‘Bintang gagal’ dengan sabuk radiasi bisa menjadi masalah besar bagi astronomi. Inilah alasannya

Pada tahun 1958, tak lama setelah peluncuran satelit pertama Amerika Serikat, para ilmuwan membuat penemuan mengejutkan tentang planet Bumi. Mengitari bola batu yang kita sebut rumah, berton-ton proton dan elektron energik tampak bergerak tanpa henti, membentuk aliran partikel yang tidak dapat dijelaskan secara pasti.

Dalam waktu dekat, aliran-aliran ini akan dikenal sebagai sabuk radiasi Bumi – dan selama bertahun-tahun, aliran-aliran ini akan mendapatkan reputasi yang cukup baik. Contohnya, sabuk radiasi diketahui membahayakan awak astronot dan menimbulkan ancaman bagi perangkat orbit manusia. Nantinya, sabuk-sabuk ini ditemukan merangkum dunia-dunia lain di lingkungan kita juga, seperti Jupiter. Faktanya, baru tahun ini, para ilmuwan mengumumkan bahwa sebuah sabuk telah diidentifikasi mengelilingi suatu entitas di luar lingkungan kita untuk pertama kalinya — dan tidak hanya itu, tetapi sekitar salah satu objek paling membingungkan yang terdeteksi hingga saat ini: A katai coklatatau “bintang gagal”.

Dans le meme genreMaharashtra: Para petani berupaya mengambil tindakan menentang masyarakat koperasi, melancarkan protes di Gondia untuk meminta pembebasan iuran padi

Pada hari Kamis (24 Agustus), salah satu dari dua tim sains yang secara independen mengamati sabuk katai coklat ini memberi kita pengukuran penting yang mereka lakukan terhadap fenomena tersebut, dengan resolusi sekitar 50 kali lebih baik daripada resolusi NASA. Teleskop Luar Angkasa James Webb.

“Ini adalah objek pertama di luar tata surya yang mendeteksi sabuk radiasi,” kata Juan Bautista Climent, astronom di Universidad Internacional de Valencia, kepada 45secondes.fr. “Penemuan ini juga membuktikan bahwa sabuk radiasi tidak hanya bisa muncul di planet, tapi juga di katai coklat, menunjukkan universalitas struktur ini.”

A lire égalementMasyarakat India membuat kemajuan dalam perencanaan pensiun: Survei

Terkait: Katai coklat ‘bintang gagal’ tercitrakan di gugus bintang terdekat (foto)

Meskipun tidak cukup masif untuk menjadi sebuah bintang, namun masih terlalu berat untuk menjadi sebuah planet, katai coklat masih menjadi teka-teki bagi para astronom yang mempelajarinya. Yang dipelajari oleh Clement dan timnya, yang menggunakan nama luar angkasa klasik LSR J1835+3259, tidak terkecuali.

“Objek seperti LSR J1835+3259 mewakili jembatan antara planet dan bintang,” kata Clement. Oleh karena itu, emisi radio mereka mencakup beberapa karakteristik dari keduanya.

Namun, sebenarnya emisi radio yang tidak stabil itulah yang membantu tim menemukan bahwa katai coklat ini tampaknya memiliki sabuk radiasi seperti yang dimiliki planet kita – sebenarnya, jaraknya sedikit lebih dekat dengan yang ada di sekitar Jupiter. Lebih lanjut tentang itu sebentar lagi.

Mendalami beberapa detail penemuan: Seperti yang dicatat oleh Clement, LSR J1835+3259 adalah target yang sempurna untuk dipelajari para peneliti, karena jaraknya hanya sekitar 18,5 tahun cahaya dari kita (sangat dekat, secara kosmik) dan memancarkan cukup banyak emisi radio. data menggunakan teknik yang dikenal sebagai interferometri garis dasar yang sangat panjang (VLBI).

Singkatnya, VLBI menghubungkan beberapa teleskop yang tersebar di seluruh bumi, membentuk instrumen virtual yang sangat besar. Semua cakupan tersebut melihat sumber yang sama secara bersamaan, mengumpulkan sinyal sambil mengukur hal-hal seperti perbedaan waktu kedatangan sinyal dan semacamnya. Secara keseluruhan, ini seperti memiliki teleskop raksasa seukuran Bumi yang menatap ke luar angkasa.

“Emisi radio mengungkap struktur dan bentuk yang sering kali tidak terlihat dalam cahaya tampak,” kata Clement. “Ini seperti mendapatkan sepasang mata baru, dan dengan itu kita dapat memetakan hamparan galaksi, menelusuri jalur partikel berkecepatan tinggi di sekitar medan magnet, dan bahkan mengintip melalui awan debu kosmik.”

Menariknya, inilah yang sebenarnya dilakukan para ilmuwan Teleskop Cakrawala Peristiwa menangkap gambar langsung pertama dari lubang hitam.

“Kami menggunakan Jaringan VLBI Eropa (EVN) untuk mencapai resolusi 50 kali lebih baik daripada Teleskop Luar Angkasa James Webb dan menemukan bahwa emisi radio dari LSR J1835+3259 memiliki morfologi yang mirip dengan sabuk radiasi Jupiter dan Bumi,” kata Clement.

Tim lain yang mengidentifikasi sabuk LSR J1835+3259 menggunakan teknik serupa, tetapi dengan jaringan VLBI berbeda yang dikenal sebagai High Sensitivity Array.

