Partikel Ini Tempuh Jutaan Tahun Cahaya Menuju Bumi, Tapi Entah Darimana Asalnya?
Kamis, 08 November 2018
Edit
Penelitian terbesar ketika ini terhadap partikel paling penuh energi yang menerpa bumi menyediakan petunjuk paling berpengaruh wacana asal partikel tersebut. Dengan memakai sejumlah kolam air raksasa, para ilmuwan menemukan bahwa sinar kosmik berenergi super tinggi kebanyakan berasal dari luar galaksi Bima Sakti.
Suatu tim internasional menganalisis data 12 tahun untuk menawarkan bahwa partikel dengan energi di atas 9 miliar elektron volt biasanya tiba dari arah tertentu di langit, dan bukan sentra galaksi. Para peneliti melaporkan temuannya di Science 22 September.
"Inilah indikasi eksperimental pertama yang terang bahwa sumber partikel-partikel berenergi tinggi ialah di luar galaksi kita, mungkin di suatu daerah di alam semesta terdekat," kata karl-Heinz Kampert dari University of Wuppertal di Jerman, berdasarkan seorang juru bicara Pierre Auger Collaboration, yang melaksanakan inovasi tersebut.
Cahaya kosmik ialah nukleus atom yang melintasi ruang angkasa dengan energi tertinggi yang pernah diamati di alam. Beberapa mesin tak dikenal mengakselerasinya sehingga mempunyai energi 100 juta kali lebih tinggi daripada proton di Large Hadron Collider, akselerator partikel terbesar di bumi.
Petunjuk sebelumnya ialah bahwa sinar kosmik sanggup diakselerasi ke kecepatan tinggi dengan fenomena kekerasan menyerupai ledakan bintang, supernova, dan lubang hitam super masif di sentra galaksi - mungkin termasuk juga lubang hitam di tengah galaksi Bima Sakti. Tetapi partikel-partikel bermuatan sulit dilacak kembali untuk menemukan asalnya sebab medan magnet di ruang angkasa menghamburkan sinar itu sebagaimana kabut menghamburkan cahaya. Untuk mengatasi ketidakpastian tersebut, para peneliti membutuhkan sejumlah besar partikel.
"Sangat sulit untuk menyerangnya, mungkin problem terbesar dalam astrofisik berenergi tinggi," kata hebat fisika astropartikel Vasiliki Pavlidou dari University of Crete, Heraklion, Yunani, yang tidak terlibat dalam penelitian gres tersebut.
Pierre Auger Observatory di Argentina mendapati bahwa partikel-partikel tersebut menghabiskan 1600 bejana air ultra murni yang ditata di lokasi seluar 3000 kilometer persegi. Luasan ini memberi kesempatan lebih baik bagi para pengamat untuk mendeteksi energi kosmik ultra tinggi, yang begitu langka sehingga hanya satu partikel saja yang menerpa tiap kilometer persegi di bumi dalam satu tahunnya.
Berlanjut sesudah video
Untungnya, ember-ember air raksasa tersebut tidak perlu mendeteksi tiap sinar kosmik secara sendiri-sendiri. Melainkan strukturnya menangkap "pecahan" partikel sinar kosmik yang dihasilkan ketika menerpa atmosfer bumi, ini disebut "air shower". Ketika elektron, proton, muon, dan pion air shower melesat melalui ember-ember air, partikel tersebut mengeluarkan sejumlah kecil pancaran cahaya yang disebut radiasi Cherenkov. Kecepatan, arah, dan waktu kedatangan cahaya sanggup membantu untuk mengidentifikasi asal sinar kosmik tersebut.
Observatorium menangkap 30.000 sinar kosmik berenergi tinggi antara 1 Januari 2004 sampai 31 Agustus 2016. Tim menemukan bahwa, dibandingkan dengan densitas rata-rata partikel yang menghantam dari seluruh penjuru langit, sejumlah 6% lebih sedikit partikel berasal dari sentra galaksi Bima Sakti. Sedikit lebih banyak partikel berasal dari arah sekitar 120 derajat lebih jauh dari sentra galaksi.
Menariknya, banyak titik arah asal sinar kosmik yang merujuk ke klaster galaksi terdekat dari Bima Sakti, terletak antara 300 juta dan 900 juta tahun cahaya dari bumi. Temuan itu menawarkan bahwa sinar kosmik dihasilkan dari beberapa galaksi, kata Kampert - bukan hanya galaksi kita saja.
Langkah berikutnya ialah mencoba untuk mengidentifikasi asal galaksi dan melihat apakah ada contoh yang menghubungkannya. Riset tersebut sanggup membantu untuk mempersempit proses yang sanggup mengakselerasi sinar kosmik. "Yang kami ingin ketahui adalah, tidak sekedar apa sumber asal mereka, tetapi juga bagaimana cara kerja sumber-sumber tersebut," ujar Kampert.
Hasil yang gres menawarkan "hal paling menarik yang pernah terjadi di bidang ini untuk waktu yang sangat lama," kata Pavlidou. "Saya sungguh-sungguh memikirkan bahwa eksperimen pertama yang akan menemukan di mana asal partikel-partikel tersebut akan menerima hadiah Nobel. Tetapi itu sungguh sulit. Saya kira masih ada satu dekade lagi untuk sanggup melaksanakan itu."
dilansir dari sciencenews.org
penerjemah bahasa Inggris: Kurniawan Sugi Purwanto
Perhatian! Dengan mengklik tombol download berarti anda setuju dengan Syarat dan Ketentuan. Anda menemukan Link Download Rusak? Segera Lapor Disini
Suatu tim internasional menganalisis data 12 tahun untuk menawarkan bahwa partikel dengan energi di atas 9 miliar elektron volt biasanya tiba dari arah tertentu di langit, dan bukan sentra galaksi. Para peneliti melaporkan temuannya di Science 22 September.
