Penemuan Terbaharu: Pulsar Berputar 716 Kali Sesaat Mencabar Teori Relativiti – Kajian Mendedahkan Bintang Neutron Paling Laju di Alam Semesta

Penemuan Terbaharu: Pulsar Berputar 716 Kali Sesaat Mencabar Teori Relativiti – Kajian Mendedahkan Bintang Neutron Paling Laju di Alam Semesta. Pulsar PSR J1748-2446ad ditemui berputar pada kelajuan 716 kali sesaat, menjadikannya bintang neutron paling laju yang pernah direkodkan. Kajian yang diterbitkan dalam jurnal Nature mendedahkan bahawa kelajuan putaran ini hampir mencapai had maksimum yang dibenarkan oleh teori relativiti am. Penemuan ini mencabar pemahaman saintis tentang struktur dalaman bintang neutron dan had graviti, serta membuka persoalan baharu tentang evolusi bintang dan fizik jirim nuklear.. Penemuan Pulsar Paling Laju dalam Sejarah Astronomi Dalam satu penemuan yang mengejutkan komuniti astronomi antarabangsa, sekumpulan penyelidik dari Universiti McGill dan Institut Max Planck untuk Astronomi Radio telah berjaya mengesan pulsar yang berputar pada kelajuan luar biasa 716 kali sesaat. Pulsar yang dikenali sebagai PSR J1748-2446ad ini terletak dalam gugusan bintang globular Terzan 5, kira-kira 18,000 tahun cahaya dari Bumi. Penemuan ini diterbitkan dalam jurnal Nature pada tahun 2005, dan sehingga kini, ia masih memegang rekod sebagai bintang neutron paling laju yang pernah ditemui. Kelajuan putaran ini bermakna permukaan bintang tersebut bergerak pada kelajuan hampir 70,000 kilometer sesaat, iaitu kira-kira 23 peratus daripada kelajuan cahaya. Mekanisme Putaran Bintang Neutron dan Had Fizikal Bintang neutron adalah sisa-sisa padat daripada letupan supernova yang mempunyai diameter hanya sekitar 20 hingga 30 kilometer, tetapi jisimnya melebihi jisim Matahari. Pulsar adalah sejenis bintang neutron yang berputar dengan pantas dan memancarkan sinaran elektromagnetik dari kutub magnetnya, menyerupai suar rumah api kosmik. Menurut teori relativiti am, terdapat had maksimum kelajuan putaran bagi bintang neutron, yang dikenali sebagai had putaran. Had ini ditentukan oleh keseimbangan antara daya graviti yang menarik jirim ke dalam dan daya emparan yang menolak jirim ke luar. Jika bintang neutron berputar terlalu laju, ia akan koyak dan musnah. PSR J1748-2446ad berputar pada 716 Hz, iaitu hampir 90 peratus daripada had putaran teori, menjadikannya objek yang sangat hampir dengan had kestabilan fizikal. Implikasi terhadap Teori Relativiti dan Fizik Nuklear Penemuan pulsar ini memberikan ujian yang sangat ketat terhadap teori relativiti am dan model struktur dalaman bintang neutron. Para saintis menggunakan data daripada Teleskop Radio Arecibo dan Teleskop Angkasa Chandra untuk mengkaji sifat-sifat pulsar ini. Mereka mendapati bahawa kelajuan putaran yang tinggi ini hanya boleh dijelaskan jika bintang neutron tersebut mempunyai persamaan keadaan equation of state yang sangat rigid, iaitu jirim nuklear di dalamnya mestilah sangat tahan terhadap mampatan. Ini bermakna model-model yang meramalkan bintang neutron lebih lembut atau mudah mampat tidak dapat menjelaskan kewujudan pulsar ini. Kajian ini juga memberikan petunjuk tentang kelakuan jirim pada ketumpatan yang jauh melebihi ketumpatan nuklear biasa, iaitu kira-kira 10^17 kilogram per meter padu. Dalam