Pengenalan: Rekod Baharu dalam Alam Semesta
Dalam satu penemuan yang mengejutkan komuniti astronomi antarabangsa, sekumpulan penyelidik dari University of California, Berkeley berjaya mengesahkan kewujudan bintang neutron yang berputar pada kelajuan luar biasa iaitu 716 kali sesaat. Objek yang dikenali sebagai PSR J0952-0607 ini bukan sahaja memecahkan rekod kelajuan putaran sebelumnya, malah mencabar pemahaman sedia ada tentang had fizik nuklear dan kestabilan jirim pada ketumpatan yang melampau. Kajian yang diterbitkan dalam jurnal The Astrophysical Journal Letters pada awal tahun 2024 ini menggunakan data daripada Teleskop Angkasa Fermi Gamma-ray NASA dan Balai Cerap Keck di Hawaii untuk mengukur secara tepat tempoh putaran bintang neutron tersebut.
Mekanisme Pemecahan Rekod Kelajuan Putaran
Bintang neutron adalah sisa-sisa padat daripada letupan supernova yang mempunyai diameter hanya sekitar 20 kilometer tetapi mengandungi jisim yang setanding dengan Matahari. Dalam kes PSR J0952-0607, kelajuan putaran yang sangat pantas ini dicapai melalui proses yang dikenali sebagai 'pemindahan jisim' daripada bintang pendamping. Bintang neutron ini merupakan sebahagian daripada sistem binari di mana ia menarik jirim daripada bintang pendamping yang lebih kecil. Jirim yang jatuh ke permukaan bintang neutron membawa momentum sudut yang tinggi, menyebabkan putaran bintang neutron semakin laju dari semasa ke semasa. Proses ini serupa dengan pemain luncur ais yang menarik tangannya untuk berputar lebih pantas, tetapi pada skala kosmik yang jauh lebih ekstrem.
Penyelidik mendapati bahawa bintang neutron ini telah melalui fasa 'pulsar millisaat' di mana tempoh putarannya diukur dalam milisaat. Dengan 716 putaran sesaat, tempoh putaran PSR J0952-0607 hanyalah 1.4 milisaat, bermakna ia berputar lebih pantas daripada pengisar dapur biasa. Untuk mencapai kelajuan ini, bintang neutron tersebut mestilah telah mengumpul jisim yang mencukupi daripada bintang pendampingnya selama berjuta-juta tahun. Kajian spektroskopi menggunakan Balai Cerap Keck menunjukkan bahawa bintang pendamping kini telah berkurangan jisimnya kepada hanya 0.02 jisim Matahari, hampir menjadi kerdil putih yang hampir pupus.
Implikasi Terhadap Fizik Nuklear dan Had Ketumpatan
Penemuan PSR J0952-0607 memberikan peluang unik untuk menguji teori fizik nuklear pada ketumpatan yang melampau. Bintang neutron adalah makmal semula jadi untuk mengkaji jirim nuklear pada ketumpatan yang jauh melebihi ketumpatan nukleus atom. Pada kelajuan putaran 716 kali sesaat, daya emparan yang dihasilkan adalah sangat besar sehingga ia boleh menjejaskan struktur dalaman bintang neutron. Penyelidik menggunakan model komputer untuk mensimulasikan bagaimana bintang neutron ini dapat mengekalkan kestabilannya pada kelajuan putaran yang begitu tinggi. Mereka mendapati bahawa bintang neutron ini mestilah mempunyai jisim yang agak rendah, sekitar 1.4 jisim Matahari, untuk mengelakkan pemecahan akibat daya emparan.
Kajian ini juga memberikan had baharu kepada persamaan keadaan (equation of state) jirim nuklear. Persamaan keadaan menerangkan bagaimana jirim berkelakuan pada ketumpatan dan tekanan yang melampau. Dengan mengukur jisim dan jejari bintang neutron, saintis dapat menyempitkan model-model yang mungkin untuk persamaan keadaan. PSR J0952-0607 menunjukkan bahawa bintang neutron boleh berputar pada kelajuan yang sangat tinggi tanpa runtuh menjadi lubang hitam, memberikan sokongan kepada model di mana jirim nuklear adalah agak 'lembut' pada ketumpatan tinggi.
