Astronom Temukan Ledakan Terbesar Sejak Kelahiran Alam Semesta

PARA astronom mempelajari kembali ledakan terbesar yang pernah tercatat. Ledakan itu diperkirakan paling besar sejak Big Bang. Penelitian ini untuk memahami lebih dalam tentang ledakan misterius berenergi tinggi yang dikenal sebagai ledakan sinar gamma (GRB).

Dikenal sebagai "Brightest Of All Time" atau "BOAT", dengan nama resmi GRB 221009A. GRB ini paling kuat yang pernah terpantau. Hal itu bukan pencapaian yang sederhana, karena sebuah GRB biasa bisa melepaskan energi dalam beberapa detik setara dengan jumlah yang dipancarkan matahari selama 10 miliar tahun eksistensinya.

Walaupun berenergi besar dan tingkat kecerahan yang tinggi, GRB memiliki asal yang sangat sulit dicari. Oleh sebab itu, para peneliti menganggap GRB sebagai suatu teka-teki. GRB tampaknya berasal dari luar galaksi Bima Sakti, tetapi sinyal sinar gamma tersebut berkurang saat menempuh jarak yang begitu jauh.

Baca juga : Misteri Ledakan GRB Terkuat Sejak Big Bang Terungkap Teleskop LST

Walaupun GRB menyatakan dirinya dengan fase singkat, yang terjadi dalam detik hingga menit, fase ini diikuti sisa cahaya yang dapat memerlukan waktu mulai dari jam hingga bulan untuk memudar.

Mereka juga muncul dalam dua jenis berbeda, yang diklasifikasikan berdasarkan durasinya.

GRB periode panjang memiliki lama lebih dari dua detik dan dipercaya terjadi saat bintang-bintang terberat di alam semesta mengalami supernova, yang meninggalkan lubang hitam. GRB pendek, yang terjadi antara kurang dari dua detik hingga beberapa milidetik, diduga terjadi akibat tabrakan dan penggabungan bintang-bintang neutron.

Baca juga : Energi Gelap Tak Stabil? Ilmuwan Prediksi Alam Semesta Bisa Runtuh Lebih Cepat dalam Big Crunch

BOAT diperkirakan akan diluncurkan saat bintang masif yang berjarak sekitar 2,4 juta tahun cahaya dari Bumi mengalami supernova pada akhir siklus hidupnya. Ledakan ini diprediksi akan menciptakan lubang hitam berbobot bintang.

Para astronom menemukan kelebihan fluks sinar gamma di BOAT, yang mengindikasikan GRB memiliki karakteristik rumit pada energi tinggi. Ini dapat menegaskan konsep bahwa ledakan yang menghasilkan GRB menciptakan jet yang terstruktur dan berlapis, di mana partikel dipercepat sampai mencapai energi yang tinggi.

Mengejar “BOAT”

BOAT pertama kali diidentifikasi pada 9 Oktober 2022 oleh sejumlah teleskop, termasuk pesawat luar angkasa Fermi dan Swift milik NASA. Karakteristiknya yang ekstrem segera memisahkannya dari GRB yang lain.

Walaupun astronom pertama kali menemukan BOAT sebagai kilatan sinar gamma yang sangat terang dengan energi tinggi, kilatan tersebut diikuti oleh cahaya yang redup dan memudar pada berbagai panjang gelombang, sehingga teleskop non-sinar gamma dapat mempelajarinya.

Tim ini melakukan analisis mereka menggunakan prototipe Teleskop Berukuran Besar (LST) (LST-1) yang terletak di Observatorium Roque de los Muchachos di La Palma, Spanyol. LST mulai mengamati BOAT kurang lebih satu hari delapan jam setelah ledakan awal terdeteksi pada fase komisioning teleskop, dan dalam keadaan bulan purnama yang sulit. 

Pemantauan BOAT selama 20 hari memungkinkan peneliti membatasi batas maksimum sinar gamma berenergi tinggi dari ledakan itu. Dengan kata lain, observasi ini bisa membantu mengidentifikasi berbagai kemungkinan mekanisme terbentuknya GRB.

Baik melalui tumbukan bintang neutron maupun akibat kematian supernova bintang besar, GRB diperkirakan melibatkan pelepasan semburan gas terionisasi atau plasma dengan kecepatan sangat tinggi. Namun, cara pembentukan semburan ini masih menjadi misteri.

Observasi LST-1 pada BOAT tampaknya mengindikasikan bahwa GRB ini didorong oleh jet berlapis yang terdiri dari kerucut materi pusat dengan kecepatan tinggi yang dilapisi oleh terowongan materi yang lebih lebar dan bergerak lebih lambat.

Ini tidak hanya bertentangan dengan model yang menunjukkan bahwa jet plasma memiliki struktur lebih menyerupai bentuk topi tinggi, dengan pinggirnya terdiri dari partikel berenergi rendah, tetapi juga menandakan sifat mesin pusat yang menggerakkan jet tersebut.

Sementara astronom berusaha memahami lebih dalam tentang GRB dan mekanisme yang mendasarinya melalui petunjuk dari penelitian ini, studi ini menunjukkan potensi teleskop seperti LST dalam menyelidiki alam semesta berenergi tinggi.

Tiga instrumen LST lainnya saat ini dalam proses pengembangan di lokasi yang sama dengan LST-1; konstruksi teleskop serupa telah dimulai di lokasi di Chili, yang berarti rangkaian teleskop akan segera beroperasi di belahan bumi utara dan selatan.

Ini seharusnya meningkatkan kemampuan manusia dalam mempelajari GRB dan alam semesta berenergi tinggi secara keseluruhan, serta mengurangi waktu yang diperlukan untuk memberi tahu astronom tentang peristiwa sementara ini. (space/Z-2)