Sumber Sinar Kosmik Berenergi Tinggi Dipetakan untuk Pertama Kalinya


Dengan segera, persediaan tertentu telah meningkat: khususnya, tiga jenis calon objek yang menjadi benang jarum yang relatif umum di kosmos namun berpotensi cukup istimewa untuk menghasilkan partikel Oh-My-God.

Icarus Stars

Pada tahun 2008, Farrar dan rekan penulisnya mengusulkan bahwa bencana alam yang disebut peristiwa gangguan pasang surut (TDE) mungkin menjadi sumber sinar kosmik berenergi sangat tinggi.

TDE terjadi ketika bintang menarik Icarus dan terlalu dekat dengan lubang hitam supermasif. Bagian depan bintang merasakan gravitasi yang jauh lebih besar daripada bagian belakangnya sehingga bintang itu terkoyak-koyak dan berputar ke dalam jurang. Putarannya berlangsung sekitar satu tahun. Sementara itu berlangsung, dua semburan material — pecahan subatomik dari bintang yang rusak — meluncur keluar dari lubang hitam ke arah yang berlawanan. Gelombang kejut dan medan magnet dalam berkas ini mungkin kemudian berkonspirasi untuk mempercepat inti menjadi energi sangat tinggi sebelum melontarkannya ke luar angkasa.

Peristiwa gangguan pasang surut terjadi kira-kira sekali setiap 100.000 tahun di setiap galaksi, yang merupakan ekuivalen kosmologis yang terjadi di mana-mana sepanjang waktu. Karena galaksi melacak distribusi materi, TDE dapat menjelaskan keberhasilan model kontinu Ding, Globus, dan Farrar.

Glennys Farrar, seorang astrofisikawan di Universitas New York, telah membantu memecahkan kode sinar kosmik berenergi ultrahigh dengan menggunakan medan magnet Bima Sakti.Atas kebaikan Glennys Farrar

Selain itu, kilatan TDE yang relatif singkat memecahkan teka-teki lainnya. Pada saat sinar kosmik TDE mencapai kita, TDE akan menjadi gelap selama ribuan tahun. Sinar kosmik lain dari TDE yang sama mungkin mengambil jalur bengkok yang terpisah; beberapa mungkin tidak datang selama berabad-abad. Sifat sementara dari TDE dapat menjelaskan mengapa tampaknya ada begitu sedikit pola arah kedatangan sinar kosmik, tanpa korelasi kuat dengan posisi objek yang diketahui. “Saya sekarang cenderung percaya bahwa mereka hanya sementara,” kata Farrar tentang asal usul sinar itu.

Hipotesis TDE mendapat dorongan lain baru-baru ini, dari pengamatan yang dilaporkan Astronomi Alam di bulan Februari.

Robert Stein, salah satu penulis makalah tersebut, sedang mengoperasikan teleskop di California bernama Zwicky Transient Factory pada Oktober 2019 ketika sebuah peringatan datang dari observatorium neutrino IceCube di Antartika. IceCube telah melihat neutrino yang sangat energik. Neutrino berenergi tinggi diproduksi ketika sinar kosmik berenergi lebih tinggi menghamburkan cahaya atau materi di lingkungan tempat mereka diciptakan. Untungnya, neutrino, karena netral, bergerak ke arah kita dalam garis lurus, jadi mereka menunjuk langsung kembali ke sumber sinar kosmik induknya.

Stein memutar teleskop ke arah kedatangan neutrino IceCube. “Kami langsung melihat ada peristiwa gangguan pasang surut dari posisi kedatangan neutrino,” ujarnya.

Korespondensi membuatnya lebih mungkin bahwa TDE setidaknya merupakan satu sumber sinar kosmik berenergi sangat tinggi. Namun, energi neutrino mungkin terlalu rendah untuk membuktikan bahwa TDE menghasilkan sinar berenergi paling tinggi. Beberapa peneliti sangat mempertanyakan apakah transien ini dapat mempercepat inti hingga ujung ekstrim dari spektrum energi yang diamati; Para ahli teori masih mengeksplorasi bagaimana peristiwa tersebut dapat mempercepat partikel di tempat pertama.

Sementara itu, fakta lain telah mengalihkan perhatian beberapa peneliti di tempat lain.

Starburst Superwinds

Observatorium sinar kosmik seperti Auger dan Telescope Array juga telah menemukan beberapa titik panas — konsentrasi kecil dan halus dalam arah kedatangan sinar kosmik berenergi paling tinggi. Pada 2018, Auger menerbitkan hasil perbandingan titik panasnya dengan lokasi objek astrofisika dalam beberapa ratus juta tahun cahaya di sini. (Sinar kosmik dari jauh akan kehilangan terlalu banyak energi dalam tabrakan di tengah perjalanan.)

Dalam kontes korelasi silang, tidak ada jenis objek yang berkinerja sangat baik — dapat dimaklumi, mengingat pengalaman defleksi sinar kosmik. Tetapi korelasi terkuat mengejutkan banyak ahli: Sekitar 10 persen sinar datang dari dalam jarak 13 derajat dari arah yang disebut “galaksi starburst.” “Awalnya tidak ada di piring saya,” kata Michael Unger dari Institut Teknologi Karlsruhe, anggota tim Auger.

Diposting oleh : joker123