“Kami sedang – dan masih – mengeksplorasi batas-batas pengamatan radio yang dapat memberi tahu kita tentang alam semesta,” kata Clement. “Kami ingin menerapkan teknik canggih ini untuk menyelidiki lingkungan sekitar katai coklat.”

Tanpa VLBI, jelasnya, katai coklat yang diteliti hanya akan terlihat seperti bintang tua biasa yang kita lihat di langit – hanya sekedar titik cahaya.

Mengapa sabuk radiasi katai coklat menjadi masalah besar?

Sebelum kita masuk ke beberapa implikasi sains, izinkan saya menjelaskan betapa mencoloknya katai coklat yang memiliki sabuk radiasi. Terkadang mudah untuk melupakan bahwa berita luar angkasa sebenarnya adalah tentang hal-hal yang berakar pada realitas yang kita jalani. Jadi, jika kita dapat melihat LSR J1835+3259 tanpa menyerah pada ruang hampa udara, inilah yang mungkin akan kita lihat.

“Pertama,” Clement memulai, “‘mata radio’ kita akan dibutakan oleh aurora yang hampir 10.000 kali lebih terang daripada aurora Jupiter.”

Jika kita dapat mengatasi masalah tersebut, secara sederhana, kita akan dapat melihat perputaran yang sangat cepat dari LSR J1835+3259. fotosferatau permukaan yang terlihat, menyelesaikan seluruh rotasi hanya dalam waktu kurang dari tiga jam.

Sementara itu, akan ada emisi kuat yang berasal dari bentuk seperti donat di sekitar katai coklat, jelas Clement, yang merupakan sabuk radiasi.

Atau, seperti yang dia katakan, sabuk tersebut akan tampak seperti tarian partikel bermuatan yang terperangkap yang memantul antara belahan bumi utara dan selatan katai coklat dan mengikuti jalur spiral: “Sungguh pemandangan yang luar biasa!”

Tapi tentu saja, selain menawarkan pemandangan mental yang cukup mencengangkan, katai coklat ini punya banyak hal untuk diceritakan kepada kita tentang alam semesta tempat kita tinggal.

LSR J1835+3259 telah mengajarkan banyak hal kepada para astronom. Faktanya, ini juga merupakan objek pertama di luar tata surya yang mendeteksi aurora.

“Pekerjaan ini menunjukkan bahwa sebagian emisi radio pada katai coklat dapat dihasilkan dengan cara yang sangat mirip dengan kasus Jovian: melalui sabuk radiasi dan aurora,” kata Clement. “Kami sekarang dapat memanfaatkan pengetahuan yang dikumpulkan selama bertahun-tahun pengamatan Jupiter dan menerapkannya pada objek lain di luar tata surya, seperti LSR J1835+3259, untuk lebih memahami lingkungan sekitar dan juga interiornya.”

Lebih lanjut, Clement menyarankan skenario menarik untuk lingkungan katai coklat ini berdasarkan data tim: Mungkin ia menampung sebuah planet ekstrasurya seperti matahari yang menampung Bumi kita atau — karena berada di tengah-tengah bintang dan planet itu sendiri — seperti Jupiter yang menampung bulan-bulan.

“Jika benar, maka akan sangat mirip dengan sistem yang menyusun Jupiter dan bulan vulkaniknya Io,” kata Klim.

Menempatkan Bumi dalam perspektif

Saat ini, para ilmuwan di seluruh dunia sedang berupaya menuju masa depan di mana wilayah-wilayah di alam semesta yang belum tersentuh oleh mata manusia akhirnya berada dalam jangkauan kita. Salah satu alat yang bisa membantu kita melihat lebih jauh dan tajam, kata Clement, adalah Array Kilometer Persegijaringan teleskop radio yang dirancang untuk mengungkap rahasia objek yang lebih kecil dan jauh di seluruh kosmos, termasuk exoplanet.

Dan, antara lain, para pemburu planet ekstrasurya ingin mengetahui apakah dunia di luar tata surya kita memiliki bahan yang tepat untuk menampung kehidupan seperti yang kita ketahui – atau mungkin kehidupan yang tidak kita miliki.

“Mengetahui kondisi magnetik eksoplanet sangat penting untuk mengetahui apakah planet tersebut dapat mendukung kehidupan di luar tata surya,” kata Clement. “Jenis radiasi di sekitar planet-planet baru ini memainkan peran besar dalam menentukan apakah kehidupan dapat bertahan di sana atau tidak.”

Kedepannya, tim berharap dapat mengamati katai coklat yang telah mereka fokuskan secara lebih rinci, serta mengonfirmasi apakah potensi planet ekstrasurya tersebut benar-benar ada atau tidak. Namun sambil menikmati penemuan terbaru ini, peneliti merefleksikan bagaimana mempelajari kedalaman ruang angkasa menempatkan Bumi dalam perspektif.

“Penemuan ini bertepatan dengan hadiah terindah yang pernah saya terima: putra pertama saya,” katanya. “Di masa depan, saya ingin menceritakan kepadanya ribuan cerita tentang alam semesta, namun pada saat yang sama, mengingatkan dia bahwa planet kecil yang kita semua huni ini adalah harta karun besar yang harus kita jaga.”

Makalah tentang karya ini diterbitkan pada 24 Agustus di jurnal Science.