Munculnya sinyal radio dari pulsar dikaitkan dengan pemusnahan antimateri dan materi

Munculnya sinyal radio dari pulsar dikaitkan dengan pemusnahan antimateri dan materi
Munculnya sinyal radio dari pulsar dikaitkan dengan pemusnahan antimateri dan materi
Anonim

Ahli astrofisika telah menemukan bahwa semburan radio periodik dari pulsar - bintang neutron yang berputar - dikaitkan dengan siklus kemunculan dan penghancuran partikel materi dan antimateri yang berkelanjutan di magnetosfernya. Sebuah artikel yang menjelaskan penelitian ini diterbitkan dalam jurnal ilmiah Physical Review Letters.

"Proses ini agak mirip dengan bagaimana petir lahir. Pelepasan listrik yang timbul secara tiba-tiba menghasilkan banyak elektron dan positron, karena interaksi yang membentuk gelombang elektromagnetik, mirip dengan pancaran petir," jelas salah satu penulis studi, seorang astrofisikawan dari Institut Flatiron (AS) Alexander Filippov.

Pulsar adalah jenis khusus bintang neutron, sisa-sisa ledakan supernova, dengan pancaran gelombang radio yang sempit dan bentuk lain dari radiasi elektromagnetik yang memancar dari kutubnya. Biasanya, pulsar "bayi baru lahir" berputar sangat cepat, tetapi perlahan-lahan melambat, menghabiskan energi rotasi untuk radiasi.

Terlepas dari kenyataan bahwa para ilmuwan mengetahui keberadaan ribuan pulsar baik di Bima Sakti maupun di galaksi tetangga, banyak dari sifat mereka tetap menjadi misteri bagi para astrofisikawan, khususnya, struktur dan sifat materi, serta mekanisme suar radio di kutub mereka.

Para ilmuwan sekarang berspekulasi bahwa sinyal-sinyal ini disebabkan oleh proses yang mengubah energi rotasi pulsar menjadi berkas gelombang elektromagnetik yang dipancarkan di sekitar kutub magnet bintang neutron. Bagaimana tepatnya mekanisme ini bekerja, para astronom dan fisikawan belum bisa mengatakan dengan pasti. Tetapi mereka menyarankan bahwa proses ini terkait dengan medan listrik dan magnet super kuat yang dihasilkan oleh bintang neutron.

Siklus kosmik hidup dan mati

Filippov dan rekan-rekannya telah mengajukan penjelasan baru tentang bagaimana sinyal-sinyal ini muncul. Para ilmuwan telah menghitung bagaimana plasma berperilaku ketika memasuki sekitar permukaan pulsar, di mana medan magnet dan listrik yang kuat mendominasi. Mereka mempercepat elektron dan partikel bermuatan lainnya dari plasma ini dan membuatnya bergerak dengan kecepatan mendekati cahaya.

Karena itu, partikel terus menerus memancarkan semburan sinar gamma energi tinggi. Karena medan magnet dan listrik yang kuat, foton radiasi ini secara berkala berubah menjadi materi dan antimateri, pasangan elektron dan positron.

Setelah beberapa saat, partikel-partikel ini saling mendekat dan merusak diri sendiri, menghasilkan pembentukan foton baru, dan prosesnya berulang. Seperti yang ditunjukkan oleh perhitungan astrofisikawan, sebagai akibatnya, gangguan khusus muncul di plasma, yang pada akhirnya menyebabkan medan listrik pulsar berosilasi. Karena itu, semburan radio periodik terjadi, yang direkam oleh teleskop radio terestrial dan luar angkasa.

Dalam waktu dekat, para ilmuwan berencana untuk membuat model yang lebih rinci yang akan menggambarkan asal mula osilasi medan listrik bintang neutron ini, sehingga dapat digunakan untuk menguji teori ini secara eksperimental, ketika mengamati pulsar.

Jika ini dapat dilakukan, astrofisikawan akan dapat memahami bagaimana apa yang disebut "gangguan" lahir - sentakan tajam dalam kecepatan rotasi pulsar. Agaknya, mereka terkait dengan proses internal yang sejauh ini tidak kita ketahui di kedalaman bintang-bintang mati ini. Jika para ilmuwan mengetahui sifatnya, mereka dapat meningkatkan akurasi sistem navigasi pesawat ruang angkasa, yang menggunakan pulsar sebagai penanda.

Direkomendasikan: