Beijing, Bharata Online - Dengan menggabungkan data dari teleskop satelit dan observatorium berbasis darat, para ilmuwan Tiongkok telah menemukan jejak sinar-X yang membentang sejauh 42 tahun cahaya melintasi kosmos. Temuan ini memungkinkan mereka melacak perjalanan panjang partikel berenergi tinggi melalui ruang antarbintang.
Dalam sebuah studi terbaru, para peneliti menggunakan data observasi gabungan dari satelit Einstein Probe (EP) milik Tiongkok dan Large High Altitude Air Shower Observatory (LHAASO) untuk menemukan jejak sinar-X yang sangat panjang, yang belum pernah terlihat secara utuh sebelumnya, di sekitar sebuah pulsar yang berjarak sekitar 4.600 tahun cahaya dari Bumi. Jejak tersebut membentang tepat searah dengan radiasi sinar gamma berenergi ultra-tinggi yang dideteksi oleh LHAASO.
Penemuan baru ini menunjukkan bahwa partikel berenergi tinggi yang dihasilkan di nebula angin pulsar, setelah meninggalkan sumbernya, tidak langsung menyebar secara merata ke segala arah. Sebaliknya, partikel-partikel tersebut dapat merambat ke arah tertentu hingga jarak puluhan tahun cahaya. Hal ini memberikan bukti observasional baru untuk memahami bagaimana partikel berenergi tinggi lolos dari lokasi akselerasi dan bagaimana mereka merambat melalui ruang antarbintang.
Temuan tersebut dipublikasikan dalam jurnal ilmiah Tiongkok, Science China: Physics, Mechanics and Astronomy, pada hari Senin (21/9).
Para peneliti di balik studi ini menjelaskan bahwa alam semesta dipenuhi dengan partikel yang sangat energetik. Di dekat benda langit ekstrem seperti sisa-sisa supernova, pulsar, dan lubang hitam, partikel-partikel ini dapat dipercepat hingga mendekati kecepatan cahaya, dan mereka terus melakukan perjalanan melintasi ruang antarbintang jauh setelah meninggalkan tempat asalnya.
LHAASO mampu mendeteksi sinar gamma berenergi sangat tinggi di alam semesta, yang beberapa di antaranya berasal dari partikel dengan energi melebihi peta-elektronvolt. Menariknya, beberapa sinar gamma berenergi ultra-tinggi ini tidak menunjukkan adanya objek langit yang jelas sebagai sumbernya.
Menurut Feng Hua, Peneliti dari Institut Fisika Energi Tinggi di bawah naungan Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, salah satu kemungkinannya adalah partikel-partikel berenergi tinggi ini menempuh jarak yang jauh setelah meninggalkan akseleratornya dan baru menghasilkan sinar gamma yang dapat dideteksi ketika mereka sudah berada jauh dari sumbernya. Kunci untuk memahami fenomena ini terletak pada penentuan dari mana partikel-partikel tersebut berasal dan bagaimana tepatnya mereka merambat.
Pulsar tersebut, yang diberi kode PSR J1740+1000, merupakan pulsar paruh baya. Sebelumnya, satelit XMM-Newton milik Badan Antariksa Eropa (ESA) telah menemukan jejak sinar-X sepanjang beberapa tahun cahaya di sekitarnya, sementara radiasi sinar gamma berenergi sangat tinggi yang ditemukan oleh LHAASO berada tepat di sepanjang arah perpanjangan jejak tersebut.
Melalui pengamatan, satelit EP milik Tiongkok mengungkapkan bahwa jejak ini jauh lebih panjang daripada yang terlihat sebelumnya, yakni sekitar 42 tahun cahaya. Ini merupakan jejak nebula angin pulsar sinar-X terpanjang yang diketahui hingga saat ini.
Para peneliti meyakini bahwa pengamatan gabungan oleh EP dan LHAASO tidak hanya menunjukkan keunggulan unik dari kerja sama terkoordinasi antara fasilitas pengamatan berbasis antariksa dan darat, tetapi juga menyediakan jendela pengamatan baru untuk mempelajari bagaimana partikel berenergi tinggi yang dihasilkan oleh benda langit ekstrem lolos dari sumbernya dan bagaimana partikel tersebut merambat melintasi Bima Sakti.
"Salah satu alasan penting mengapa kolaborasi ini berhasil adalah karena kami memiliki landasan yang kuat untuk komunikasi dan kerja sama internal. Hal ini memungkinkan kami mencapai hasil yang lebih besar daripada sekadar gabungan dari bagian-bagiannya. Di masa mendatang, kolaborasi ini mungkin tidak hanya melibatkan LHAASO dan EP, tetapi juga teleskop FAST dan proyek Milky Way Imaging Scroll Painting yang dapat mendukung LHAASO. Oleh karena itu, upaya bersama dalam skala yang lebih besar perlu dibentuk," ujar Feng Hua, Peneliti dari Institut Fisika Energi Tinggi di bawah naungan Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok.
Asal-usul, percepatan, dan perambatan sinar kosmik berenergi tinggi dikenal sebagai "teka-teki berusia satu abad" dalam astrofisika.
Diluncurkan pada Januari 2024, EP merupakan salah satu dari serangkaian misi sains antariksa di bawah kepemimpinan Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok. Misi ini juga merupakan kolaborasi internasional yang melibatkan kontribusi dari ESA, Institut Max Planck untuk Fisika Ekstraterestrial di Jerman, dan badan antariksa Prancis, CNES.
Terletak di pegunungan dengan ketinggian sekitar 4.410 meter di atas permukaan laut di Provinsi Sichuan, Tiongkok Barat Daya, serta mencakup area seluas 1,36 kilometer persegi, LHAASO terutama digunakan untuk pengamatan dan penelitian sinar kosmik serta sinar gamma.
