Dengan menggunakan kumpulan data awal yang dirilis oleh James Webb Space Telescope (JWST), tim ilmuwan internasional telah menemukan sesuatu yang mengejutkan – bukti adanya enam galaksi besar yang ada pada masa awal alam semesta kita.

"Benda-benda ini jauh lebih besar dari yang diperkirakan siapa pun," kata Joel Leja, astronom dan astrofisikawan di Penn State University. "Kami berharap hanya menemukan galaksi-galaksi kecil, masih muda, namun kami telah menemukan galaksi-galaksi yang sama matangnya dengan galaksi kita, yang sebelumnya dianggap sebagai awal mula alam semesta."

Leja adalah salah satu penulis penelitian yang diterbitkan pada 22 Februari di jurnal Nature yang dapat mengubah beberapa anggapan kita tentang bagaimana galaksi terbentuk. Galaksi-galaksi yang baru ditemukan ini berumur sekitar 500 hingga 700 juta tahun setelah Big Bang. JWST memiliki instrumen penginderaan inframerah yang dapat mendeteksi cahaya yang dipancarkan oleh bintang dan galaksi paling kuno, sehingga memungkinkan para astronom untuk melihat sekitar 13,5 miliar tahun ke belakang.

"Ini adalah temuan awal kami sejauh ini, jadi penting bagi kami untuk tetap berpikiran terbuka tentang apa yang kami lihat," kata Leja. "Meskipun data menunjukkan kemungkinan besar itu adalah galaksi, saya pikir ada kemungkinan nyata bahwa beberapa objek ini ternyata adalah lubang hitam supermasif yang tidak jelas. Terlepas dari itu, jumlah massa yang kami temukan menyatakan bahwa massa bintang yang diketahui pada periode alam semesta kita saat ini adalah 100 kali lebih besar dari yang kita perkirakan sebelumnya. Bahkan jika kita memotong sampelnya menjadi dua, ini masih merupakan perubahan yang mencengangkan."

Karena keenam galaksi ini jauh lebih masif daripada perkiraan siapa pun dalam tim, mereka dapat membalikkan anggapan sebelumnya tentang pembentukan galaksi pada awal mula alam semesta.

"Pernyataan bahwa pembentukan galaksi masif dimulai pada awal sejarah alam semesta, menjungkirbalikkan apa yang selama ini kita anggap sebagai ilmu pengetahuan yang sudah mapan," kata Leja. "Kami secara informal menyebut objek-objek ini sebagai 'penghancur alam semesta' – dan sejauh ini mereka masih sesuai dengan namanya."

Para penulis berpendapat bahwa "pemecah alam semesta" begitu besar sehingga hampir semua model kosmologi modern gagal menjelaskan bagaimana sistem bintang ini bisa terbentuk.

"Kami pertama kali melihat alam semesta awal dan tidak tahu apa yang akan kami temukan," kata Leja. "Ternyata kami menemukan sesuatu yang sangat tidak terduga sehingga justru menimbulkan masalah bagi sains. Hal ini membuat gambaran keseluruhan pembentukan galaksi awal menjadi dipertanyakan."

Salah satu cara tim dapat mengonfirmasi temuan baru mereka adalah dengan gambar spektrum yang dapat memberikan data tentang jarak sebenarnya antara kita dan galaksi misterius, serta gas dan elemen lain yang ada. Hal ini juga akan memberikan gambaran yang lebih jelas tentang seperti apa galaksi-galaksi ini miliaran tahun yang lalu.

"Spektrum akan segera memberi tahu kita apakah hal-hal ini nyata atau tidak," kata Leja. "Ini akan menunjukkan kepada kita seberapa besar mereka, seberapa jauh jaraknya. Yang lucu adalah kita memiliki semua hal yang ingin kita pelajari dari James Webb. Kami telah menemukan sesuatu yang tidak pernah terpikirkan oleh kami untuk ditanyakan kepada alam semesta — dan hal itu terjadi jauh lebih cepat dari yang saya perkirakan, namun inilah kami."

NASA merilis gambar penuh warna dan data spektroskopi pertama JWST pada 12 Juli 2022. Salah satu tujuan utama JWST tahun ini adalah memetakan dan membuat garis waktu hari-hari awal alam semesta dengan lebih baik dengan resolusi tinggi dan kemampuan pengamatan inframerah.