"Inilah indikasi eksperimental pertama yang terang bahwa sumber partikel-partikel berenergi tinggi ialah di luar galaksi kita, mungkin di suatu daerah di alam semesta terdekat," kata karl-Heinz Kampert dari University of Wuppertal di Jerman, berdasarkan seorang juru bicara Pierre Auger Collaboration, yang melaksanakan inovasi tersebut.
Cahaya kosmik ialah nukleus atom yang melintasi ruang angkasa dengan energi tertinggi yang pernah diamati di alam. Beberapa mesin tak dikenal mengakselerasinya sehingga mempunyai energi 100 juta kali lebih tinggi daripada proton di Large Hadron Collider, akselerator partikel terbesar di bumi.
Petunjuk sebelumnya ialah bahwa sinar kosmik sanggup diakselerasi ke kecepatan tinggi dengan fenomena kekerasan menyerupai ledakan bintang, supernova, dan lubang hitam super masif di sentra galaksi - mungkin termasuk juga lubang hitam di tengah galaksi Bima Sakti. Tetapi partikel-partikel bermuatan sulit dilacak kembali untuk menemukan asalnya sebab medan magnet di ruang angkasa menghamburkan sinar itu sebagaimana kabut menghamburkan cahaya. Untuk mengatasi ketidakpastian tersebut, para peneliti membutuhkan sejumlah besar partikel.
"Sangat sulit untuk menyerangnya, mungkin problem terbesar dalam astrofisik berenergi tinggi," kata hebat fisika astropartikel Vasiliki Pavlidou dari University of Crete, Heraklion, Yunani, yang tidak terlibat dalam penelitian gres tersebut.
Pierre Auger Observatory di Argentina mendapati bahwa partikel-partikel tersebut menghabiskan 1600 bejana air ultra murni yang ditata di lokasi seluar 3000 kilometer persegi. Luasan ini memberi kesempatan lebih baik bagi para pengamat untuk mendeteksi energi kosmik ultra tinggi, yang begitu langka sehingga hanya satu partikel saja yang menerpa tiap kilometer persegi di bumi dalam satu tahunnya.
Berlanjut sesudah video
| CERITA ASLI Sinar kosmik berenergi tinggi sanggup menempuh jarak jutaan tahun cahaya untuk mencapai detektor di bumi, berdasarkan sebuah penelitian. Video tadi menjelaskan perjalanan sinar kosmik menuju bumi dari satu titik awal yang mungkin: diluncurkan dari lubang hitam di suatu galaksi yang jauh. Para ilmuwan masih belum mengetahui bagaimana sinar tersebut memperoleh energi sebesar itu. A. Grillo, V. Napolano, F. Grigoletto, C. Hinterman, dan M. Salvucci. |
Untungnya, ember-ember air raksasa tersebut tidak perlu mendeteksi tiap sinar kosmik secara sendiri-sendiri. Melainkan strukturnya menangkap "pecahan" partikel sinar kosmik yang dihasilkan ketika menerpa atmosfer bumi, ini disebut "air shower". Ketika elektron, proton, muon, dan pion air shower melesat melalui ember-ember air, partikel tersebut mengeluarkan sejumlah kecil pancaran cahaya yang disebut radiasi Cherenkov. Kecepatan, arah, dan waktu kedatangan cahaya sanggup membantu untuk mengidentifikasi asal sinar kosmik tersebut.
Observatorium menangkap 30.000 sinar kosmik berenergi tinggi antara 1 Januari 2004 sampai 31 Agustus 2016. Tim menemukan bahwa, dibandingkan dengan densitas rata-rata partikel yang menghantam dari seluruh penjuru langit, sejumlah 6% lebih sedikit partikel berasal dari sentra galaksi Bima Sakti. Sedikit lebih banyak partikel berasal dari arah sekitar 120 derajat lebih jauh dari sentra galaksi.
Menariknya, banyak titik arah asal sinar kosmik yang merujuk ke klaster galaksi terdekat dari Bima Sakti, terletak antara 300 juta dan 900 juta tahun cahaya dari bumi. Temuan itu menawarkan bahwa sinar kosmik dihasilkan dari beberapa galaksi, kata Kampert - bukan hanya galaksi kita saja.
Langkah berikutnya ialah mencoba untuk mengidentifikasi asal galaksi dan melihat apakah ada contoh yang menghubungkannya. Riset tersebut sanggup membantu untuk mempersempit proses yang sanggup mengakselerasi sinar kosmik. "Yang kami ingin ketahui adalah, tidak sekedar apa sumber asal mereka, tetapi juga bagaimana cara kerja sumber-sumber tersebut," ujar Kampert.
Hasil yang gres menawarkan "hal paling menarik yang pernah terjadi di bidang ini untuk waktu yang sangat lama," kata Pavlidou. "Saya sungguh-sungguh memikirkan bahwa eksperimen pertama yang akan menemukan di mana asal partikel-partikel tersebut akan menerima hadiah Nobel. Tetapi itu sungguh sulit. Saya kira masih ada satu dekade lagi untuk sanggup melaksanakan itu."
dilansir dari sciencenews.org
penerjemah bahasa Inggris: Kurniawan Sugi Purwanto