Pulsar Purba Yang Masih Aktif

Artist concept of ancient pulsar J0108. Image credit: X-ray: NASA/CXC/Penn State/G.Pavlov et al. Optical: ESO/VLT/UCL/R.Mignani et al. Illustration: CXC/M. Weiss

Pulsar ini mungkin sudah berumur tua tetapi belum mati. Chandra X-Ray Observatory telah menemukan pulsar terisolasi (bukan dalam sistem bintang ganda) yang paling tua. Meskipun pulsar ini termasuk pulsar tua tetapi objek eksotis ini masih sangat aktif. Berdasarkan pengamatan pada panjang gelombang radio, pulsar ini, PSR J0108-1431 (atau disebut J0108 saja) telah berusia 200 juta tahun. Di antara pulsar-pulsar sejenis (pulsar terisolasi) , pulsar ini 10 kali lebih tua daripada yang pernah ditemukan sebelumnya. Tim astronom yang dipimpin oleh George Pavlov dari Universitas Penn mengamati Jo1o8 dalam panjang gelombang sinar-X dengan Chandra dan menemukan pulsar ini nampak lebih terang (pada panjang gelombang sinar-X) dibandingkan yang diperkirakan untuk pulsar yang sudah berumur ratusan juta tahun.

Pulsar ini berjarak 770 tahun cahaya, merupakan salah satu pulsar terdekat yang kita ketahui.

Pulsar terbentuk ketika bintang yang lebih masif dibandingkan Matahari runtuh dalam peristiwa ledakan Supernova. Sisa dari ledakan tersebut adalah inti bintang, berukuran kecil (~10 km) dan berdensitas sangat besar. Benda inilah yang dikenal dengan istilah bintang neutron (karena sebagian besar komponennya adalah neutron). Di saat kelahirannya, bintang neutron (yang mengandung material paling padat di seluruh alam semesta) berotasi sangat cepat, hingga 100 kali putaran per detik. Pancaran radiasi yang berputar terlihat seperti sinyal mercusuar bagi pengamat yang jauh. Oleh sebab itu, bintang neutron disebut juga "pulsar" (pulsating star). Sebagai tambahan informasi, pada awalnya astronom menganggap pulsar dan binang neutron (yang masih berupa objek hipotetis) adalah 2 objek yang berbeda, namun akhirnya diketahui bahwa kedua objek tersebut adalah sama.

Astronom mengamati adanya perlambatan rotasi pulsar secara gradual seiring pulsar memancarkan radiasinya. Pengamatan radio terhadap Jo1o8 menunjukkannya sebagai salah satu pulsar tertua dan teredup yang diketahui dan berotasi dengan kecepatan sedikit diatas 1 putaran per detik.

J0108 in a combination of optical and X-ray. Image credit: X-ray: NASA/CXC/Penn State/G.Pavlov et al. Optical: ESO/VLT/UCL/R.Mignani et al.

Sebagian energi yang hilang dari J0108 seiring rotasinya yang semakin melambat dikonversi menjadi radiasi sinar-X. Efisiensi proses ini di J0108 ditemukan lebih tinggi dibandingkan pulsar - pulsar yang telah terdeteksi sebelumnya.

Nampaknya ada dua jenis emisi sinar X yang dihasilkan di J0108 :

1. Emisi dari partikel yang berputar dalam lintasan spiral mengitari medan magnet pulsar
2. Emisi dari area yang dipanaskan di sekeliling kutub magnetik bintang neutron

Mengukur temperatur dan ukuran dari area yang dipanaskan tersebut dapat memberikan pemahaman yang lebih mendalam terhadap properti permukaan bintang neutron yang luar biasa dan proses akselerasi partikel bermuatan oleh pulsar.

Pular yang lebih muda dan lebih terang yang umum dideteksi oleh teleskop radio dan teleskop sinar-X bukanlah representasi dari keseluruhan popluasi objek sejenisnya. Oleh sebab itu, mengamati objek seperti J0108 akan membantu astronom untuk mengamati sifat dari rentang yang lebih luas. Dengan umur mencapai ratusan juta tahun, J0108 hampir ada di kondisi yang disebut "pulsar death line", di saat radiasinya diperkirakan sudah hilang dan hampir tidak mungkin diamati.

Bagi astronom, untuk memahami sifat 'dying pulsar' perlu mempelajari radiasi sinar-X nya. Penemuan ini membuka kesempatan baru bagi astronom untuk menemukan pulsar sejenis lewat pancaran sinar-X nya.

