasi-variasi kecil waktu kedatangan gelombang ledakan radio pulsar, hanya sepersekian detik selama bertahun-tahun. Jika upaya ini berhasil, para peneliti akan memiliki alat baru untuk menjelajahi cosmic cataclysms (misalnya benturan lubang hitam) yang diperkirakan menghasilkan gelombang gravitasional.

Usaha secara teliti melibatkan tim-tim peneliti di Australia, Eropa, dan Amerika Utara, diharapkan mendapatkan lebih besar temuan oleh kelompok-kelompok yang menggunakan laser interferometry untuk mencoba mendeteksi gelombang gravitasi dengan efek kecil pada gerakan massa. "Orang-orang akhirnya memperhatikan," kata Scott Ransom, astronom dari National Radio Astronomy Observatory di Charlottesville, Virginia, yang pekan lalu mengumumkan temuan '17 millisecond pulsars' saat pertemuan American Astronomical Society di Washington DC.

Tembusan menyatakan bahwa sekitar 100 milidetik pulsar yang dikenal dalam Bimasakti, tetapi hanya sedikit yang cukup rutin diukur dengan ketepatan yang diperlukan untuk berburu gelombang gravitasi. Sekitar 20-40 pulsar, sudah cukup penuh untuk 'pulsar timing array', yang harus dimonitor selama 5-10 tahun sebelum sinyal gelombang gravitasi akan muncul. Tetapi sekarang dengan millisecond pulsars baru, para peneliti percaya bahwa mereka akan segera memiliki kemampuan cukup untuk bersaing dengan laser berbasis darat di Italia, Jerman, dan Amerika Serikat, di mana fisikawan telah memilah-milah petabyte dari data selama bertahun-tahun tanpa begitu banyak hentakan gravitasi.

Kelompok berbasis di darat ini masih beruntung dan bisa mendeteksi bukti gelombang gravitasi dari peristiwa yang langka, seperti saat-saat terakhir bintang neutron terdekat menyatu. Tapi menangkap peristiwa semacam ini tidak terjamin hingga detektor utama milik Amerika Serikat yaitu Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) di negara bagian Washington dan Louisiana, telah di-upgrade nanti pada tahun 2015 untuk membuat cukup peka dalam menjemput gelombang dari volume yang jauh lebih besar dari alam semesta. Astronom pulsar dengan demikian memiliki deteksi tembakan pertama.

"Saya pikir mereka punya kesempatan yang benar-benar kuat untuk detektor berbasis darat. Ini seperti berpacu" kata Bruce Allen, Direktur Max Planck Institute for Gravitational Physics di Hanover, Jerman, yang mengelola analisis data detektor berbasis darat (jurnal Nature).

Akhir dari perlombaan untuk mendeteksi gelombang gravitasi akan menandai awal dari gelombang gravitasi astronomi, namun pendekatan yang berbeda memiliki kepekaan terhadap fenomena yang sangat berbeda. Sedangkan interferometer akan mendeteksi denyutan cepat penggabungan bintang neutron. Waktu array pulsar melihat frekuensi rendah, tetapi hanya latar belakang sinyal kuat yang berasal dari benturan merger lubang hitam supermasif yang ada di pusat galaksi jauh.

Laser Interferometer Space Antenna (LISA), misi luar angkasa yang bernilai miliaran dolar sedang dibahas oleh NASA dan Badan Antariksa Eropa (ESA), akan peka terhadap frekuensi di antara gelombang gravitasi dengan berbagai peristiwa seperti penggabungan bintang katai putih.

Thomas Prince, astrofisikawan dari California Institute of Technology di Pasadena dan ilmuwan misi LISA untuk NASA, mengatakan bahwa detektor berbasis satelit dan interferometer berbasis di darat akan lebih baik untuk penentuan peristiwa gravitasi di langit. Tapi Ransom mengatakan bahwa dengan membandingkan terhadap waktu array pulsar disebutnya sebagai "dirt cheap" karena mereka menggunakan teleskop radio yang ada bukan memerlukan detektor seperti LIGO, yang berbiaya US$300 juta untuk membangun dan US$200 juta untuk upgrade.

Di sisi lain, mendeteksi peristiwa paling keras alam semesta memerlukan kepekaan yang luar biasa, temporal dalam kasus untuk waktu array pulsar dan spasial dalam kasus interferometer. Interferometer telah siap dalam posisi untuk memantau ujicoba massa lebih baik dengan satu bagian dalam satu juta-juta miliar (10–21), di mana Prince menyamakan jarak ukur ke bintang terdekat dalam lebar rambut manusia.
Tinuku Store

No comments:

Post a Comment