Pulsar Kepiting (PSR B0531 + 21) adalah bintang neutron yang relatif muda. Bintang tersebut adalah bintang pusat di Nebula Kepiting, sisa dari supernova SN 1054, yang secara luas diamati di Bumi pada tahun 1054.[4][5][6] Ditemukan pada tahun 1968, pulsar adalah yang pertama terhubung dengan sisa supernova.[7]

Crab Pulsar
Chandra-crab.jpg
Gambar Nebula Kepiting, yang di dalamnya terdapat Pulsar Kepiting (Bintang Merah yang terdapat di tengah-tengah nebula.)[1]
Data pengamatan
Epos J2000
Rasi bintang Taurus
Asensio rekta 05h 34m 31.97s
Deklinasi +22° 00' 52.1"
Magnitudo semu (V) 16.5
Ciri-ciri
Tahap evolusi Bintang Neutron
Indeks warna U−B -0.45
Indeks warna B−V +0.5
Astrometri
Gerak diri (μ) RA: -14.7±0.8[2] mdb/thn
Dek.: 2.0±0.8[2] mdb/thn
Jarak2000[2] pc
Detail
Radius0,000014374 R
Luminositas0.9 L
Suhu~3×108[3] K
Rotasi33.5028583 ms
Usia965 tahun

Pulsar Kepiting adalah salah satu dari sedikit pulsar yang dapat diidentifikasi secara optik. Pulsar optik kira-kira berdiameter 20 kilometer (12 mi) dan pulsar "sinar" berputar sekali setiap 33 milidetik, atau 30 kali setiap detik.[3] Angin relativistik yang keluar dari bintang neutron menghasilkan emisi sinkrotron, yang menghasilkan sebagian besar emisi dari nebula, yang terlihat dari gelombang radio hingga sinar gamma. Fitur paling dinamis di bagian dalam nebula adalah titik di mana angin khatulistiwa pulsar menabrak nebula di sekitarnya, membentuk kejutan terminasi. Bentuk dan posisi fitur ini bergeser dengan cepat, dengan angin khatulistiwa muncul sebagai serangkaian fitur seperti gumpalan yang menajam, mencerahkan, lalu memudar ketika bergerak menjauh dari pulsar ke bagian utama nebula. Periode rotasi pulsar melambat 38 nanodetik per hari karena besarnya jumlah energi yang terbawa angin pulsar.[8]

Langit terlihat dalam sinar gamma seperti yang terlihat oleh Fermi Gamma-ray Space Telescope, mengungkapkan Crab Pulsar sebagai salah satu sumber sinar gamma paling terang di langit. Juga menonjol adalah Bima Sakti (tengah), pulsar cerah lainnya, dan blazar 3C 454.3.

Nebula Kepiting sering digunakan sebagai sumber kalibrasi dalam astronomi sinar-X. Sinar X sangat terang dan kerapatan dan spektrum fluks diketahui konstan, dengan pengecualian pulsar itu sendiri. Pulsar memberikan sinyal periodik yang kuat yang digunakan untuk memeriksa waktu detektor sinar-X. Dalam astronomi sinar-X, 'kepiting' dan 'millicrab' kadang-kadang digunakan sebagai satuan kepadatan fluks. Milicrab berhubungan dengan kepadatan fluks sekitar 2,4×10−11 erg s−1 cm−2 (2,4×10−14 W m−2) dalam pita sinar-X 2–10 keV, untuk spektrum sinar-X "kepiting", yang kira-kira merupakan kekuatan utama dalam energi foton, I = 9,5 E -1.1. Sangat sedikit sumber sinar-X yang pernah melampaui satu kepiting dalam kecerahan.

Sejarah pengamatanSunting

Nebula Kepiting diidentifikasi sebagai sisa SN 1054 pada tahun 1939. Para astronom kemudian mencari bintang pusat nebula itu. Ada dua kandidat, yang disebut dalam literatur sebagai bintang "yang mengikuti utara" dan "yang mendahului selatan". Pada bulan September 1942, Walter Baade mengesampingkan bintang "mengikuti utara", tetapi menemukan bukti yang tidak meyakinkan untuk bintang "yang mendahului.[9] Rudolf Minkowski, dalam edisi yang sama dari Jurnal Astrofisika seperti Baade, mengajukan argumen spektral yang menyatakan bahwa "bukti mengakui, tetapi tidak membuktikan, kesimpulan bahwa bintang sebelumnya adalah bintang pusat nebula".[10]

Pada akhir 1968, David H. Staelin dan Edward C. Reifenstein III melaporkan penemuan dua sumber radio yang berdenyut "dekat kepiting nebula yang bisa jadi bertepatan dengannya" menggunakan antena radio Green Bank setinggi 300 kaki.[11] Mereka diberi sebutan NP 0527 dan NP 0532. Periode dan lokasi Nebula pulsar Kepiting NP 0532 ditemukan oleh Richard Lovelace dan kolaborator 10 November 1968, di Observatorium Radio Arecibo.[12]

 
Sebuah animasi gerak lambat pulsar kepiting yang diambil pada jarak gelombang 800 nm menggunakan kamera pencitraan rasi dari Universitas Cambridge.