Umat manusia semakin pandai melihat jauh ke luar angkasa: Kita telah melihat dua bintang neutron bertabrakan, kita telah akan melihat ledakan radio misterius dan kita akan melihat, untuk pertama kalinya, cakrawala peristiwa lubang hitam.
Tapi masih ada beberapa kejutan di luar sana, di sudut alam semesta kita sendiri.
Setelah mengecek kembali pengamatan gugus bola terdekat, Teleskop Luar Angkasa Hubble secara tidak sengaja menangkap galaksi yang tidak dipublikasikan. Galaksi yang baru ditemukan bernama Bedin I - dan hampir setua alam semesta.
Misi awal adalah untuk mencari bintang yang lemah di NGC 6752, sebuah gugus bola yang berjarak 13.000 tahun cahaya di dalam halo Bima Sakti. Tapi di kejauhan - sekitar 30 juta tahun cahaya "di depan", sekitar 2.300 kali lebih jauh dari bintang yang mereka lihat - Bedin sedang mengintai.
Mengingat Grup Lokal kita berdiameter sekitar 10 juta tahun cahaya. Jika Anda menganggapnya sebagai lingkungan, jarak 30 juta itu seperti berada di kota kosmik yang sama.
Bedin I relatif mungil, terisolasi dan tua. Lebarnya hanya 3.000 tahun cahaya, dibandingkan dengan 100.000 tahun cahaya galaksi kita Bima Sakti, dan sekitar 1.000 kali lebih lemah. Itu diklasifikasikan sebagai galaksi bola kerdil. Umumnya, galaksi katai spheroid adalah pendamping galaksi atau sistem yang lebih besar, tetapi bukan Bedin I. Jaraknya 2 juta tahun cahaya dari galaksi terdekat untuk dianggap sebagai "galaksi satelit".
Berdasarkan cahaya yang dipancarkannya, para ilmuwan dapat menentukan bahwa galaksi tersebut sangat rendah kandungan logamnya. Dan karena unsur-unsur yang lebih berat, seperti logam, diciptakan di bintang-bintang dan disebarkan setelah kematiannya, ini menunjukkan bahwa Bedin I memiliki populasi bintang yang sangat tua.


Diperkirakan umur galaksi itu 13 miliar tahun, dibandingkan dari alam semesta sekitar 800 juta tahun. Kandungan logam yang rendah menyiratkan bahwa Bedin I tidak memiliki formasi bintang baru sejak itu. Ini berarti bahwa itu adalah sejenis "fosil hidup" kosmik atau kapsul waktu yang menjaga kondisi alam semesta purba.

Belum memiliki alat canggih selain mata telanjang kita untuk menjelajahi alam semesta, abad ke-17 mengantarkan revolusi dengan adopsi teleskop. Dengan bukaan yang lebih besar dan kekuatan untuk mengumpulkan lebih banyak cahaya sekaligus, objek di luar batas visibilitas manusia — baik dalam hal resolusi tinggi maupun redup — tiba-tiba berubah dari tidak dapat diamati menjadi dapat diamati dengan mudah. Hampir seketika, objek dan fitur baru menjadi jelas, termasuk empat bulan utama Jupiter, fase Venus, cincin Saturnus dengan banyak fitur di dalamnya, dan banyak lagi.

Kemudian pada tahun 1671, astronom Italia Giovanni Cassini mengamati Saturnus, yang diketahui memiliki bulan raksasa, Titan, dan menemukan bulan lain: Iapetus. Sementara Cassini terus membuat banyak penemuan lain tentang Saturnus, termasuk banyak bulan lainnya, Iapetus adalah salah satu hal teraneh yang pernah dilihat siapa pun di langit. Cassini menemukan Iapetus di sisi barat Saturnus, tetapi ketika dia mencarinya nanti di orbitnya, di sisi timur Saturnus, ia tidak ada. Bulan tetap hilang selama beberapa dekade sampai, dengan teleskop yang ditingkatkan secara signifikan, Cassini akhirnya melihatnya, dua magnitudo lebih redup daripada yang terlihat di sisi barat Saturnus, pada tahun 1705. Meski luar biasa, itu hanyalah langkah awal untuk memahami misteri tersebut. Iapetus: bulan teraneh di tata surya kita.

