Fermi NASA mengukur ‘Kabut’ Kosmik yang dihasilkan Sinar Bintang Purba

Astronom menggunakan data dari Teleskop Antariksa sinar Gamma Fermi milik NASA membuat pengukuran sinar bintang paling akurat di alam semesta dan memakainya untuk menghitung jumlah total cahaya dari semua bintang yang pernah bersinar, memenuhi tujuan misi yang utama.

---

 “Cahaya tampak dan ultraviolet dari bintang terus bergerak di alam semesta bahkan setelah bintang tersebut berhenti bersinar, dan ini menciptakan medan radiasi fosil yang dapat kita jelajahi menggunakan sinar gamma dari sumber jauh,” kata kepala ilmuan   Marco Ajello, seorang peneliti pasca doctoral di  Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology Stanford University California dan Space Sciences Laboratory University of California Berkeley.

Sinar gamma adalah bentuk cahaya yang paling berenergi. Sejak peluncuran Fermi tahun 2008,  Large Area Telescope (LAT) mengamati seluruh langit mencari sinar gamma energi tinggi setiap tiga jam, menciptakan peta alam semesta paling detail mengenai energi ini.

Jumlah total sinar bintang di alam semesta diketahui para astronom sebagai cahaya latar belakang luar galaksi – extragalactic background light (EBL). Untuk sinar gamma, fungsi EBL seperti semacam kabut kosmik. Ajello dan timnya menyelidiki EBL dengan mempelajari sinar gamma dari 150 blazar, atau galaksi yang ditenagai oleh lubang hitam, yang dengan kuat dideteksi memiliki energy lebih besar dari 3 miliar electron volt (GeV), atau lebih dari satu miliar kali energi cahaya tampak.

“Dengan lebih dari seribu yang telah dideteksi saat ini, blazer adalah sumber paling umum yang dideteksi Fermi, namun sinar gamma pada energy ini hanya sedikit dan jauh, itu mengapa perlu empat tahun data untuk membuat analisis ini,” kata anggota tim  Justin Finke, astrofisikawan dari Naval Research Laboratory Washington.

Saat materi jatuh ke lubang hitam supermasif galaksi, sebagian darinya dipercepat keluar pada kecepatan nyaris sama dengan cahaya dalam jet yang menuju ke arah berlawanan. Ketika satu dari jet ini kebetulan mengarah ke Bumi, galaksinya tampak sangat cemerlang dan digolongkan sebagai sebuah blazar.

Sinar gamma yang dihasilkan dalam jet blazar bergerak melintasi miliaran tahun cahaya ke Bumi. Saat perjalanannya, sinar gamma melewati kabut cahaya tampak dan ultraviolet yang dipancarkan oleh bintang yang terbentuk sepanjang sejarah alam semesta.

Biasanya, sinar gamma bertabrakan dengan sinar bintang dan mengubahnya menjadi pasangan partikel – satu elektron dan pasangan anti materinya, satu positron. Ketika ini terjadi, sinar gamma hilang. Akibatnya, proses ini mengecilkan sinyal sinar gamma mirip seperti kabut membuat redup mercusuar yang jauh.

 Dari studi pada blazar dekat, para ilmuan telah menemukan seberapa banyak sinar gamma harus dipancarkan pada energi tertentu. Blazar yang lebih jauh menunjukkan lebih sedikit sinar gamma pada energy tinggi – khususnya di atas 25 GeV – karena penyerapan oleh kabut kosmik.

 Blazar terjauh kehilangan paling banyak sinar gamma energi tingginya.

Para peneliti kemudian menentukan atenuasi rata-rata sinar gamma sepanjang tiga jangkauan jarak antara 9.6 miliar tahun lalu dan sekarang.

 Dari pengukuran ini, para ilmuan mampu memperkirakan ketebalan kabut. Untuk mempertimbangkan pengamatan, rata-rata kepadatan bintang di alam semesta adalah sekitar 1,4 bintang per 100 miliar tahun cahaya kubik, yang artinya rata-rata jarak antar bintang di alam semesta adalah sekitar 4.150 tahun cahaya.

 Sebuah makalah menjelaskan temuan ini dalam Science Express.

“Hasil Fermi membuka kemungkinan menarik dari pembatasan periode pembentuk bintang alam semesta tertua, sehingga memberi panggung bagi  James Webb Space Telescope NASA,” kata Volker Bromm, astronom dari University of Texas, Austin, yang berkomentar atas temuan ini. “Secara sederhana, Fermi memberi kita gambaran bayangan bintang pertama, sementara Webb akan secara langsung mendeteksinya.”

 Mengukur cahaya latar belakang ekstra galaksi adalah salah satu tujuan misi utama Fermi.

“Kami sangat gembira mengenai prospek memperluas pengukuran ini lebih jauh lagi,” kata  Julie McEnery, ilmuan proyek misi dari  Goddard Space Flight Center Greenbelt, Md.

Goddard mengatur rekanan penelitian fisika partikel dan astrofisika Fermi. Fermi dikembangkan dalam kerjasama antara Kementrian Energi AS dengan kontribusi dari lembaga akademis dan mitra dari Prancis, Jerman, Italia, Jepang, Swedia, dan AS.

Sumber berita:

NASA.

Referensi jurnal:

Ackermann et al. The Imprint of the Extragalactic Background Light in the Gamma-Ray Spectra of Blazars. Science, 2012; DOI: 10.1126/science.1227160

Posted by Unknown on - Rating: 4.5

Title : Fermi NASA mengukur ‘Kabut’ Kosmik yang dihasilkan Sinar Bintang Purba
Description : Astronom menggunakan data dari Teleskop Antariksa sinar Gamma Fermi milik NASA membuat pengukuran sinar bintang paling akurat di alam sem...

Share to

Google+ Twitter