Gempa bintang (astrofisika)

Gempa bintang adalah hipotetis perubahan cepat dan distribusi massa atau bentuk pulsar dalam getaran hebat yang mengakibatkan fluktuasi denyut nadi dan intensitas radiasi pulsar di kerak bintang neutron oleh medan magnet kuatnya sendiri. Menurut teori gempa bintang, bintang neutron yang berputar cepat akan sedikit miring, dan saat melambat akan menjadi lebih bulat. Saat itu terjadi, kerak padat akan mengalami rekahan mendadak dan penyesuaian kembali yang disebut gempa bintang, mirip gempa bumi. Gempa ini dapat memicu gangguan pulsar serta lonjakan pulsar spin-down yang diamati tetap ada setelah beberapa gangguan.

Gempa bintang secara samar-samar mirip gempa bumi, tetapi umumnya terjadi pada jenis bintang neutron sangat padat dan bermagnet paling kuat, magnetar. Magnetar dapat memiliki dua kuadriliun lebih kuat dari medan magnet bumi, seribu kali lebih kuat dari bintang neutron biasa. Sampai saat ini, dalam kurun waktu 40 tahun, para ilmuwan hanya mengindentifikasi 23 magnetar, dan mencatat tiga gempa bintang: masing-masing satu gempa pada 1979, 1998, dan 2004 dan terakhir pada tahun 2009.

Sejarah 
Pada tahun 1973, "ledakan sinar gamma" (GRB) ditemukan oleh satelit Vela Departmen Pertahanan AS. Jenis ledakan sinar gamma yang berbeda diamati pada tahun 1979. Yang pertama dari jenis baru ini diamati pada tanggal 7 Januari, jenis lain, yang terkuat yang pernah diamati, pada tanggal 5 Maret, dan yang ketiga sembilan hari kemudian. Ini berasal dari tiga "ledakan" yang berbeda. Mereka kemudian dikenal sebagai "soft gamma repeater" (SGRs). Di atas adalah tiga dari empat SGR yang tidak diketahui. Ledakan baru ini tidak dikenali sebagai jenis objek bintang yang berbeda sampai tahun 1987. Semburan ini dapat dengan jelas dibedakan dengan GRB dalam beberapa cara. Pertama, seperti yang disebutkan, GRB tidak pernah menyerang lebih dari satu kali. SGR mengeluarkan sumber energi yang sangat besar selama beberapa detik kemudian diam selama berbulan-bula atau bahkan bertahun-tahun sebelum meledak lagi. 10 hingga 20 SGR diamati setiap tahun. Dibandingkan GRB, SGR adalah "spektrum lembut" itulah SGR. Sinar gamna dari SGR mengandung lebih sedikit energi per foton dibandingkan GRB dan sebenarnya bukan sinar gamma sama sekali, tetapi sinar-X keras. SGR adalah pengulang paling terang yang diketahui. GRB diyakini sangat jauh, semebtara tiga dari empat SGR yang diketahui terletak di dalam galaksi kita sendiri, dan yang keempat tepat diluar galaksi kita dalam gumpalan bintang.

Ledakan 5 Maret 
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, ledakan pada 5 Maret 1979 adalah ledakan paling kuat yang pernah tercatat. Detektor sinar gamma di seluruh tata surya kita dan di Bumi dikirim setidaknya ke tingkat maksimumnya, jika tidak seoenuh meleset karena ledakan. "Denyut keras" 0,2 detik awal masih merupakan ledakan sinar kosmik terkuat yang pernah diamati dengan faktor sepuluh. Denyut nadi keras ini diikuti oleh beberapa semburan yang lebih lembut dengan periode 8 detik, yang dijuluki "Ekor lunak". Ekor lunak belum diamati dengan semburan SGR lainnya. Semburan dari sumber ini masih berlanjut hingga tahun 1983. Informasi semburan daei SGR ini dianalisis, dengan menunjukkan lokasinya di sisa-sisa supernova (SNR) di Awan Magellan Besar, tetapi tidak terletak di tengah SNR.

Tiga SGR lain yang diyakini berada di dalam atau di luar SNR yang berusia sekitar 10.000 tahun, cukup muda, dan seusia dengan SNR tempat ledakan 5 Maret berada. Penemuan SNR terbaru terjadi pada bulan Juni 1998.

Jenis-jenis 
Setidaknya ada dua jenis gempa bintang. Jenis pertama terjadi pada bintang rata-rata seperti matahari kita. Suar matahari menyebabkan gempa jenis ini. Bintang normal memiliki permukaan yang relatif cair, dan gelombang seismik gempa merambat melalui permukaan ini dan keluar dari lingkaran konsentris dari sumber gempa bintang.

Jenis gempa bintang lain yang diketahui terjadi pada bintang neutron, yang merupakan sisa-sisa supernova. Bintang neutron seluruhnya terdiri dari neutron dan memiliki kerak padat. Jenis gempa bintang ini adalah hasil dari retakan kerak padat di bawah gaya magnet yang sangat besar, dan kemungkinan perubahan laju rotasi bintang. Gempa bintang ini sendiri dapat mengganggu rotasi dan kemiringan bintang neutron. Penelitian sebelumnya menemukan bahwa gempa bintang pada bintang neutron yang berputar ke bawah mendorong materi menuju kutub magnet, menyebabkan ketidaksejajaran pada putaran bintang dan momentum sudut.