Penemuan dan Pemerhatian: Peranan Teleskop Fermi dan Balai Cerap Keck
Penemuan PSR J0952-0607 bermula dengan pengesanan isyarat gamma-ray oleh Teleskop Angkasa Fermi Gamma-ray NASA. Pulsar ini pada mulanya dikesan sebagai sumber gamma-ray yang tidak dikenali di kawasan langit yang dikenali sebagai Sextans. Pasukan penyelidik kemudian menggunakan Balai Cerap Keck di Hawaii untuk membuat pemerhatian optik dan inframerah bagi mengenal pasti bintang pendamping. Dengan mengukur pergerakan bintang pendamping melalui kesan Doppler, mereka dapat mengira jisim bintang neutron dan mengesahkan tempoh putarannya.
Data daripada Fermi membolehkan pasukan mengukur tempoh putaran dengan ketepatan yang sangat tinggi. Mereka mendapati bahawa PSR J0952-0607 memancarkan sinar-X dan gamma-ray yang berdenyut pada frekuensi 716 Hz, sepadan dengan putaran 716 kali sesaat. Ini adalah kali pertama pulsar millisaat dikesan pada frekuensi yang begitu tinggi, membuka pintu kepada pencarian lebih banyak objek seumpamanya di galaksi Bima Sakti.
Kesimpulan: Masa Depan Penyelidikan Pulsar Millisaat
Penemuan PSR J0952-0607 bukan sahaja memecahkan rekod kelajuan putaran, malah memberikan pandangan baharu tentang evolusi bintang neutron dan had fizik nuklear. Dengan kelajuan putaran yang hampir kepada had teori, objek ini menjadi calon utama untuk mengkaji kesan relativiti am dan potensi penghasilan gelombang graviti. Penyelidik kini merancang untuk menggunakan Teleskop Angkasa James Webb dan balai cerap radio seperti FAST di China untuk mengkaji pulsar ini dengan lebih terperinci. Penemuan ini juga meningkatkan kemungkinan bahawa terdapat lebih banyak pulsar millisaat yang lebih pantas lagi menunggu untuk ditemui, mungkin pada kelajuan sehingga 1,000 putaran sesaat, yang akan mencabar lagi pemahaman kita tentang alam semesta.
Penemuan Terbaharu: Bintang Neutron Berputar 716 Kali Sesaat – Kajian Mendedahkan Mekanisme Pemecahan Rekod Kelajuan Putaran. Satu 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 berputar paling pantas pernah direkodkan di alam semesta. Penyelidik dari University of California, Berkeley menggunakan data Teleskop Angkasa Fermi dan Balai Cerap Keck untuk mengkaji mekanisme pemindahan jisim daripada bintang pendamping yang membolehkan bintang neutron ini mencapai kelajuan putaran yang memecahkan rekod. Penemuan ini memberikan pandangan baharu tentang had fizik nuklear dan potensi penghasilan gelombang graviti.. Pengenalan: Rekod Baharu dalam Alam Semesta
Dalam satu penemuan yang mengejutkan komuniti astronomi antarabangsa, sekumpulan penyelidik dari University of California, Berkeley berjaya mengesahkan kewujudan bintang neutron yang berputar pada kelajuan luar biasa iaitu 716 kali sesaat. Objek yang dikenali sebagai PSR J0952-0607 ini bukan sahaja memecahkan rekod kelajuan putaran sebelumnya, malah mencabar pemahaman sedia ada tentang had fizik nuklear dan kestabilan jirim pada ketumpatan yang melampau. Kajian yang diterbitkan dalam jurnal The Astrophysical Journal Letters pada awal tahun 2024 ini menggunakan data daripada Teleskop Angkasa Fermi Gamma-ray NASA dan Balai Cerap Keck di Hawaii untuk mengukur secara tepat tempoh putaran bintang neutron tersebut.
Mekanisme Pemecahan Rekod Kelajuan Putaran
Bintang neutron adalah sisa-sisa padat daripada letupan supernova yang mempunyai diameter hanya sekitar 20 kilometer tetapi mengandungi jisim yang setanding dengan Matahari. Dalam kes PSR J0952-0607, kelajuan putaran yang sangat pantas ini dicapai melalui proses yang dikenali sebagai 'pemindahan jisim' daripada bintang pendamping. Bintang neutron ini merupakan sebahagian daripada sistem binari di mana ia menarik jirim daripada bintang pendamping yang lebih kecil. Jirim yang jatuh ke permukaan bintang neutron membawa momentum sudut yang tinggi, menyebabkan putaran bintang neutron semakin laju dari semasa ke semasa. Proses ini serupa dengan pemain luncur ais yang menarik tangannya untuk berputar lebih pantas, tetapi pada skala kosmik yang jauh lebih ekstrem.
