Riak di Ruangwaktu Mengungkap Benda Misteri yang Bertabrakan dengan Mayat Bintang

Sebuah observatorium gelombang gravitasi terkemuka baru-baru ini mendeteksi riak-riak di ruang-waktu yang menurut para ilmuwan berasal dari tumbukan sisa-sisa bintang superpadat yang mati dan objek tak dikenal.

Sisa bintang inilah yang disebut bintang neutron; itulah yang tersisa ketika sebuah bintang masif runtuh, hanya menyisakan inti padat. Bintang neutron adalah salah satu objek terpadat di alam semesta, dengan medan gravitasi yang kuat—tetapi tidak sekuat lubang hitam, yang gravitasinya sangat kuat sehingga cahaya pun tidak dapat lepas dari cakrawala peristiwanya.

Kedua raksasa kosmik ini menari dan berbenturan melintasi alam semesta; konfirmasi pertama dari penggabungan yang diamati antara bintang neutron dan lubang hitam adalah dibuat pada tahun 2021. Interaksi mereka menghasilkan gelombang gravitasi—secara harfiah, peregangan dan tekanan ruangwaktu—yang dideteksi oleh observatorium seperti Kolaborasi LIGO-Virgo-KAGRA, yang merupakan inti dari penelitian terbaru.

LIGO-Virgo-KAGRA mendeteksi sinyal gelombang gravitasi pada Mei 2023, hanya beberapa hari setelah observatorium kembali beroperasi mengikuti beberapa peningkatan yang mengurangi jumlah kebisingan di detektor, meningkatkan sensitivitasnya terhadap gangguan halus ruangwaktu.

Sinyal gelombang gravitasi unik menempuh jarak 650 juta tahun cahaya untuk sampai ke LIGO Livingston Observatory di Louisiana. Peneliti menentukan sinyal tersebut berasal dari penggabungan dua objek. Salah satu objek berukuran antara 1,2 dan 2 kali massa Matahari kita, dan objek lainnya berukuran sekitar 2,5 hingga 4,5 massa Matahari. Sinyal tersebut dijuluki GW230529_181500, atau disingkat GW230529.

Objek yang lebih kecil, para ahli astrofisika menyimpulkan, kemungkinan besar adalah bintang neutron. Namun objek yang lebih besar ini memiliki massa yang lebih besar dibandingkan bintang neutron mana pun yang diketahui, sehingga mengindikasikan bahwa objek tersebut mungkin merupakan lubang hitam yang sangat kecil. Makalah mereka menjelaskan sinyal tersebut dan kemungkinan asal usulnya saat ini dihosting di situs LIGO.

Simulasi numerik sistem biner kompak GW230529: Materi dan gelombang

Objek tak dikenal ini menempati celah massa antara bintang neutron terberat yang diketahui dan lubang hitam paling ringan. Pengamatan lebih lanjut terhadap tabrakan tersebut akan menunjukkan apakah objek yang tidak diketahui tersebut adalah lubang hitam bermassa rendah, seperti yang diduga tim, atau sesuatu yang lain.

Deteksi tersebut “mengungkapkan bahwa mungkin ada tingkat tabrakan serupa yang lebih tinggi antara bintang neutron dan lubang hitam bermassa rendah daripada yang kita duga sebelumnya,” kata Jess McIver, astronom di Universitas British Columbia dan Wakil Juru Bicara Kolaborasi Ilmiah LIGO. dalam sebuah kolaborasi melepaskan.

Rilis tersebut mencatat bahwa dari hampir 200 pengukuran massa objek kompak, hanya satu penggabungan lainnya yang melibatkan sebuah objek dalam celah massa yang tampak, yaitu penggabungan dengan lubang hitam. (Bagi penikmat gelombang gravitasi, sinyal tersebut adalah GW190814.) Namun pengamatan baru-baru ini adalah yang pertama antara objek dengan celah massa dan bintang neutron.

Pengamatan keempat LIGO-Virgo-KAGRA akan dimulai kembali pada 10 April dan akan berlanjut tanpa jeda yang direncanakan hingga Februari 2025, saat kolaborasi tersebut mengantisipasi lebih dari 200 sinyal gelombang gravitasi akan diamati.

Beberapa tahun ini merupakan tahun yang produktif bagi ilmu gelombang gravitasi, dengan lebih banyak kegembiraan yang akan terjadi. Tahun lalu, segelintir konsorsium waktu pulsar secara independen mengkonfirmasi tanda-tanda pertama dari latar belakang gelombang gravitasi—gumaman gelombang gravitasi yang terus-menerus di seluruh alam semesta yang mereka yakini berasal dari tarian biner lubang hitam supermasif.

Awal tahun ini, ESA secara resmi mengadopsi rencana untuk LISA, observatorium gelombang gravitasi berbasis ruang angkasa. LISA akan terdiri dari tiga pesawat ruang angkasa yang berputar melintasi ruang angkasa dalam formasi segitiga. LISA akan mendengarkan gelombang gravitasi tanpa adanya kebisingan yang terjadi di Bumi, yang dapat mengacaukan data yang dikumpulkan oleh LIGO-Virgo-KAGRA.

Masih ada 80 kandidat sinyal penting yang perlu disaring oleh tim. Jadi ada hari-hari yang menyenangkan di masa depan untuk mengamati gravitasi alam semesta.

Lagi: Tabrakan Hebat Ini Bisa Menghasilkan Materi Gelap