Selama lebih dari dua dekad, para astronom secara sistematik mengesan sumber misteri sinar gamma bertenaga tinggi.
Namun, satu tetap tidak dapat dikesan – sumber sinar gamma yang paling terang dan tidak dikenali di Bima Sakti. Nampaknya ia berasal dari sistem binari yang jaraknya 2,740 tahun cahaya, tetapi hanya satu bintang yang ditemui.
Kini para astronom telah menyelesaikan misteri tersebut dan menemui bintang kedua dengan memeriksa data sinar gamma dari tahun 2008 hingga 2018. Bersama-sama, kedua-dua bintang membentuk salah satu sistem binari paling pelik yang pernah kita lihat.
“Sistem bintang binari dan bintang neutron di tengahnya, sekarang dikenali sebagai PSR J1653-0158, telah mencipta rekod baru,” kata ahli astronomi Lars Nieder dari Albert Einstein Institute of Hanover di Jerman.
“Kami telah menemui tarian galaksi kelas berat super dengan ringan: bintang neutron, dengan massa lebih dari dua kali lipat Matahari kita, sangat berat. Rakannya mempunyai ketumpatan sekitar enam kali ganda, tetapi hanya 1 peratus jisim Matahari kita.
“'Pasangan pelik' ini berputar setiap 75 minit, lebih cepat daripada semua binari setanding yang diketahui.”
Sejak 2009, dianggap bahawa sinar gamma yang dikesan oleh sistem harus dihasilkan oleh gamma pulsar. Kemudian, pada tahun 2014, pemerhatian sinar-X dan optik dari sumber sinar gamma menemui bintang berubah-ubah dengan jangka masa 75 minit.
Itu adalah bintang pendamping yang kecil, dan ahli astronomi percaya bahawa jangka masa 75 minit sesuai dengan tempoh orbit, dan bintang kedua adalah sumber sinar gamma.
Bintang kedua dianggap sebagai pulsar. Ia adalah sejenis bintang neutron berputar pantas yang memancarkan sinaran dari kutubnya semasa berputar. Rasuk ini sedikit seperti suar, berkedip (atau berdenyut) melewati pemerhati pada kelajuan putaran bintang.
Walau bagaimanapun, pulsar berputar dengan sangat cepat, lebih daripada 500 kali sesaat. Pulsar milisaat berputar dengan sangat cepat; itulah yang membentuk bahagian 'milisaat' dari nama mereka. Tetapi PSR J1653-0158 mempunyai salah satu kelajuan putaran tertinggi yang pernah diperhatikan di pulsar.
Di samping itu, bintang mempunyai medan magnet yang sangat lemah.
Satelit ini juga agak aneh, kerana mempunyai jisim yang sangat rendah. Pasukan ini percaya bahawa ia adalah kerdil putih helium yang telah diserap oleh pulsar. Sistem sedemikian dikenali sebagai sistem binari janda hitam.
“Sisa bintang kerdil mengorbit pulsar 1.3 kali jarak Bumi-Bulan dalam hanya 75 minit dengan jarak lebih dari 700 kilometer sesaat,” kata Nieder.
'Duo yang tidak biasa ini mungkin timbul dari sistem binari yang sangat ketat di mana jirim mula-mula mengalir dari bintang pendamping ke bintang neutron, meningkatkan jisimnya dan menyebabkannya berputar lebih cepat dan lebih cepat, sekaligus melemahkan medan magnetnya.'
Visualisasi sistem (bawah) berbanding dengan Bumi dan Bulan (atas). (Institut Knispel / Clark / Max Planck untuk Gravitational Physics / NASA).
Hipotesis ini disahkan oleh kajian sekumpulan gelombang radio. Sekiranya pulsar memancarkannya, kita tidak dapat mengesannya; ini mungkin disebabkan sistem dikelilingi oleh awan material yang lebat dari bintang kerdil. Sinaran gamma dapat menembusi awan ini, tetapi bukan gelombang radio.
Walau bagaimanapun, PSR J1653-0158 hanyalah pulsar milisaat kedua yang didapati tidak memancarkan gelombang radio yang dapat dikesan.
“Dalam sistem binari seperti yang sekarang kita temui, pulsar disebut 'janda hitam' kerana, seperti labah-labah dengan nama yang sama, mereka memakan pasangannya,” kata Clarke.
“Pulsar menguap satelitnya dengan sinaran, mengisi sistem bintang dengan plasma yang tidak dapat ditembusi oleh gelombang radio.”
Kajian ini diterbitkan dalam The Astrophysical Journal Letters.
