AlegsaOnline.com

Semburan sinar gamma

Pengarang: Leandro Alegsa

18-05-2022

Semburan sinar gamma (GRB) adalah kilatan sinar gamma dari ledakan yang sangat energetik. Mereka telah terlihat di galaksi yang jauh. GRB adalah peristiwa elektromagnetik paling bercahaya yang diketahui terjadi di alam semesta.

Semburan dapat berlangsung dari milidetik hingga beberapa menit, meskipun semburan khas berlangsung beberapa detik. Semburan awal biasanya diikuti oleh 'pijar' yang berumur lebih panjang yang dipancarkan pada panjang gelombang yang lebih panjang (sinar-X, ultraviolet, cahaya tampak, inframerah dan gelombang radio).

Sebagian besar GRB adalah pancaran radiasi intens yang dilepaskan selama supernova, ketika bintang besar yang berputar cepat runtuh untuk membentuk lubang hitam. Subkelas GRB (semburan 'pendek') tampaknya berasal dari proses yang berbeda, mungkin penggabungan bintang neutron biner.

Sumber-sumber dari sebagian besar GRB berjarak miliaran tahun cahaya dari Bumi. Hal ini menunjukkan bahwa ledakan tersebut sangat energetik: semburan khas melepaskan energi sebanyak Matahari dalam beberapa detik sepanjang 10 miliar tahun masa hidupnya. Ledakan ini sangat jarang terjadi (beberapa per galaksi per juta tahun).

Semua GRB yang teramati berasal dari luar galaksi Bima Sakti. Fenomena serupa, repeater flare gamma lembut, dikaitkan dengan magnetar di dalam Bima Sakti. Ada dugaan bahwa semburan sinar gamma di Bima Sakti dapat menyebabkan kepunahan massal di Bumi. Tidak ada kasus seperti itu yang diketahui.

Ilustrasi artis dari ledakan sinar gamma terang yang terjadi di daerah pembentukan bintang. Energi dari ledakan dipancarkan ke dalam dua jet sempit yang berlawanan arah.

Sejarah

Semburan sinar gamma pertama kali diamati pada akhir tahun 1960-an oleh satelit Vela AS, yang dibangun untuk mendeteksi pulsa radiasi gamma yang dipancarkan oleh senjata nuklir yang diuji di ruang angkasa.

Pada tanggal 2 Juli 1967, pukul 14:19 UTC, satelit Vela 4 dan Vela 3 mendeteksi kilatan radiasi gamma yang tidak seperti tanda tangan senjata nuklir yang diketahui. Tidak yakin apa yang telah terjadi tetapi tidak menganggap masalah ini sangat mendesak, tim di Laboratorium Ilmiah Los Alamos menyimpan data untuk diselidiki.

Dengan menganalisis waktu kedatangan semburan yang berbeda seperti yang dideteksi oleh satelit yang berbeda, tim mampu menentukan perkiraan kasar untuk posisi langit dari enam belas semburan^12-16 dan secara definitif mengesampingkan asal terestrial atau matahari. Penemuan ini dipublikasikan pada tahun 1973.

Posisi di langit dari semua semburan sinar gamma yang terdeteksi selama misi BATSE. Distribusinya acak, tanpa konsentrasi ke arah bidang Bima Sakti, yang membentang secara horizontal melalui pusat gambar.

Semburan sinar gamma yang panjang

Sebagian besar peristiwa yang diamati berlangsung lebih lama dari dua detik dan diklasifikasikan sebagai semburan sinar gamma panjang. Semburan sinar gamma panjang telah dipelajari secara lebih rinci daripada semburan sinar gamma pendek. Hampir setiap semburan sinar gamma panjang yang dipelajari dengan baik telah dikaitkan dengan galaksi pembentuk bintang yang cepat dan dalam banyak kasus, supernova runtuh inti juga. Hal ini menghubungkan GRB panjang dengan kematian bintang-bintang masif. Pengamatan long GRB afterglow pada redshift tinggi (jarak yang sangat jauh) juga menunjukkan GRB berasal dari daerah pembentukan bintang. Hal ini karena mengamati galaksi yang jauh berarti melihat kembali ke masa lalu ke galaksi-galaksi pada tahap yang lebih awal.

Energetika

Semburan sinar gamma dianggap sebagai ledakan yang sangat terfokus, dengan sebagian besar energi ledakan dalam jet relativistik sempit yang bergerak dengan kecepatan lebih dari 99,995% kecepatan cahaya.

Perkiraan lebar sudut jet (yaitu, tingkat pancaran) dapat diperkirakan secara langsung dengan mengamati "jet break" dalam kurva cahaya afterglow: waktu setelahnya afterglow yang perlahan-lahan mulai memudar secara tiba-tiba, karena jet melambat dan tidak dapat lagi memancarkan radiasinya secara efektif. Pengamatan menunjukkan variasi yang signifikan dalam sudut jet dari antara 2 dan 20 derajat.

Karena energinya sangat kuat (sangat sempit), sinar gamma yang dipancarkan oleh sebagian besar semburan meleset dari Bumi dan tidak pernah terdeteksi. Ketika semburan sinar gamma diarahkan ke Bumi, pemfokusan energinya di sepanjang pancaran yang relatif sempit menyebabkan semburan tampak jauh lebih terang daripada yang seharusnya dipancarkan energinya secara sferis. Ketika efek ini diperhitungkan, semburan sinar gamma yang khas teramati memiliki pelepasan energi yang sebenarnya sekitar 10⁴⁴ J, atau sekitar 1/2000 dari setara energi massa Matahari.

Ini sebanding dengan energi yang dilepaskan dalam supernova tipe Ib/c yang terang (kadang-kadang disebut 'hypernova'). Supernova yang sangat terang telah terlihat pada posisi beberapa GRB terdekat.

Pertanyaan dan Jawaban

T: Apa yang dimaksud dengan semburan sinar gamma?

J: Semburan sinar gamma (GRB) adalah kilatan sinar gamma dari ledakan yang sangat energetik.

T: Berapa lama GRB biasanya berlangsung?

J: GRB dapat berlangsung dari milidetik hingga beberapa menit, meskipun semburan biasanya berlangsung beberapa detik.

T: Apa sumber sebagian besar GRB?

J: Sebagian besar GRB merupakan pancaran radiasi kuat yang dilepaskan saat supernova terjadi, yaitu ketika bintang besar yang berputar cepat runtuh dan membentuk lubang hitam.

T: Dari mana sebagian besar GRB yang teramati berasal?

J: Semua GRB yang teramati berasal dari luar galaksi Bima Sakti.

T: Berapa banyak energi yang dilepaskan oleh sebuah ledakan?

A: Semburan yang biasa terjadi melepaskan energi sebanyak yang dilepaskan Matahari selama 10 milyar tahun.

T: Seberapa jarang peristiwa GRB terjadi?

J: Sangat jarang terjadi (hanya beberapa per galaksi per juta tahun).

T: Mungkinkah ada bahaya yang ditimbulkan oleh semburan sinar gamma di dalam galaksi kita sendiri?

J: Ada dugaan bahwa ledakan sinar gamma di Bimasakti bisa menyebabkan kepunahan massal di Bumi, tapi tidak ada kasus seperti itu yang diketahui.