Sebuah studi selanjutnya oleh mereka termasuk William D. Brundage juga menemukan bahwa sumber NP 0532 terletak di Nebula Kepiting.[13] Sebuah sumber radio juga dilaporkan bertepatan dengan Nebula Kepiting pada akhir 1968 oleh LI Matveenko di Astronomi Soviet.[14]

Pulsasi optik pertama kali dilaporkan oleh Cocke, Disney, dan Taylor menggunakan teleskop 36 inci di Kitt Peak of the Steward Observatory, University of Arizona.[15] Penemuan mereka dikonfirmasi oleh Nather, Warner, dan Macfarlane.[16]

Jocelyn Bell Burnell, yang ikut menemukan pulsar pertama PSR B1919 + 21 pada tahun 1967, menceritakan bahwa pada akhir 1950-an seorang wanita melihat sumber Nebula Kepiting di teleskop University of Chicago, kemudian terbuka untuk umum, dan mencatat bahwa tampaknya menjadi berkedip. Astronom yang dia ajak bicara, Elliot Moore, mengabaikan efeknya sebagai kilau, meskipun wanita itu memprotes bahwa sebagai pilot yang berkualifikasi dia memahami kilau dan ini adalah sesuatu yang lain. Bell Burnell mencatat bahwa frekuensi 30 Hz pulsar optik Crab Nebula sulit bagi banyak orang untuk melihat.[17][18]

Crab Pulsar adalah pulsar pertama yang batas spin-downnya dipecahkan menggunakan beberapa bulan data dari LIGO observatory. Kebanyakan pulsar tidak berputar pada frekuensi rotasi konstan, tetapi dapat diamati melambat pada kecepatan yang sangat lambat (3.7e-10 Hz / s untuk Kepiting). Spin-down ini dapat dijelaskan sebagai kehilangan energi rotasi karena berbagai mekanisme. Batas spin-down adalah batas atas teoretis dari amplitudo gelombang gravitasi yang dapat dipancarkan oleh pulsar, dengan asumsi bahwa semua kehilangan energi dikonversikan menjadi gelombang gravitasi. Oleh karena itu, tidak ada gelombang gravitasi yang diamati pada amplitudo dan frekuensi yang diharapkan (setelah mengoreksi pergeseran Doppler yang diharapkan) adalah bukti bahwa mekanisme lain harus bertanggung jawab atas hilangnya energi. Pengamatan sejauh ini tidak sepenuhnya tak terduga, karena model fisik dari simetri rotasi pulsar menempatkan batas atas yang lebih realistis pada amplitudo gelombang gravitasi beberapa urutan besarnya di bawah batas spin-down. Diharapkan dengan peningkatan sensitivitas instrumen gelombang gravitasi dan penggunaan data yang lebih panjang, gelombang gravitasi yang dipancarkan oleh pulsar akan diamati di masa depan.[19] Satu-satunya pulsar lain yang batas spin-downnya ditembus sejauh ini adalah Pulsar Vela.

Pada tahun 2019 Nebula Kepiting, dan mungkin karena itu Kepiting Pulsar, diamati memancarkan sinar gamma lebih dari 100 TeV, menjadikannya sumber pertama yang diidentifikasi dari sinar kosmik energi ultra-tinggi.[20]

