Dobrakan Saintifik Dari GW170817 Untuk Umat Manusia
Di saat 10juta ++ warga Jakarta fokus dengan pelantikan Gubernur terbaru, dunia dihebohkan dengan pengumuman teranyar dari European Southern Obervatory (ESO). Bertempat di kantor pusat ESO di Garching, Jerman, para ilmuwan membeberkan fakta mengejutkan dibalik penemuan gelombang gravitasi yang dideteksi pada 17 Agustus 2017: GW170817.
Semenjak ditemukan untuk pertama kali pada tahun 2015, manusia sudah berhasil mendeteksi gelombang gravitasi sebanyak lima kali. Meski demikian ada yang berbeda dengan gelombang gravitasi kali ini.
GW170817 bukan disebabkan oleh tabrakan dua lubang hitam seperti yang sebelumnya. Melainkan dari tabrakan dua bintang neutron pada jarak 130juta tahun-cahaya dari Bumi. Ini adalah pertama kalinya manusia mampu mendeteksi tabrakan dua bintang neutron. Sinyal GW170817 diterima oleh detektor Advance LIGO dan Advance Virgo selama 100 detik. Menariknya adalah, dua detik setelah itu para ilmuwan di teleskop Fermi dan INTEGRAL menangkap sinar gamma pada arah langit yang sama.
Dari pemahaman teoretik, ada efek kelanjutan yang terjadi jika ada hamburan sinar gamma dari tabrakan bintang neutron. Efek ini dinamakan sebagai afterglow yang bisa diamati pada panjang gelombang X-ray, UV, infra merah, optik, dan juga radio. Dari sinilah para ilmuwan di berbagai belahan bumi berlomba-lomba mengarahkan teleskopnya ke koordinat yang sama. Hasilnya, afterglow berhasil diamati pada panjang gelombang optik dan radio sehingga bisa ditentukan lokasi eksak tempat terjadinya tabrakan bintang neutron, yaitu galaksi NGC 4993 di rasi Hydra.
Dideteksinya gelombang gravitasi dan sinar gamma terjadi secara simultan dan kebetulan. Sisanya adalah buah koordinasi yang baik untuk menangkap jejak afterglow. Keseluruhan hasil pengamatan tersebut telah memberikan informasi tentang satu peristiwa yang belum pernah diamati manusia sebelumnya. Keberhasilan ini menandakan bahwa era astronomi multikurir (multimessenger astronomy) telah dimulai untuk langkah yang pertama.
Apa itu astronomi multikurir?
Untuk memahami istilah tersebut mari kita kenali bagaimana astronom bekerja memahami alam semesta lewat langit. Manusia membuat teleskop yang sensitif terhadap berbagai panjang gelombang mulai dari teleskop radio hingga sinar gamma. Pengamatan seperti ini sebatas pengamatan berbasis sinar. Ibaratnya, dulu manusia hanya bisa “melihat” ke langit tanpa mendengar apa-apa seperti menyaksikan film era Charlie Chaplin. Bisu.
Dengan berhasilnya interferometer dalam menangkap gelombang gravitasi, maka kini manusia juga bisa “mendengar” nyanyian alam semesta. Interferometer yang berbasis sinar laser ini bertugas menangkap pergeseran sinar laser jika kedatangan gelombang gravitasi.
Kiasan nyanyian alam semesta itu sendiri didapatkan dari proses tabrakan benda masif seperti lubang hitam atau bintang neutron yang menghasilkan gelombang gravitasi. Sesaat sebelum bertabrakan, periode orbit kedua benda menjadi sangat cepat sehingga amplitudonya berubah dengan amat cepat pula. Perubahan aplitudo inilah yang kemudian disebut sebagai chirp atau kicauan.
Dari sini kita dapat mengelaborasi definisi astronomi multikurir sebagai eksplorasi alam semesta melalui kombinasi informasi yang datang lewat medium berbeda-beda seperti radiasi elektromagnetik, gelombang gravitasi, neutrino, dan sinar kosmis.
Oke, era astronomi multikurir sudah dimulai. Lalu apa faedah dari ditemukannya tabrakan bintang neutron ini?
Dua lubang hitam yang bertabrakan akan menghasilkan satu lubang hitam yang mana kita tidak bisa tahu tentang fitur di dalamnya. Lain hal jika dua bintang neutron yang bertabrakan. Tabrakan dua bintang neutron akan menghasilkan lubang hitam yang disertai hamburan sinar gamma. Hal tersebut dikonfirmasi oleh pengamatan terhadap GW170817 dan GRB170817A.
Secara teori, tabrakan bintang neutron tersebut akan menghasilkan elemen-elemen berat. Teori ini kembali dikonfirmasi lewat spektrum GW170817 yang menunjukan adanya fitur sesium dan telurium. Satu lagi pertanyaan manusia tentang asal muasal elemen berat terjawab karena proses pembentukan elemen berat tidak bisa terjadi di dalam bintang biasa. Dibutuhkan energi yang sangat besar untuk bisa menyatukan inti atom dalam jumlah banyak.
Pengetahuan yang bisa didapat manusia tidak berhenti sampai di situ. Dengan mempelajari perbedaan waktu datang antara sinyal gelombang gravitasi dan hamburan sinar gamma, maka kita bisa menginvestigasi perilaku gravitasi. Bahkan sinyal gelombang gravitasi ini juga bisa dimanfaatkan untuk menghitung konstanta Hubble.
Teknologi yang mumpuni untuk deteksi gelombang gravitasi sudah dikuasai manusia. Era astronomi multikurir pun sudah dimulai. Setelah ini akan ada banyak deteksi terhadap tabrakan benda masif lain yang membawa kepingan informasi tentang pertanyaan manusia yang belum terjawab.
Get ready, and fasten your seatbelt!
Referensi:
- B. P. Abbott et al. (LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration), “GW170817: Observation of Gravitational Waves from a Binary Neutron Star Inspiral,” Phys. Rev. Lett. 119, 161101 (2017).
- Multimessenger Astronomy, Imre Bartos and Marek Kowalski. April 2017: IOP Publishing.
- Riak dari Bintang Neutron Mengawali Era Astronomi Multikurir, https://langitselatan.com/2017/10/16/era-astronomi-multikurir/
Originally published at sarashanti.tumblr.com.