Saat ini, kita memiliki kita memiliki kemewahan ratusan tahun kemajuan ilmiah, dan teknologi yang hanya bisa diimpikan oleh Cassini. Teleskop modern memiliki kekuatan pengumpulan cahaya ratusan kali lipat dari teleskop terbesar pada zamannya, dengan pemandangan yang membawa kita ke panjang gelombang yang tidak dapat diamati oleh mata manusia, dengan banyak observatorium yang terletak di luar angkasa, dan dengan beberapa di antaranya — seperti Voyager 1 pesawat ruang angkasa atau misi Cassini NASA — benar-benar melakukan perjalanan ke sana dan mencitrakan dunia yang jauh ini secara in situ.


Saturnus, seperti semua dunia raksasa gas di tata surya kita, memiliki sistem satelitnya sendiri yang unik dan kaya, sebagian besar dalam bentuk bulan dan cincin. Cincin utama sejauh ini merupakan fitur yang paling menonjol, dengan bulan-bulan muda kecil dan bulan-bulan kecil di dalamnya. Di luar cincin utama, Saturnus memiliki delapan bulan penting dan menonjol:

•     Mimas
•     Enceladus
•     Tethys
•     Dione
•     Rhea
•     Titan
•     Hyperion
•     Iapetus

Dari delapan bulan tersebut, Iapetus tidak hanya yang terluar, tetapi juga memiliki tiga ciri khusus yang membuatnya unik.

1.) Iapetus tidak mengorbit pada bidang yang sama dengan sistem Saturnus lainnya. Dari semua planet di tata surya, Saturnus berputar paling cepat kedua, menyelesaikan satu putaran penuh pada porosnya hanya dalam 10,7 jam. Cincin Saturnus mengorbit pada bidang yang sama, hampir seluruhnya terbuat dari es air. Dan dari delapan bulannya yang disebutkan di atas, tujuh di antaranya mengorbit dalam jarak 1,6° dari bidang yang sama, dengan hanya Mimas yang memiliki kemiringan lebih dari setengah derajat.

Kecuali, yaitu Iapetus. Mengorbit Saturnus pada jarak lebih dari dua kali lipat jarak Titan atau Hyperion, Iapetus condong pada 15,5° terhadap sistem Saturnus lainnya: sifat yang sulit dijelaskan. Biasanya, hanya ada tiga cara untuk bulan terbentuk: dari piringan planet, dari tabrakan yang menimbulkan puing-puing dalam jumlah besar, atau dari tangkapan gravitasi. Mengingat bahwa Iapetus adalah bulan terbesar ketiga Saturnus, yang tampaknya memiliki komposisi yang mirip dengan bulan-bulan Saturnus lainnya, dan ia hampir tidak memiliki eksentrisitas orbit, bahkan tarikan gravitasi yang paling kuat pun akan kesulitan untuk memindahkan Iapetus keluar dari bidang Saturnus, jika, memang di situlah awalnya terbentuk.

2.) Iapetus memiliki ekuator berbentuk tidak normal. Sama seperti Bumi, bulan, atau matahari, Iapetus bukanlah bola yang sempurna. Namun, sementara Bumi dan matahari sedikit menonjol di ekuator dan tampak terkompresi di kutubnya karena keseimbangan antara gravitasi dan momentum sudut yang disebabkan oleh rotasinya — suatu kondisi yang dikenal sebagai kesetimbangan hidrostatik — sifat Iapetus semuanya salah untuk geraknya. Khatulistiwanya memiliki diameter 1.492 kilometer dibandingkan dengan diameter kutub ke kutubnya yang hanya 1.424 kilometer, yang akan mewakili kesetimbangan hidrostatik jika Iapetus berputar 360° penuh setiap ~16 jam. Tapi ternyata tidak. Iapetus terkunci secara pasang surut ke Saturnus, artinya ia berotasi hanya sekali setiap 79 hari.

Selain itu, kunjungan misi Cassini ke Iapetus menunjukkan sesuatu yang sama sekali baru dan tak terduga: punggungan khatulistiwa yang sangat besar yang membentang sepanjang 1.300 kilometer, atau hampir sepanjang diameter planet ini. Punggungan ini memiliki lebar sekitar 20 kilometer, tinggi 13 kilometer, dan mengikuti garis khatulistiwa hampir sempurna. Ada beberapa segmen yang terputus selain punggungan utama, banyak puncak yang terisolasi, dan bagian di mana punggungan tunggal tampaknya pecah menjadi tiga punggungan paralel. Ini adalah satu-satunya dunia di tata surya dengan fitur seperti itu, dan setiap teori mencoba untuk menjelaskan bagaimana bulan ini memiliki sifat ekuator aneh seperti ini.

