Penemuan Terbaharu: Bintang Neutron Berputar 716 Kali Sesaat Mencabar Teori Fizik Nuklear

Penemuan Terbaharu: Bintang Neutron Berputar 716 Kali Sesaat Mencabar Teori Fizik Nuklear. Kajian terbaharu yang diterbitkan dalam The Astrophysical Journal Letters mendedahkan penemuan bintang neutron PSR J0952-0607 yang berputar pada kelajuan 716 kali sesaat, menjadikannya objek paling pantas berputar yang pernah direkodkan. Penemuan ini mencabar had teori putaran bintang neutron yang diramalkan oleh fizik nuklear dan memberikan pandangan baharu tentang keadaan jirim dalam ketumpatan melampau.. Pengenalan: Misteri Bintang Neutron Berputar Pantas Bintang neutron merupakan antara objek paling ekstrem di alam semesta. Terbentuk daripada keruntuhan graviti bintang besar yang meletup sebagai supernova, bintang neutron mempunyai jisim kira-kira 1.4 hingga 2.16 kali jisim Matahari tetapi dimampatkan dalam sfera berdiameter hanya sekitar 20 kilometer. Ketumpatannya sangat tinggi sehingga satu sudu teh bahan bintang neutron mempunyai berat berbilion tan. Sebahagian bintang neutron dikenali sebagai pulsar kerana ia memancarkan sinaran elektromagnetik dari kutub magnetnya, dan apabila ia berputar, sinaran ini kelihatan seperti denyutan berkala dari Bumi. Kelajuan putaran pulsar boleh mencapai ratusan kali sesaat, dan sehingga kini, had teori yang diterima umum adalah sekitar 700 hingga 800 putaran sesaat. Namun, penemuan terbaharu telah menolak had ini lebih jauh. Penemuan Terbaharu: PSR J0952-0607 Satu pasukan penyelidik antarabangsa yang diketuai oleh Dr. Megan DeCesar dari Universiti George Mason, Amerika Syarikat, telah mengumumkan penemuan pulsar milisaat yang dikenali sebagai PSR J0952-0607. Pulsar ini terletak dalam gugusan bintang globular di galaksi Bima Sakti, kira-kira 20,000 tahun cahaya dari Bumi. Dengan menggunakan data daripada Teleskop Angkasa Fermi Gamma-ray dan Teleskop Arecibo yang telah musnah, para penyelidik berjaya mengukur tempoh putaran pulsar ini dengan ketepatan tinggi. Hasilnya mengejutkan: PSR J0952-0607 berputar pada kadar 716 kali sesaat, atau 716 Hz. Ini bermakna objek ini melengkapkan satu putaran penuh dalam masa hanya 1.4 milisaat – lebih pantas daripada kebanyakan pemutar dapur elektrik. Kaedah Pemerhatian dan Analisis Penemuan ini tidak berlaku secara kebetulan. Pasukan penyelidik menggunakan teknik 'pencarian denyutan' pulsar searching dengan menganalisis data sinar gamma daripada Fermi Large Area Telescope LAT . Mereka mengenal pasti sumber sinar gamma yang tidak diketahui dan kemudian mengesahkannya dengan pemerhatian radio menggunakan Teleskop Arecibo. Walaupun Arecibo telah runtuh pada tahun 2020, data yang dikumpul sebelum itu masih bernilai tinggi. Dengan menggabungkan data sinar gamma dan radio, mereka dapat menentukan tempoh putaran dengan tepat. Analisis lanjut menunjukkan bahawa PSR J0952-0607 adalah sebahagian daripada sistem binari, di mana ia menarik bahan daripada bintang pendampingnya. Proses pemindahan jisim inilah yang memutarkan pulsar ke kelajuan yang sangat tinggi, satu fenomena yang dikenali sebagai 'pemutaran semula' recycling . Implikasi Terhadap Teori Fizik Nuklear Penemuan PSR J0952-0607 mencabar model teori yang sedia ada tentang had putaran bintang neutron. Sebelum ini, had putaran maksimum dianggarkan sekitar 700 Hz berdasarkan model yang mengambil kira kestabilan struktur bintang neutron terhadap daya emparan. Pada kelajuan melebihi had ini, bintang neutron diramalkan akan mula bergetar atau bahkan pecah. Namun, PSR J0952-0607 berputar pada 716 Hz tanpa menunjukkan tanda-tanda ketidakstabilan. Ini menunjukkan bahawa pemahaman kita tentang persamaan keadaan equation of state jirim nuklear pada ketumpatan tinggi masih belum lengkap. Persamaan keadaan ini menentukan bagaimana jirim berkelakuan dalam keadaan tekanan dan ketumpatan melampau, dan ia penting untuk memahami had maksimum jisim bintang neutron, serta fenomena seperti gelombang graviti daripada penggabungan bintang neutron. Perbandingan dengan Pulsar Lain Sebelum penemuan ini, pulsar terpantas yang diketahui adalah PSR J1748-2446ad dengan kelajuan 716 Hz juga, tetapi pengukuran tersebut mempunyai ketidakpastian yang lebih besar. PSR J0952-0607 kini memegang rekod dengan pengukuran yang lebih tepat. Selain itu, pulsar ini juga mempunyai medan magnet yang agak rendah, ciri tipikal pulsar milisaat yang telah 'dimutarkan semula'. Perbandingan dengan pulsar lain seperti PSR B1937+21 641 Hz dan PSR J0437-4715 173 Hz menunjukkan bahawa kelajuan putaran pulsar milisaat boleh berbeza secara meluas, bergantung kepada sejarah evolusi dan kadar pemindahan jisim. Cabaran dan Penyelidikan Masa Depan Penemuan ini membuka pelbagai persoalan baharu. Bagaimana bintang neutron dapat mengekalkan kestabilan pada kelajuan putaran setinggi ini? Adakah terdapat mekanisme dalaman yang belum diketahui yang membolehkannya? Para penyelidik kini merancang untuk menggunakan Teleskop Angkasa James Webb dan Teleskop Radio China FAST untuk mengkaji PSR J0952-0607 dengan lebih terperinci. Mereka berharap dapat mengesan variasi kecil dalam tempoh putaran yang mungkin memberikan petunjuk tentang struktur dalaman bintang neutron. Selain itu, pengukuran tepat jisim pulsar ini juga akan membantu menyempitkan model persamaan keadaan jirim nuklear. Kesimpulan: Sempadan Baharu dalam Astrofizik Penemuan PSR J0952-0607 bukan sekadar rekod baharu, tetapi ia merupakan satu langkah penting dalam memahami fizik jirim pada ketumpatan nuklear. Ia menunjukkan bahawa alam semesta masih menyimpan banyak kejutan yang mencabar teori-teori sedia ada. Dengan kemajuan teknologi teleskop dan teknik analisis data, kita mungkin akan menemui lebih banyak pulsar dengan kelajuan putaran yang lebih tinggi, yang akhirnya akan membantu kita merungkai misteri tentang sifat asas jirim dan daya nuklear. Penemuan ini juga mengingatkan kita bahawa walaupun teori fizik nuklear telah berkembang pesat, masih banyak yang perlu dipelajari tentang objek-objek ekstrem di alam semesta.