Pulsar ini bergerak dengan kecepatan 440.000 mil per jam dan saat ini sedang bergerak ke arah selatan dari bidang galaksi Bima Sakti (Milky Way) tetapi karena kecepatannya kurang dari kecepatan lepas galaksi, pulsar ini akan bergerak memutar kembali menuju bidang galaksi pada arah yang berlawanan.

Sumber : NASA dan Universe Today

Penemuan Baru tentang Proses Pembentukan Galaksi Kerdil (Dwarf Galaxy)

NASA's Galaxy Evolution Explorer reveals, for the first time, dwarf galaxies forming out of nothing more than pristine gas likely leftover from the early universe. Credit: NASA/JPL-Caltech/DSS

Astronom, dengan menggunakan Galaxy Evolution Explorer (GALEX) milik NASA, telah menemukan galaksi baru di rasi Leo yang kelihatannya terbentuk dari gas yang hanya sedikit mengandung materi gelap (dark matter) dan unsur logam. Gas ini mungkin merupakan gas sisa awal pembentukan alam semesta. Sebelumnya, diperkirakan bahwa materi gelap dan unsur logam merupakan unsur pembangun (building block) untuk pembentukan galaksi.

Galaksi kerdil adalah kumpulan bintang-bintang berskala relatif kecil yang seringkali mengorbit galaksi lain yang lebih besar (misalkan : LMC dan SMC yang mengorbit galaksi kita, Milky Way). Meskipun belum pernah teramati sebelumnya, para peneliti mengatakan bahwa galaksi kerdil tipe baru ini mungkin umum ada di epoch alam semesta yang lebih jauh dan lebih awal (karena semakin jauh jaraknya, semakin jauh kita melihat ke masa lampau). Hal ini disebabkan pada masa (epoch) ini, gas yang mengandung sedikit materi gelap dan unsur logam masih banyak.

Galaksi kerdil yang baru ini ada di konstelasi (rasi) Leo, berupa sebuah kumpulan gas raksasa yang terdiri dari hidrogen dan helium. Awan gas ini diperkirakan adalah objek primordial, yang merupakan sisa material dari masa lalu yang tidak berubah sejak awal alam semesta.

Objek ini telah diamati selama beberapa dekade menggunakan teleskop bertaraf dunia, yang beroperasi pada daerah gelombang radio dan optik. Sebelumnya, tidak pernah teramati adanya bintang di daerah tersebut tetapi ketika diamati dengan Galaxy Evolution Explorer yang sangat peka terhadap panjang gelombang ultraviolet, teramati bukti adanya proses pembentukan bintang raksasa (massive star). Hal ini tidak pernah diduga sebelumnya, ada peristiwa pembentukan galaksi dari sebuah awan gas primordial.

Alam semesta lokal kita mengandung dua galaksi besar, Milky Way (Bimasakti) dan galaksi Andromeda. Masing-masing galaksi mengandung ratusan milyar bintang. Selain itu, ada juga galaksi Triangulum yang mengandung puluhan milyar bintang. Alam semesta lokal kita juga mengandung lebih dari 40 galaksi kerdil, yang hanya memiliki beberapa milyar bintang. Materi gelap yang tak terlihat, terdeteksi dari pengaruh gravitasi-nya, adalah komponen yang utama dari kedua tipe galaksi tersebut, galaksi besar dan kerdil, dengan perkecualian jenis tidal dwarf galaxy.

Tidal dwarf galaxy terkondensasi dari gas yang didaur ulang dari galaksi lain dan telah dipisahkan dari materi gelap, yang semula terkait dengan gas tersebut. Jenis galaksi ini terbentuk ketika terjadinya tabrakan antar galaksi dan interaksi gravitasi antara kedua galaksi yang bertabrakan tersebut. Material galaksi ditarik menjauh dari galaksi induknya dan bagian halo galaksi yang mengandung materi gelap.

Bagian-bagian sebuah galaksi spiral

Dua galaksi yang sedang bertabrakan

Karena kekurangan unsur materi gelap, galaksi baru yang diamati di rasi Leo tersebut menyerupai tidal dwarf galaxy (galaksi yang terbentuk akibat gaya pasang surut (tidal force) ketika terjadi tabrakan antar galaksi) tetapi memiliki perbedaan yang mendasar (fundamental). Material gas yang membentuk tidal dwarf galaxy merupakan sisa material dari sebuah galaksi, yang telah diperkaya dengan unsur logam (unsur yang lebih berat daripada helium) yang diproduksi seiring proses evolusi bintang (bintang raksasa di akhir hidupnya akan melepaskan unsur logam saat meledak menjadi supernova). Galaksi yang ditemukan di rasi Leo tersebut terbentuk dari material gas yang tidak memiliki kandungan unsur logam. Penemuan ini akan memberikan tantangan baru untuk bagi astronom untuk mempelajari proses pembentukan bintang dari gas yang belum diperkaya dengan unsur logam.