ReferensiSunting

  1. ^ NASA (September 19, 2002). Space Movie Reveals Shocking Secrets of the Crab Pulsar. Siaran pers.
  2. ^ a b c ATNF Pulsar Catalogue database entry. See Manchester, R. N.; et al. (2005), "The Australia Telescope National Facility Pulsar Catalogue", Astronomical Journal, 129 (4): 1993–2006, arXiv:astro-ph/0412641 , Bibcode:2005AJ....129.1993M, doi:10.1086/428488 
  3. ^ a b Becker, W.; Aschenbach, B. (1995), "ROSAT HRI Observations of the Crab Pulsar An Improved Temperature Upper Limit for PSR 0531+21", dalam Alpar, M.A.; Kızıloğlu, Ü.; van Paradijs, J., The Lives of the Neutron Stars, Proceedings of the NATO Advanced Study Institute on the Lives of the Neutron Stars, 450, Kluwer Academic, hlm. 47, arXiv:astro-ph/9503012 , Bibcode:1995ASIC..450...47B, ISBN 978-0-7923-324-6-6  Kesalahan pengutipan: Tanda <ref> tidak sah; nama "ROSAT" didefinisikan berulang dengan isi berbeda
  4. ^ Supernova 1054 - Creation of the Crab Nebula
  5. ^ Duyvendak, J. J. L. (1942), "Further Data Bearing on the Identification of the Crab Nebula with the Supernova of 1054 A.D. Part I. The Ancient Oriental Chronicles", Publications of the Astronomical Society of the Pacific, 54 (318): 91, Bibcode:1942PASP...54...91D, doi:10.1086/125409 Mayall, N. U.; Oort, Jan Hendrik (1942), "Further Data Bearing on the Identification of the Crab Nebula with the Supernova of 1054 A.D. Part II. The Astronomical Aspects", Publications of the Astronomical Society of the Pacific, 54 (318): 95, Bibcode:1942PASP...54...95M, doi:10.1086/125410 
  6. ^ Brandt, K.; et al. (1983), "Ancient records and the Crab Nebula supernova", The Observatory, 103: 106, Bibcode:1983Obs...103..106B 
  7. ^ Zeilik, Michael; Gregory, Stephen A. (1998), Introductory Astronomy & Astrophysics (edisi ke-4th), Saunders College Publishing, hlm. 369, ISBN 978-0-03-006228-5 
  8. ^ Supernovae, Neutron Stars & Pulsars
  9. ^ Baade, Walter (1942), "The Crab Nebula", Astrophysical Journal, 96: 188, Bibcode:1942ApJ....96..188B, doi:10.1086/144446 
  10. ^ Minkowski, Rudolf (1942), "The Crab Nebula", Astrophysical Journal, 96: 199, Bibcode:1942ApJ....96..199M, doi:10.1086/144447 
  11. ^ Staelin, David H.; Reifenstein, III, Edward C. (1968), "Pulsating radio sources near the Crab Nebula", Science, 162 (3861): 1481–3, Bibcode:1968Sci...162.1481S, doi:10.1126/science.162.3861.1481, JSTOR 1725616, PMID 17739779 
  12. ^ IAU Circ. No. 2113, 1968
  13. ^ Reifenstein, III, Edward C.; Staelin, David H.; Brundage, William D. (1969), "Crab Nebula Pulsar NPO527", Physical Review Letters, 22 (7): 311, Bibcode:1969PhRvL..22..311R, doi:10.1103/PhysRevLett.22.311 
  14. ^ Matveenko, L. I. (1968), "Position of a Source of Small Angular Size in the Crab Nebula", Soviet Astronomy, 12: 552, Bibcode:1968SvA....12..552M 
  15. ^ Cocke, W. J.; Disney, M.; Taylor, D. J. (1969), "Discovery of Optical Signals from Pulsar NP 0532", Nature, 221 (5180): 525, Bibcode:1969Natur.221..525C, doi:10.1038/221525a0 
  16. ^ Nather, R. E.; Warner, B.; Macfarlane, M. (1969), "Optical Pulsations in the Crab Nebula Pulsar", Nature, 221 (5180): 527, Bibcode:1969Natur.221..527N, doi:10.1038/221527a0 
  17. ^ Brumfiel (2007), "Air force had early warning of pulsars", Nature, 448 (7157): 974–975, Bibcode:2007Natur.448..974B, doi:10.1038/448974a, PMID 17728726 
  18. ^ "Beautiful Minds: Jocelyn Bell Burnell", BBC television documentary broadcast 7 April 2010
  19. ^ The LIGO Scientific Collaboration; Abbott, B.; Abbott, R.; Adhikari, R.; Ajith, P.; Allen, B.; Allen, G.; Amin, R.; Anderson, S. B. (2008), "Beating the spin-down limit on gravitational wave emission from the Crab pulsar", Astrophys. J., 683 (1): L45–L50, arXiv:0805.4758 , Bibcode:2008ApJ...683L..45A, doi:10.1086/591526 And erratum in Astrophys. J., 706 (1): L203–L204, 2009, arXiv:0805.4758 , Bibcode:2009ApJ...706L.203A, doi:10.1088/0004-637X/706/1/L203 
  20. ^ Amenomori, M. (13 June 2019). "First detection of photons with energy beyond 100 TeV from an astrophysical source". Phys. Rev. Lett. Diakses tanggal 8 July 2019.