AURORA ALA JUPITER DI SEBUAH KATAI DINGIN TETANGGA KITA

Katai ultradingin berada di perbatasan antara bintang dan planet. Keluarga ini mencakup bintang bermassa sangat rendah, katai cokelat, dan benda bermassa planet, semuanya lebih dingin dari sekitar 2.700 kelvin — cukup dingin sehingga kondensat dapat berkumpul menjadi struktur mirip awan di atmosfernya. Sejak emisi radio dari benda-benda ini ditemukan secara kebetulan pada 2001, emisi itu telah mengungkap medan magnet sebesar beberapa ribu gauss. Sekitar 15 hingga 20% di antaranya “terang dalam radio”.

Sinyal radionya sering terdiri atas dua bagian: pancaran yang stabil atau “tenang”, dan pulsa terang yang ikut berputar dengan polarisasi sirkular yang kuat. Pulsa itu dikaitkan dengan proses yang disebut ketidakstabilan maser siklotron elektron — proses yang sama yang menggerakkan aurora radio Jupiter dan Saturnus.

Dua jenis aurora di Jupiter

Di Jupiter, aurora radio berasal dari dua sumber utama. Yang pertama adalah oval utama, sebuah cincin aurora di sekitar setiap kutub magnet, yang dipasok oleh arus yang terkait dengan piringan plasma yang berputar bersama planet. Yang kedua berasal dari bulan-bulan planet itu, terutama Io: saat bulan bergerak melalui plasma Jupiter yang bermagnet, ia mendorong arus di sepanjang garis medan magnet yang menghubungkannya dengan planet. Garis-garis ini disebut garis medan aktif.

LSPM J0036+1821, sebuah katai tipe L yang berjarak 8,7 parsec (sekitar 28 tahun cahaya), sudah diketahui memancarkan gelombang radio sejak 2002. Sebuah studi tahun 2008 telah menemukan pulsanya berulang kira-kira setiap 3,08 jam. Pencitraan sebelumnya juga mengisyaratkan kemungkinan adanya pendamping, yang tak pernah dikonfirmasi.

Tiga tahun mendengarkan

D. Martín-Carrero, J.C. Guirado, dan rekan-rekan di Universitas Valencia, bersama mitra di Pusat Astrobiologi di Madrid, Trinity College Dublin, Observatorium Lowell, Museum Sejarah Alam Amerika, dan Universitas Colorado, menggabungkan pengamatan dari 2019 hingga 2023:

satu sesi selama 8,7 jam dengan Very Large Array pada 8–12 GHz, pada 7 Desember 2021;
banyak sesi yang lebih singkat dengan dua jaringan antena radio berjauhan yang digabungkan menjadi satu, yaitu European VLBI Network dan Very Long Baseline Array;
pemantauan cahaya tampak oleh satelit TESS.

Pada setiap periode pengamatan, sumbernya tampak sebagai satu titik. Citra yang paling tajam membatasi wilayah pemancar hingga kurang dari sekitar 0,025 satuan astronomi.

Diagram sebuah bola dengan lengkungan medan magnet yang miring, cincin kerucut di sekitar setiap kutub, dan satu kerucut lebih besar pada sebuah garis medan aktif.

Geometri yang paling cocok dengan pulsa radio: oval aurora utama di sekitar setiap kutub magnet (sian) dan satu garis medan aktif (ungu), masing-masing memancarkan gelombang radio dalam kerucut berongga. Tidak sesuai skala. — Gambar 7, Martín-Carrero et al. (2026), arXiv:2610.09854.

Jam yang terukur hingga hitungan detik

Pulsa radio memberikan periode rotasi 3,07941 ± 0,00020 jam; cahaya tampak dari TESS memberikan 3,07908 ± 0,00038 jam. Keduanya sesuai, dengan presisi sekitar satu detik. Menurut para penulis, hanya sedikit katai ultradingin yang rotasinya terukur sepresisi ini baik dalam radio maupun cahaya tampak.

Bentuk pulsanya tetap sama dari tahun ke tahun dan dari instrumen ke instrumen. Dalam satu polarisasi sirkular, ada dua puncak per rotasi, yang satu lebih kuat dari yang lain; dalam polarisasi yang berlawanan, ada satu puncak di antara keduanya. Emisinya tidak menunjukkan batas atas hingga 12 GHz, yang berarti medan magnetnya lebih dari 4,3 kilogauss.

Satu cincin, satu garis aktif

Baik oval utama saja maupun garis medan aktif saja tidak mampu mereproduksi pulsa itu: masing-masing menghasilkan kurva cahaya yang simetris. Karena itu tim mencocokkan sebuah model hibrida yang terinspirasi Jupiter:

oval utama memberikan sumbangan yang stabil, termasuk sebagian besar puncak yang lebih lemah;
satu garis medan aktif menghasilkan puncak yang lebih kuat dan berubah-ubah, serta pulsa berpolarisasi berlawanan.

Hasil pencocokan lebih mendukung sumbu magnet yang hanya miring sekitar 3,6 derajat dari sumbu rotasi, dilihat hampir dari arah ekuator.

Selama sesi 8,7 jam, satu puncak meredup dari sekitar 600 menjadi 300 mikrojansky, sementara puncak lainnya tumbuh dari sekitar 150 menjadi 350. Perubahan yang sangat kecil menjelaskan jungkat-jungkit ini: entah sudut bukaan kerucut emisi bergeser sepersekian derajat, atau garis aktif berpindah sekitar 7 hingga 8 derajat dalam bujur dari satu rotasi ke rotasi berikutnya. Jungkat-jungkit yang sama muncul dalam data tahun 2008, sekitar 15 tahun lebih awal.

Pendamping yang tersembunyi?

Di Jupiter, garis aktif yang bergerak merupakan tanda khas Io yang mengorbit planet itu. Di sini, sebuah pendamping dekat — dalam jarak beberapa kali jari-jari katai itu — dapat memainkan peran yang sama. Namun para penulis menegaskan bahwa skenario lain juga dapat berjalan tanpa pendamping apa pun, misalnya gumpalan gas dan debu yang terperangkap dalam torus plasma yang berputar, atau medan magnet yang lebih kompleks. Kandidat pendamping yang dilaporkan sebelumnya, pada jarak sekitar 0,78 satuan astronomi, tidak terdeteksi dalam radio (di bawah 21 mikrojansky) dan bagaimanapun akan terlalu jauh untuk interaksi seperti Io. Kampanye radio yang lebih panjang dan lebih lebar seharusnya dapat membedakan skenario-skenario tersebut.