keadaan ini, jirim mungkin wujud dalam bentuk plasma quark-gluon atau bahkan jirim aneh strange matter , yang masih menjadi misteri dalam fizik moden. Proses Penemuan dan Pengesahan Data Pasukan penyelidik yang diketuai oleh Dr. Scott Ransom dari National Radio Astronomy Observatory NRAO menggunakan teknik pencarian pulsar yang sangat sensitif. Mereka memerhatikan gugusan Terzan 5 selama beberapa jam menggunakan teleskop radio Arecibo yang terkenal dengan kepekaannya. Isyarat pulsar dikesan pada frekuensi radio sekitar 1.4 GHz, dan analisis lanjut menunjukkan bahawa pulsar ini mempunyai medan magnet yang agak rendah berbanding pulsar biasa, iaitu sekitar 10^8 Gauss. Medan magnet yang rendah ini membolehkan pulsar berputar dengan lebih laju tanpa kehilangan tenaga secara berlebihan melalui sinaran dipol magnetik. Pengesahan dilakukan dengan membandingkan data daripada pelbagai teleskop dan menggunakan model putaran yang tepat untuk memastikan tiada kesilapan dalam pengukuran. Cabaran terhadap Model Evolusi Bintang Penemuan PSR J1748-2446ad juga mencabar model evolusi bintang neutron. Biasanya, pulsar muda berputar dengan perlahan dan semakin perlahan dengan usia akibat kehilangan tenaga. Namun, pulsar ini berputar sangat laju, menunjukkan bahawa ia mungkin telah melalui proses pemindahan jisim dari bintang pendamping dalam sistem binari. Proses ini, yang dikenali sebagai 'recycling', membolehkan pulsar memperoleh momentum sudut tambahan dan berputar lebih laju. Walau bagaimanapun, kelajuan 716 Hz adalah sangat tinggi sehingga sukar untuk dijelaskan dengan model pemindahan jisim yang sedia ada. Ini menunjukkan bahawa mungkin terdapat mekanisme lain yang terlibat, seperti penggabungan dua bintang neutron atau keruntuhan teras bintang yang sangat besar. Kajian Lanjutan dan Masa Depan Astronomi Pulsar Sejak penemuan ini, para saintis terus mengkaji PSR J1748-2446ad dengan lebih mendalam menggunakan teleskop yang lebih canggih seperti Teleskop Radio Green Bank dan Teleskop Angkasa Fermi. Kajian terbaharu pada tahun 2023 menggunakan data daripada Teleskop Angkasa XMM-Newton telah mendedahkan bahawa pulsar ini juga memancarkan sinar-X yang sangat terang, menunjukkan bahawa ia mungkin mempunyai bintang pendamping yang sedang kehilangan jisim. Penemuan ini membuka peluang untuk mengkaji interaksi antara pulsar dan bintang pendamping dalam sistem binari yang ekstrem. Pada masa hadapan, teleskop seperti Square Kilometre Array SKA dijangka dapat mengesan lebih banyak pulsar berputar laju dan memberikan pemahaman yang lebih mendalam tentang fizik bintang neutron dan had relativiti. Kesimpulan: Sempadan Baharu dalam Fizik Astro Penemuan pulsar PSR J1748-2446ad bukan sekadar rekod kelajuan, tetapi ia merupakan tingkap kepada fizik ekstrem yang tidak dapat dicapai di makmal Bumi. Dengan kelajuan putaran yang hampir memecahkan had teori, pulsar ini memaksa para saintis untuk menilai semula model-model sedia ada tentang jirim nuklear, graviti, dan evolusi bintang. Setiap penemuan baharu dalam astronomi pulsar membawa kita lebih dekat kepada pemahaman tentang alam semesta yang paling ekstrem, dan PSR J1748-2446ad adalah salah satu contoh terbaik bagaimana alam semesta sentiasa mengejutkan kita dengan keajaibannya.