Material gas yang masih murni (seperti yang ditemukan di Leo Ring) mungkin merupakan hal yang umum di masa alam semesta yang lebih awal dan hal ini akan berakibat pada lebih besarnya kemungkinan pembentukan galaksi kerdil yang kekurangan materi gelap dan unsur logam.

The forming dwarf galaxies shine in the far ultraviolet spectrum, rendered as blue in the call-out on the right hand side of this image. Near ultraviolet light, also obtained by the Galaxy Evolution Explorer, is displayed in green, and visible light from the blue part of the spectrum here is represented by red. The clumps (in circles) are distinctively blue, indicating they are primarily detected in far ultraviolet light. The faint blue overlay traces the outline of the Leo Ring, a huge cloud of hydrogen and helium that orbits around two massive galaxies in the constellation Leo (left panel). Credit: NASA/JPL-Caltech/DSS

Sumber : Universe Today

Hilangnya Air di Venus

Misi luar angkasa, Venus Express, menemukan untuk pertama kalinya proses hilangnya atmosfer di belahan Venus yang mengalami siang (day-side). Tahun 2007, misi tersebut menemukan bahwa sebagian besar atmosfer yang hilang tersebut lepas dari belahan malam Venus (night-side). Dari dua penemuan ini, ilmuwan planet dapat lebih memahami apa yang terjadi dengan air yang ada di Venus, yang diduga pada masa lampau memiliki air sebanyak di Bumi.

Instrumen magnetometer di wahana ruang angkasa tersebut mendeteksi tanda-tanda lepasnya gas hidrogen di belahan siang Venus. Proses ini sudah diduga sebelumnya oleh ilmuwan tetapi baru pertama kali diukur.

Wahana Venus Express dapat mengivestigasi proses ini karena orbitnya yang strategis. Wahana ini menempuh orbit yang sangat eliptikal dan melewati bagian kutub planet Venus.

Air merupakan molekul kunci di Bumi karena keberadaan air memungkinkan keberlangsungan kehidupan yang ada. Astronom percaya bahwa planet Venus memiliki air sebanyak di Bumi karena Venus dan Bumi berukuran hampir sama besar dan terbentuk pada saat yang hampir bersamaan. Namun, pada saat ini proporsi air di kedua planet tersebut berbeda sangat ekstrim. Atmosfer dan lautan di Bumi mengandung 100 000 kali air dibandingkan total air di Venus. Meskipun jumlah air di Venus sangat sedikit, ditemukan bahwa setiap detiknya terjadi pelepasan 2 x 10²⁴ atom hidrogen dari belahan siang Venus. Atom hidrogen merupakan salah satu komponen dalam molekul air (H₂O).

Tahun 2007, Analyser of Space Plasma and Energetic Atoms (ASPERA) yang terpasang pada wahana Venus Express menunjukkan ada sejumlah besar hidrogen dan oksigen lepas dari Venus pada belahan malam Venus. Secara kasar diperoleh perbandingan atom hidrogen yang hilang sekitar 2 kali jumlah atom oksigen yang lepas. Hal ini mengindikasikan molekul air dipecah menjadi atom-atom penyusunnya di atmosfer Venus (H₂O --> 2H + O).

Matahari tidak hanya memancarkan cahaya dan panas ke ruang angkasa, tetapi juga menghasilkan angin Matahari (solar wind) secara terus menerus. Angin Matahari adalah aliran partikel bermuatan dari Matahari. Angin Matahari membawa medan listrik dan medan magnet ke seluruh penjuru tata surya dan mungkin "menabrak" planet-planet.

Tidak seperti Bumi, Venus tidak memiliki medan magnet. Keberadaan medan magnet di Bumi sangat penting karena berfungsi melindungi atmosfer Bumi (dan isinya tentunya) dari keganasan angin Matahari. Sedangkan Venus, saat angin Matahari menabrak bagian atas atmosfer planet tersebut, angin Matahari akan ikut membawa pergi partikel-partikel. Ilmuwan planet memperkirakan mekanisme inilah yang menyebabkan air di Venus hilang. Proses ini diperkirakan telah terjadi sejak Venus terbentuk, sekitar 4,5 milyar tahun yang lalu.