3.) Iapetus memiliki warna dua yang berbeda jelas. Percaya atau tidak, ketika Iapetus pertama kali ditemukan, inilah penjelasan yang diajukan oleh Cassini sendiri atas apa yang dilihatnya. Menyadari bahwa teleskop yang sama yang melihat Iapetus di ujung barat Saturnus seharusnya mampu mengungkapnya di ujung timur, Cassini berhipotesis bahwa:

- satu belahan Iapetus pasti secara intrinsik jauh lebih gelap (dan lebih redup) daripada yang lain,
- Iapetus harus terkunci secara pasang surut ke Saturnus, sehingga belahan yang sama menghadap kita pada titik yang sama di orbitnya,
- perbedaan ini harus dapat dideteksi ketika teleskop yang lebih besar tersedia.

Cassini tidak hanya membuat prediksinya untuk pengamatan era 1670-an, tetapi dia sendiri adalah orang yang melakukan deteksi kritis pertama Iapetus di tepi timur Saturnus ketika dia sendiri memperoleh peralatan superior pada tahun 1705.

Namun, tidak seperti dua teka-teki lainnya, teka-teki ini akhirnya terpecahkan — suatu prestasi yang hampir mustahil pada masa Cassini. Seperti yang dapat Anda lihat dari peta Iapetus yang penuh warna, belahan "terdepan" sangat gelap, seolah-olah berwarna coklat kemerahan, sedangkan belahan "belakang" berwarna putih salju, tertutup berbagai es yang mudah menguap.

Ternyata, ada cincin materi yang sangat besar tetapi bermassa rendah, condong ke arah rotasi Saturnus dan juga ke orbit Iapetus, yang tersebar melintasi jarak hampir 100 juta kilometer: hanya sedikit dari jarak Bumi-matahari.

Phoebe memancarkan partikel, dan Iapetus masuk ke aliran partikel itu. Saat terkena sinar matahari langsung, sisi Iapetus tanpa partikel dari Phoebe menahan panas dalam jumlah yang lebih kecil daripada sisi dengan partikel tersebut, sehingga es di bagian yang "lebih panas" lebih mungkin untuk menyublim, di mana mereka dapat mendarat di " sisi yang lebih dingin". Seiring waktu, volatil es menumpuk di sisi "dingin", sedangkan volatil es direbus dari belahan "panas", hanya menyisakan partikel non-volatil yang lebih baik dalam menyerap panas.

Ketika kita melihat semua fakta ini bersama-sama, bersama dengan sifat-sifat fisik Iapetus seperti kerapatan dan komposisinya, kita dapat menyusun skenario yang belum tentu 100% benar (dan tentu saja tidak diterima secara umum), tetapi itu memberikan penjelasan yang masuk akal tentang bagaimana Iapetus muncul.

Kembali ke masa-masa awal tata surya, proto-matahari memanas sementara ketidakstabilan terbentuk di piringan protoplanet di sekitarnya. Dua ketidakstabilan terbesar dan paling awal akan tumbuh menjadi dunia yang benar-benar raksasa, Jupiter dan Saturnus, sementara semua raksasa gas mengembangkan cakram mengelilingi planet. Masing-masing cakram ini akan terfragmentasi, membentuk serangkaian bulan di bidang yang sama. Salah satunya adalah Iapetus, yang mungkin terbentuk dari tabrakan masif awal di sistem Saturnus muda, atau karena gangguan dari bidang Saturnus melalui interaksi gravitasi. Iapetus, dari delapan bulan utama Saturnus, menjadi satu-satunya yang memperlihatkan sistem cincin.

Pada hari-hari awal sistem ini, Iapetus berputar dengan cepat, menyebabkannya membengkak. kemudian dengan cepat mengeras, sementara benturan berdampak besar menciptakan lima kawah terbesarnya dan menimbulkan puing-puing. Beberapa dari puing-puing itu mungkin telah membentuk cincin atau bulan yang secara pasang surut dipecah menjadi piringan puing-puing, yang kemudian jatuh ke permukaan Iapetus, membentuk punggungan khatulistiwa, sementara tonjolannya membeku. Seiring waktu, Phoebe pernah terperangkap, sejumlah kecil materinya yang kaya debu mendarat di belahan utama Iapetus, menyebabkan es mencair dan mengendapkan material yang gelap. Selama sisa sejarah tata surya, gugusan es di belahan bumi yang tertinggal, meninggalkan material yang gelap menumpuk di sisi depan. Saat ini, tebalnya hampir satu kaki (sekitar 25 sampai 30 cm).

