The Knowledge Frontier

Antariksa & astronomiPracetakObservasi3 menit baca

SEMBILAN KILATAN RADIO DALAM 106 DETIK, LALU SUNYI

Semburan radio cepat (fast radio burst) adalah kilatan gelombang radio yang singkat, berlangsung beberapa milidetik, yang sampai kepada kita dari galaksi lain. Asal-usulnya masih diperdebatkan, dan satu pertanyaan mendominasi: apakah semuanya berulang? Beberapa sumber berkedip lagi dan lagi; sebagian besar hanya terlihat sekali. Dalam katalog kedua teleskop radio Kanada CHIME, yang memindai langit utara setiap hari antara 400 dan 800 megahertz, hanya sekitar 2,4% dari 3.641 sumber yang berulang.

Studi tentang seluruh populasi biasanya mengasumsikan bahwa setiap sumber berulang memancar dengan laju rata-rata yang tetap. Ryan Mckinven, dari McGill University, bersama sekitar tiga puluh rekan dari kolaborasi CHIME/FRB kini menggambarkan sebuah sumber yang mematahkan asumsi itu lebih dari sumber lain mana pun.

Dua menit amukan

Pada 1 Juni 2021, CHIME merekam sembilan semburan dalam 106,5 detik dari sebuah sumber yang kini disebut FRB 20210601A. Gangguan jaringan saat itu menghentikan peringatan otomatis, sehingga tidak ada yang menyadarinya. Semburan-semburan itu baru ditemukan pada Desember 2024, saat audit sistematis basis data untuk katalog kedua.

Lalu tim mencari lebih banyak. CHIME sendiri tidak bergerak: karena Bumi berputar, petak langit itu melintasi medan pandangnya sekali sehari, selama sekitar sepuluh menit. Antara Juli 2018 dan akhir 2025, totalnya sekitar 320 jam paparan: sekitar 132 sebelum badai, 188 sesudahnya. Tidak ada satu semburan pun lagi, bahkan yang redup tepat di bawah ambang deteksi pada hari-hari di sekitar badai. Pada akhir 2025, kesunyian setelah jendela aktif itu telah berlangsung setidaknya 1.674 hari.

Dalam 106,5 detik itu, semburan datang secara acak, seperti tetesan hujan, sekitar 0,075 per detik. Dengan laju itu, peluang 40 detik berikutnya tanpa semburan turun di bawah 5%. Namun, ketika sumber itu melintasi pusat medan pandang CHIME beberapa menit kemudian, tidak ada yang datang: sesuatu telah padam.

Badai itu hanya terlihat separuh

Kesembilan semburan datang ketika sumbernya berada di cuping samping (side lobe) berkas CHIME — tepi medan pandangnya yang kurang peka, sekitar seperempat kepekaan bagian tengah. Seandainya badai itu datang beberapa menit kemudian, saat sumbernya melintas tepat di atas, tim memperkirakan CHIME akan merekam setidaknya 21 semburan, mungkin sekitar 70.

Seberapa ekstrem itu? Tim membandingkannya dengan dua sumber berulang paling produktif yang dikenal, yang dipantau oleh teleskop radio raksasa Tiongkok, FAST. Dengan kepekaan penuh FAST, keduanya mencapai 46 dan 23 semburan dalam jendela 106,5 detik. Namun, jika hanya semburan yang seterang semburan paling redup dari kesembilan itu yang dihitung, jendela terbaik mereka hanya berisi 6 dan 8. Menurut para penulis, FRB 20210601A menunjukkan laju semburan tertinggi dalam skala menit yang pernah dilaporkan dari sumber berulang pada kepekaan yang sebanding — meski perbandingan ini tetap kasar, karena kedua teleskop mendengarkan pada frekuensi dan irama yang berbeda.

Sumber biasa dengan jadwal yang aneh

Selebihnya, sumber ini tampak khas. Semburannya memiliki bentuk memanjang dan berbagian-bagian yang umum pada sumber berulang, dan cara sinyalnya tersebar dan terpelintir oleh gas yang dilaluinya mendekati rata-rata sumber berulang CHIME. Tidak ada galaksi induk yang bisa dipastikan, dan pencarian pasangan dalam sinar gama, sinar-X, cahaya optik, atau radio persisten tidak menemukan apa pun.

Energi yang dilepaskan tergolong sederhana: sekitar sepersejuta energi magnetik yang tersimpan dalam magnetar biasa, yaitu bintang neutron yang bermagnet sangat kuat, bahkan jika jarak sumbernya diambil pada nilai maksimum yang diizinkan data.

Apa yang bisa menyala dan padam seperti itu?

Para penulis menimbang beberapa gagasan, tanpa pemenang:

  • Pulsar intermiten, yang padam dalam waktu lama. Salah satunya yang baru ditemukan di Galaksi kita, PSR J2109+50, menunjukkan mode terangnya hanya sekali dalam sebulan, selama sekitar 90 detik — tetapi jauh kurang bercahaya.
  • Ledakan magnetar. Di Galaksi kita, magnetar 1E 2259+586 memancarkan lebih dari 80 semburan sinar-X dalam empat jam setelah 5,6 tahun tenang. Meski begitu, badai dua menit jauh lebih padat daripada contoh mana pun yang dikenal di Galaksi kita.
  • Bintang pendamping, yang angin atau orbitnya membuka jendela singkat untuk pancaran atau visibilitas.
  • Pelensaan gravitasi, ketika gumpalan materi sesaat memperbesar sumber yang biasanya terlalu redup.

Populasi tersembunyi

Jika sumber episodik semacam itu ada, CHIME adalah tempat terbaik untuk menemukannya, berkat pemindaian hariannya atas langit yang luas. Sebuah model statistik sederhana mengisyaratkan sekitar 9 sumber dalam jangkauan CHIME — dengan ketidakpastian yang sangat besar, dari 1 hingga lebih dari 200 — dan, paling banter, satu hingga empat penemuan lagi dalam dekade mendatang. Beberapa semburan yang tampaknya hanya sekali terjadi bahkan mungkin badai yang hanya tertangkap sebagian. Teleskop yang peka seperti FAST, yang diarahkan ke sumber ini selama tahun-tahun sunyinya, bisa menguji gagasan ini dengan menangkap semburan yang lebih redup.