Meskipun ilmuwan telah menemukan peristiwa lepasnya molekul air (dalam wujud atom - atom pembentuknya, hidrogen dan oksigen) tetapi ilmuwan masih belum mengetahui berapa banyak air yang telah hilang dengan mekanisme ini.

Penemuan ini telah membawa ilmuwan ke tingkat pemahaman yang lebih detail tetapi hal ini tidak berarti ilmuwan telah memahami hal ini secara lengkap. Untuk menyakinkan bahwa atom hidrogen yang lepas dari belahan siang Venus, ilmuwan harus mendeteksi jumlah atom oksigen yang lepas dari belahan siang Venus dan memverifikasi bahwa jumlahnya sekitar setengah kali jumlah atom hidrogen yang lepas.

Sampai saat ini, ilmuwan belum menemukan tanda-tanda lepasnya atom oksigen dari belahan siang Venus. Penemuan ini juga membuka misteri baru lainnya. Hasil penemuan saat ini menunjukkan sedikitnya ada dua kali lebih banyak atom hidrogen di bagian atas atmosfer Venus dari yang ilmuwan perkirakan. Ioh hidrogen yang terdeteksi dapat berada di daerah (region) atmosfer bagian atas tetapi sumber terbentuknya daerah (region) ini masih belum diketahui.

Sumber : ESA Science: Where did Venus’s water go?

Article : Smallest Terrestrial Exoplanet Yet Detected

COROT-exo-7b, bottom left dot shadows in front of his central star (artist's impression). Because of its proximity to large solar researchers suspect temperatures over 1000 degrees Celsius on the extrasolar planets. Image: Klaudia Einhorn.

The CoRoT satellite has found the smallest terrestrial exoplanet yet, — with a diameter just under twice that of Earth — complete with a rocky surface you could walk on and possibly even oceans to sail across. However, if you traveled there, you might want to bring some protection, as the temperature of this planet is likely very high. CoRoT-Exo-7b is located very close to its parent star, orbiting once every 20 hours. Astronomers estimate temperatures on the planet could be between 1000 and 1500°C and it possibly could be covered in lava or water vapor. This latest exoplanet was detected as it transited in front of its parent star, dimming the light from the star just enough to be noticeable.

The parent star lies about 140 parsecs from Earth, located about half way between the star Sirius in Canis Major and Betelgeuse, the red giant star in Orion.

The internal structure of CoRoT-exo-7b particularly puzzles scientists; they are unsure whether it is an ‘ocean planet’, a kind of planet whose existence has never been proved so far. In theory, such planets would initially be covered partially in ice and they would later drift towards their star, with the ice melting to cover it in liquid.

COROT detects small, transiting exoplanet. Credits: CNES

"This discovery is a very important step on the road to understanding the formation and evolution of our planet," said Malcolm Fridlund, ESA’s CoRoT Project Scientist. “For the first time, we have unambiguously detected a planet that is 'rocky' in the same sense as our own Earth. We now have to understand this object further to put it into context, and continue our search for smaller, more Earth-like objects with COROT," he added.

About 330 exoplanets have been discovered so far, most of which are gas giants like Jupiter and Neptune. The density of COROT-Exo-7b is still under investigation: it may be rocky like Earth and covered in liquid lava. It may also belong to a class of planets that are thought to be made up of water and rock in almost equal amounts. Given the high temperatures measured, the planet would be a very hot and humid place.

“Finding such a small planet was not a complete surprise”, said Daniel Rouan, researcher at the Observatoire de Paris Lesia, who coordinates the project with Alain Léger, from Institut d’Astrophysique Spatiale (Paris, France). “CoRoT-Exo-7b belongs to a class of objects whose existence had been predicted for some time. COROT was designed precisely in the hope of discovering some of these objects,” he added.

Small terrestrial planets are difficult to detect, and so very few exoplanets found so far have a mass comparable to Earth, Venus, Mars, and Mercury. Most of the methods used to find planets are indirect and sensitive to the mass of the planet. The CoRoT spacecraft can directly measure the size of a planet's surface, which is an advantage. In addition, its location in space allows for longer periods of uninterrupted observation than from ground.

Astronomers say this discovery is significant because recent measurements have indicated the existence of planets of small masses but their size remained undetermined until now. CoRoT (Convection Rotation and Transits) was launched in December 2006 and consists of a 27 cm-diameter telescope designed to detect tiny changes the brightness of nearby stars. The mission’s main objectives are to search for exoplanets and to study stellar interiors.

Source: ESA
Cited from : Universe Today by Nancy Atkinson