Namun, terlepas dari betapa menjanjikannya skenario ini, saat ini belum ada cukup informasi untuk memvalidasinya atau mengesampingkan alternatif tersebut. Punggungan dan tonjolan khatulistiwa bisa terbentuk jika kerak Iapetus "membeku" padat pada tahap awal dari pembentukan bulan ini, dengan punggungan yang berasal dari bahan es yang terangkat dan mengeras. Alternatifnya, sejumlah besar aluminium-26 bisa saja terperangkap di bagian dalam bulan, memanaskan Iapetus dan menciptakan fitur-fitur ini. Dan berdasarkan fakta bahwa tidak ada benda dalam wilayah Saturnus yang lebih jauh dari Iapetus, mungkin saja, meskipun tidak disukai, bahwa ini sebenarnya adalah benda yang ditangkap, seperti Triton.

Ahli matematika Roy Kerr menemukan solusi untuk persamaan Einstein yang secara tepat menggambarkan ruang-waktu dengan yang sekarang kita sebut lubang hitam berputar. (Istilah ini tidak akan diciptakan selama beberapa tahun kemudian.) Dalam hampir enam dekade sejak pencapaiannya, para peneliti telah mencoba menunjukkan bahwa lubang hitam Kerr ini stabil. Artinya, jelas Jérémie Szeftel, matematikawan di Sorbonne University, "adalah jika saya memulai dengan sesuatu yang tampak seperti lubang hitam Kerr dan memberinya sedikit aksi ke obyek tersebut" — dengan melemparkan beberapa gelombang gravitasi padanya, misalnya — "apa Anda harapkan, jauh di masa depan, adalah bahwa semuanya akan kembali tenang, dan sekali lagi akan terlihat persis seperti solusi Kerr."

Situasi sebaliknya – ketidakstabilan matematis – "akan menimbulkan teka-teki mendalam bagi fisikawan teoretis dan akan menyarankan kebutuhan untuk memodifikasi, pada tingkat fundamental, teori gravitasi Einstein," kata Thibault Damour, fisikawan di Institute of Advanced Scientific. Studi di Prancis.

Dalam makalah setebal 912 halaman yang diposting online pada 30 Mei, Szeftel, Elena Giorgi dari Universitas Columbia dan Sergiu Klainerman dari Universitas Princeton telah membuktikan bahwa lubang hitam Kerr yang berputar perlahan memang stabil.

Salah satu alasan mengapa pertanyaan tentang stabilitas tetap terbuka begitu lama adalah bahwa sebagian besar solusi eksplisit untuk persamaan Einstein, seperti yang ditemukan oleh Kerr, adalah stasioner, kata Giorgi. "Formula ini berlaku untuk lubang hitam yang hanya duduk di sana dan tidak pernah berubah; itu bukan lubang hitam yang kita lihat di alam." Untuk menilai stabilitas, peneliti perlu membuat lubang hitam mengalami gangguan kecil dan kemudian melihat apa yang terjadi pada solusi yang menggambarkan objek ini seiring waktu bergerak maju.
Misalnya, bayangkan gelombang suara mengenai gelas anggur. Hampir selalu, gelombang menggoyangkan kaca sedikit, dan kemudian sistem menjadi tenang. Tetapi jika seseorang bernyanyi cukup keras dan pada nada yang sama persis dengan frekuensi resonansi gelas, gelas itu bisa pecah. Giorgi, Klainerman dan Szeftel bertanya-tanya apakah fenomena tipe resonansi serupa bisa terjadi ketika lubang hitam dihantam gelombang gravitasi.

Mereka mempertimbangkan beberapa kemungkinan hasil. Gelombang gravitasi mungkin, misalnya, melintasi cakrawala peristiwa lubang hitam Kerr dan memasuki interior. Massa dan rotasi lubang hitam dapat sedikit diubah, tetapi objeknya akan tetap berupa lubang hitam yang dicirikan oleh persamaan Kerr. Atau gelombang gravitasi bisa berputar di sekitar lubang hitam sebelum menghilang dengan cara yang sama seperti kebanyakan gelombang suara menghilang setelah bertemu dengan gelas anggur.

