Akselerator Sinar Kosmik Super – Astronom Tiongkok Menemukan Gelembung Sinar Gamma Raksasa Berenergi Sangat Tinggi
LHAASO telah mengidentifikasi akselerator sinar kosmik super dalam gelembung sinar gamma di wilayah Cygnus, menandai kemajuan signifikan dalam memahami sinar kosmik dengan energi melebihi 10 PeV dan asal usulnya di Bima Sakti. Rendering struktur gelembung sinar gamma raksasa berenergi sangat tinggi. Kredit: Grup Media China
Observatorium Pancuran Udara Ketinggian Besar (LHAASO) telah menemukan struktur gelembung sinar gamma raksasa berenergi sangat tinggi di wilayah pembentuk bintang Cygnus, yang merupakan pertama kalinya asal mula sinar kosmik dengan energi lebih tinggi dari 10 Peta- Elektronvolt (PeV, 1PeV=1015eV) telah ditemukan.
Prestasi ini dipublikasikan dalam bentuk artikel sampul di Buletin Sains pada tanggal 26 Februari.
Penelitian tersebut diselesaikan oleh Kolaborasi LHAASO yang dipimpin oleh Prof. Cao Zhen selaku juru bicara Institut Fisika Energi Tinggi Akademi Ilmu Pengetahuan China. Gao Chuandong, Dr. Li Cong, Prof. Liu Ruoyu, dan Prof. Yang Ruizhi adalah penulis makalah ini.
Sinar kosmik adalah partikel bermuatan dari luar angkasa, sebagian besar terdiri dari proton. Asal usul sinar kosmik adalah salah satu isu penting dalam astrofisika modern. Pengukuran sinar kosmik dalam beberapa dekade terakhir telah menunjukkan adanya jeda sekitar 1 PeV dalam spektrum energi (yaitu distribusi kelimpahan sinar kosmik sebagai fungsi energi partikel), yang disebut “lutut” spektrum energi sinar kosmik karena hingga bentuknya menyerupai sendi lutut.
Rendering perambatan sinar kosmik berenergi sangat tinggi di ruang antarbintang. Kredit: Grup Media China
Para ilmuwan percaya bahwa sinar kosmik dengan energi lebih rendah dari “lutut” berasal dari objek astrofisika di dalamnya Bima Sakti, dan keberadaan “lutut” juga menunjukkan bahwa batas energi percepatan proton dari sebagian besar sumber sinar kosmik di Bima Sakti adalah sekitar beberapa PeV. Namun asal muasal sinar kosmik di wilayah “lutut” masih menjadi misteri yang belum terpecahkan dan menjadi salah satu topik paling menarik dalam penelitian sinar kosmik dalam beberapa tahun terakhir.
Penemuan Akselerator Sinar Super Kosmik
LHAASO telah menemukan struktur gelembung sinar gamma raksasa berenergi sangat tinggi di wilayah pembentuk bintang Cygnus, dengan banyak foton melebihi 1 PeV di dalam struktur, dengan energi tertinggi mencapai 2,5 PeV, menunjukkan adanya akselerator sinar kosmik super di dalam gelembung, yang secara terus menerus mempercepat partikel sinar kosmik berenergi tinggi dengan energi hingga 20 PeV dan menyuntikkannya ke ruang antarbintang. Sinar kosmik berenergi tinggi ini bertabrakan dengan gas antarbintang dan menghasilkan sinar gamma. Intensitas foton sinar gamma ini jelas berkorelasi dengan distribusi gas di sekitarnya, dan gugus bintang masif (asosiasi OB, Cygnus OB2) di dekat pusat gelembung merupakan kandidat paling menjanjikan untuk akselerator sinar super kosmik. Cygnus OB2 terdiri dari banyak bintang muda, panas, masif dengan suhu permukaan melebihi sekitar 35.000 °C (bintang tipe O) dan 15.000 °C (bintang tipe B).
Observatorium Pancuran Udara Ketinggian Tinggi di Kabupaten Daocheng, Provinsi Sichuan, Tiongkok barat daya. Kredit: Grup Media China
Luminositas radiasi bintang-bintang ini ratusan hingga jutaan kali lipat dari Matahari, dan tekanan radiasi yang sangat besar menghempaskan material permukaan bintang-bintang tersebut, membentuk angin bintang dinamis dengan kecepatan hingga ribuan kilometer per detik. Tabrakan angin bintang dengan medium antarbintang di sekitarnya dan tabrakan dahsyat antara angin bintang telah menciptakan lokasi ideal untuk percepatan partikel yang efisien. Ini adalah akselerator sinar super kosmik pertama yang teridentifikasi hingga saat ini. Dengan bertambahnya waktu pengamatan, LHAASO diharapkan dapat mendeteksi lebih banyak akselerator sinar super kosmik, dan diharapkan memecahkan misteri asal usul sinar kosmik di Bima Sakti.
Pengamatan LHAASO juga menunjukkan bahwa akselerator sinar kosmik super di dalam gelembung secara signifikan meningkatkan kepadatan sinar kosmik di ruang antarbintang sekitarnya, jauh melebihi tingkat rata-rata sinar kosmik di Bima Sakti. Perluasan spasial dari kelebihan kepadatan bahkan melebihi rentang gelembung yang diamati, memberikan kemungkinan penjelasan atas kelebihan emisi sinar gamma difus dari Bidang Galaksi yang sebelumnya terdeteksi oleh LHAASO.
Prof Elena Amato, astrofisikawan ternama dari Italian National Institute for Astrophysical (INAF), menyoroti dampak penemuan tersebut terhadap asal usul Sinar Kosmik secara umum. Dia juga berkomentar bahwa hasil ini “tidak hanya berdampak pada pemahaman kita tentang emisi difus, namun juga memiliki konsekuensi yang sangat relevan pada deskripsi kita tentang transpor sinar kosmik (CR) di Galaksi.”
Referensi: “Gelembung sinar γ berenergi sangat tinggi yang ditenagai oleh PeVatron super” oleh LHAASO Collaboration, 23 Desember 2023, Buletin Sains.
DOI: 10.1016/j.scib.2023.12.040
RisalahPos.com Network
Related posts
# PARTNERSHIP