Perbandingan 
Perbandingan skala richter berikut mungkin membantu untuk menempatkan besarnya energi gempa dalam perspektif.

 Gempa bintang SGR (sejenis gempa bintang neutron) 20,1 Skala richter - lebih dari 1019 kali lebih banyak energi daripada gempa bumi dengan kekuatan 7 (yaitu, gempa San Francisco 1906).
 "Gempa Matahari" (yang disebabkan oleh jilatan api matahari di matahari kita) skala 11,3 - salah satu gempa ini dapat memberi daya di AS selama 20 tahun dengan energi yang dihasilkannya.
 1 Megaton Bom Atom atau gempa bumi San Francisco 1906, keduanya tercatat 7,2 pada skala richter. Mereka satu juta kali lebih lemah dari gempa Matahari yang diamati.

Ilmu dasar 

Helioseismologi adalah istilah yang mengacu pada studi tentang jenis gempa bintang yang terjadi pada matahari kita. Karena natahari kita adalah bintang yang paling dekat dengan Bumi dan satelit kita, itu adalah bintang yang paling mudah diamati. Banyak osilasi, gempa bintang, dapat diamati di permukaan matahari. Diasumsikan bahwa gempa semacam itu juga terjadi pada bintang normal lainnya, tetapi karena kebanyakan bintang lain yang lebih jauh bahkan tidak dapat dipecah menjadi cakram, ini sebagian besar masih merupakan asumsi. Bahkan dengan menggunakn teleskop terbesar, bintang yang lebih jauh hanya titik cahaya tunggal, menghasilkan sedikit informasi tentang pergerakan permukaannya.

Penelitian saat ini sedang dilakukan terhadap gempa bintang matahari, tetapi sebagian besar difokuskan untuk pengumpulan informasi untuk model yang dapat digunakan dalam simulasi komputer dari matahari dan bintang serups lainnya. Model ini akan digunakan di masa depan untuk mensimulasikan gerakan bintang lain saat lebih banyak data dikumpulkan dari mereka. Pengamatan matahari yang dekat dengan konstan memungkinkan para peneliti untuk menibgkatkan dan menyempurnakan model bintang normalnya.

Salah satu masalah terbesar bagi para peneliti yang menganati jenis gempa bintang ini adalah penglihatan, gerakan udara di atas teleskop, dan efek lain dari atmosfer Bumi. Para peneliti berharap dapat melakukan pengamatan gempa bintang dari satelit setelah tahun 2000, menghilangkan masakah ini, dan belajar lebih banyak tentang seismologi bintang-bintang yang jauh.

Contoh pengamatan

SGR 1806-20 
SGR 1806-20 adalah ledakan raksasa pada bintang neutron yang mengirimkan sinar-X yang membanjiri galaksi di tengah galaksi Bima Sakti dan pertama kali dilaporkan oleh tim astrofisikawan dari satelit sinar-X NASA, Rossi X-Ray Timing Explorer, berjarak sekitar 50.000 tahun cahaya. Ledakan tersebut menghasilkan getaran dalam bintang, seperti lonceng yang berdering, yang menghasilkan fluktuasi cepat dalam radiasi sinar-X yang dipancarkannya di luar angkasa. Denyut sinar-X ini, yang dipancarkan selama setiap rotasi tujuh detik oleh bintang yang berputar cepat, berisi getaran frekuensi gempa masif bintang neutron.

Gempa menghancurkan bintang neutron dengan kecepatan luar biasa, menggetarkan bintang dengan kecepatan 94,5 siklus per detik. Osilasi aneh yang ditemukan para peneliti dimulai tiga menit setelah ledakan besae pada bintang neutron terjadi yang, sepersepuluh detik melepaskan lebih banyak energi daeipada yang dipancarkan matahari dalam 150.000 tahun. Fluktuasi cepat ini, dimulai 3 menit setelah gempa bintang dan osilasi kemudian berangsur-angsur surut setelah sekitar 10 menit. Kilatannya sangat terang sehingga seketika membutakan semua satelit sinar-X di luar angkasa dan menerangi atmosfer bagian atas Bumi dan melepaskan banyak sinar-X pada 24 Desember 2004. Para astronom berharap osilasi ini akan memecahkan misteri terbuat apa bintang neutron.

SGR J1550-5418 
Pada tahun 2009, sebuah ledakan badai datang SGR J1550-5418, sebuah magnetar yang berjarak sekitar 15.000 tahun cahaya di rasi bintang Norma, magnetar diam hingga Oktober tahun 2008, ketika memasuki sebuah periode aktivitas ledakan yang berakhir pada April tahun 2009. Terkadang, objek tersebut menghasilkan ratusan semburan dalam waktu 20 menit, dan ledakan paling hebat memancarkan energi total lebih banyak daripada yang dihasilkan matahari dalam 20 tahun.

Referensi

Lihat pula 

 Gempa bulan
 Nova
 SGR 1900+14
 Gempa mars
 Bintik bintang
 Bintang zombie
 Kilonova
 Misi Penjelajah Komposisi Interior Bintang Neutron

Bintang
Bintang Neutron
Gempa
Astrofisika
Magnetar