 Gelombang gravitasi mungkin berkumpul di luar cakrawala peristiwa lubang hitam dan memusatkan energinya sedemikian rupa sehingga singularitas terpisah akan terbentuk. Ruang-waktu di luar lubang hitam kemudian akan sangat terdistorsi sehingga solusi Kerr tidak lagi berlaku. Ini akan menjadi tanda dramatis ketidakstabilan.

Ketiga ahli matematika itu mengandalkan strategi — yang disebut pembuktian dengan kontradiksi — yang sebelumnya digunakan dalam pekerjaan terkait. Argumennya kira-kira seperti ini: Pertama, para peneliti mengasumsikan kebalikan dari apa yang mereka coba buktikan, yaitu bahwa solusi tidak ada selamanya — bahwa ada waktu maksimum setelah solusi Kerr rusak. Mereka kemudian menggunakan beberapa "trik matematis," kata Giorgi - analisis persamaan diferensial parsial, yang terletak di jantung relativitas umum - untuk memperluas solusi di luar waktu maksimum yang dimaksudkan. Dengan kata lain, mereka menunjukkan bahwa tidak peduli nilai apa yang dipilih untuk waktu maksimum, itu selalu dapat diperpanjang. Asumsi awal mereka dengan demikian bertentangan, menyiratkan bahwa dugaan itu sendiri harus benar.

Sejauh ini, stabilitas hanya terbukti untuk lubang hitam yang berotasi lambat — di mana rasio momentum sudut lubang hitam terhadap massanya jauh lebih kecil dari 1. Belum dibuktikan bahwa lubang hitam yang berotasi cepat juga stabil. Selain itu, para peneliti belum dapat menentukan dengan tepat seberapa kecil rasio momentum sudut terhadap massa untuk memastikan stabilitas.

Mengingat bahwa hanya satu langkah dalam bukti panjang mereka bertumpu pada asumsi momentum sudut rendah, Klainerman mengatakan dia "tidak akan terkejut sama sekali jika, pada akhir dekade, kita akan memiliki solusi penuh dari dugaan [stabilitas] Kerr ."
Di luar masalah ini ada masalah yang jauh lebih besar yang disebut dugaan keadaan akhir, yang pada dasarnya menyatakan bahwa jika kita menunggu cukup lama, alam semesta akan berevolusi menjadi sejumlah lubang hitam Kerr yang bergerak menjauh satu sama lain. Dugaan keadaan akhir bergantung pada stabilitas Kerr dan pada sub-dugaan lain yang sangat menantang didalamnya. "Kami sama sekali tidak tahu bagaimana membuktikan ini," Giorgi mengakui. Bagi sebagian orang, pernyataan itu mungkin terdengar pesimistis. Namun itu juga menggambarkan kebenaran penting tentang lubang hitam Kerr: Mereka ditakdirkan untuk menarik perhatian para matematikawan selama bertahun-tahun, jika bukan beberapa dekade, yang akan datang.

Tiga partikel yang belum pernah terlihat sebelumnya telah diamati oleh Large Hadron Collider CERN, termasuk sebuah pentaquark dan dua tetraquark.
Sekarang, percobaan LHCb di LHC telah mengamati tiga partikel yang belum pernah terlihat sebelumnya: jenis pentaquark baru, dan dua tetraquark baru. Quark adalah partikel elementer yang bergabung untuk membuat hadron, yang paling umum adalah proton dan neutron, ditemukan di dalam inti atom. Enam jenis quark yang berbeda lainnya adalah, quark up, down, charm, strange, top, dan bottom, dan LHC telah mampu mengamati kombinasi baru dari mereka dalam pengaturan /kombinasi empat (tetra-) dan lima (penta-).

Proton dan neutron terbuat dari kombinasi tiga quark up dan down, namun hadron eksotis seperti tetraquark dan pentaquark yang baru ditemukan mengandung quark yang kurang umum. Pentaquark baru berisi quark harm, antiquark charm (antimateri setara dengan quark charm), quark up, down, dan strange, menjadikannya pentaquark pertama yang diamati dibuat dengan quark aneh.
Tetraquark diamati sebagai pasangan, kejadian pertama kali lainnya. Tetraquark pertama terdiri dari quark charm, antiquark strange, quark up, dan antiquark down. Tetraquark membawa muatan listrik ganda, dan tetraquark kedua adalah pasangannya yang netral secara elektrik.