Penyelidik mendapati bahawa bintang neutron ini telah melalui fasa 'pulsar millisaat' di mana tempoh putarannya diukur dalam milisaat. Dengan 716 putaran sesaat, tempoh putaran PSR J0952-0607 hanyalah 1.4 milisaat, bermakna ia berputar lebih pantas daripada pengisar dapur biasa. Untuk mencapai kelajuan ini, bintang neutron tersebut mestilah telah mengumpul jisim yang mencukupi daripada bintang pendampingnya selama berjuta-juta tahun. Kajian spektroskopi menggunakan Balai Cerap Keck menunjukkan bahawa bintang pendamping kini telah berkurangan jisimnya kepada hanya 0.02 jisim Matahari, hampir menjadi kerdil putih yang hampir pupus.
Implikasi Terhadap Fizik Nuklear dan Had Ketumpatan
Penemuan PSR J0952-0607 memberikan peluang unik untuk menguji teori fizik nuklear pada ketumpatan yang melampau. Bintang neutron adalah makmal semula jadi untuk mengkaji jirim nuklear pada ketumpatan yang jauh melebihi ketumpatan nukleus atom. Pada kelajuan putaran 716 kali sesaat, daya emparan yang dihasilkan adalah sangat besar sehingga ia boleh menjejaskan struktur dalaman bintang neutron. Penyelidik menggunakan model komputer untuk mensimulasikan bagaimana bintang neutron ini dapat mengekalkan kestabilannya pada kelajuan putaran yang begitu tinggi. Mereka mendapati bahawa bintang neutron ini mestilah mempunyai jisim yang agak rendah, sekitar 1.4 jisim Matahari, untuk mengelakkan pemecahan akibat daya emparan.
Kajian ini juga memberikan had baharu kepada persamaan keadaan equation of state jirim nuklear. Persamaan keadaan menerangkan bagaimana jirim berkelakuan pada ketumpatan dan tekanan yang melampau. Dengan mengukur jisim dan jejari bintang neutron, saintis dapat menyempitkan model-model yang mungkin untuk persamaan keadaan. PSR J0952-0607 menunjukkan bahawa bintang neutron boleh berputar pada kelajuan yang sangat tinggi tanpa runtuh menjadi lubang hitam, memberikan sokongan kepada model di mana jirim nuklear adalah agak 'lembut' pada ketumpatan tinggi.
Penemuan dan Pemerhatian: Peranan Teleskop Fermi dan Balai Cerap Keck
Penemuan PSR J0952-0607 bermula dengan pengesanan isyarat gamma-ray oleh Teleskop Angkasa Fermi Gamma-ray NASA. Pulsar ini pada mulanya dikesan sebagai sumber gamma-ray yang tidak dikenali di kawasan langit yang dikenali sebagai Sextans. Pasukan penyelidik kemudian menggunakan Balai Cerap Keck di Hawaii untuk membuat pemerhatian optik dan inframerah bagi mengenal pasti bintang pendamping. Dengan mengukur pergerakan bintang pendamping melalui kesan Doppler, mereka dapat mengira jisim bintang neutron dan mengesahkan tempoh putarannya.
Data daripada Fermi membolehkan pasukan mengukur tempoh putaran dengan ketepatan yang sangat tinggi. Mereka mendapati bahawa PSR J0952-0607 memancarkan sinar-X dan gamma-ray yang berdenyut pada frekuensi 716 Hz, sepadan dengan putaran 716 kali sesaat. Ini adalah kali pertama pulsar millisaat dikesan pada frekuensi yang begitu tinggi, membuka pintu kepada pencarian lebih banyak objek seumpamanya di galaksi Bima Sakti.
Kesimpulan: Masa Depan Penyelidikan Pulsar Millisaat
Penemuan PSR J0952-0607 bukan sahaja memecahkan rekod kelajuan putaran, malah memberikan pandangan baharu tentang evolusi bintang neutron dan had fizik nuklear. Dengan kelajuan putaran yang hampir kepada had teori, objek ini menjadi calon utama untuk mengkaji kesan relativiti am dan potensi penghasilan gelombang graviti. Penyelidik kini merancang untuk menggunakan Teleskop Angkasa James Webb dan balai cerap radio seperti FAST di China untuk mengkaji pulsar ini dengan lebih terperinci. Penemuan ini juga meningkatkan kemungkinan bahawa terdapat lebih banyak pulsar millisaat yang lebih pantas lagi menunggu untuk ditemui, mungkin pada kelajuan sehingga 1,000 putaran sesaat, yang akan mencabar lagi pemahaman kita tentang alam semesta.