Gambar yang dirilis oleh tim James Webb Space Telescope (JWST) minggu lalu bukanlah gambar 'cahaya pertama' secara resmi dari teleskop baru, tetapi dengan cara tertentu, rasanya seperti itu. Pemandangan yang menakjubkan ini memberikan indikasi awal betapa kuatnya JWST, dan seberapa banyak astronomi inframerah akan meningkat.
Gambar dirilis setelah selesainya proses panjang untuk sepenuhnya memfokuskan segmen pada cermin teleskop. Insinyur mengatakan kinerja optik JWST "lebih baik daripada prediksi paling optimis,".
Dalam kegembiraan mereka, para astronom mulai memposting gambar perbandingan — dari teleskop sebelumnya ke JWST dalam bidang pandang yang sama — menunjukkan evolusi peningkatan resolusi.
Astronom Andras Gaspar, yang bekerja dengan instrumen inframerah-tengah JWST, MIRI, mengumpulkan gambar dari teleskop WISE (Wide Infrared Survey Explorer) ke gambar JWST dari bidang pandang yang sama, Awan Magellan Besar, galaksi satelit kecil Bima Sakti .
Kemudian dia menyadari Spitzer juga telah mengambil gambar LMC, dan kemudian membuat perbandingan dari tiga teleskop, terlihat pada gambar utama kami.
"Sebenarnya, WISE dengan teleskop berdiameter 40 cm hanya setengah ukuran Spitzer [85cm primer] tetapi keduanya kecil dibandingkan dengan JWST [6,5 meter primer]" kata Gaspar di Twitter. "Inilah yang Anda dapatkan dengan aperture besar! Resolusi dan sensitivitas. Dan MIRI memberikan mid-IR! HST [Hubble Space Telescope}] tidak bisa mendapatkan panjang gelombang ini."
Para astronom dan insinyur benar-benar tampak terkejut betapa bagusnya resolusi JWST. Anda mungkin menemukan itu mengejutkan. Maksud saya, bukankah mereka melakukan tes di lapangan untuk mengetahui kemampuan teleskop sebelum diluncurkan? Ya, tetapi tes darat tidak selalu menceritakan keseluruhan cerita, seperti yang dijelaskan Marshall Perrin, wakil ilmuwan proyek untuk Webb di Space Telescope Science Institute di Twitter.
Perrin menjelaskan bagaimana gravitasi berperan, karena cermin JWST dirancang untuk memiliki bentuk tertentu di gravitasi 0, tetapi dalam semua pengujian di darat, cermin itu pasti terdeformasi oleh gravitasi, yang membutuhkan model numerik untuk mengimbanginya.
Kemudian, tidak ada cara untuk menguji di lapangan bagaimana teleskop dapat bekerja di Gravitasi 0, seperti stabilitas atau apakah akan ada getaran dari pesawat ruang angkasa. Dan sementara uji di ruang vakum termal Johnson Space Center dapat menyamai suhu yang akan dialami JWST di luar angkasa, Perrin mengatakan efek tertentu di ruang uji menyebabkan ketidakstabilan optik.
Jadi, sementara prediksi berguna, selalu ada ketidakpastian. Untuk saat ini, mari kita nikmati kegembiraan dan keajaiban yang telah disediakan JWST.
Gambar cahaya resmi pertama diperkirakan akan datang pada bulan Juli.

Hukum kedua termodinamika menyatakan bahwa semua sistem menjadi lebih tidak teratur, atau peningkatan entropi, dari waktu ke waktu, itulah sebabnya waktu berjalan seperti yang terjadi dalam kehidupan kita sehari-hari. Dan karena proses itu tidak dapat diubah, waktu hanya bergerak maju. Namun, fisikawan teoretis memperkirakan bahwa proses tersebut dapat berjalan dua arah pada tingkat kuantum.
Itu karena ketika Anda mulai berurusan dengan partikel yang sangat, sangat kecil, hukum fisika – seperti persamaan Schrödinger – adalah 'waktu-simetris' atau reversibel. "Secara teori, proses mikroskopis baik maju dan mundur tidak dapat dibedakan," tulis Lisa Zyga.
Sekarang, fisikawan dari Universitas Federal ABC Brasil telah melakukan eksperimen yang menegaskan bahwa teori-teori itu tidak sesuai dengan kenyataan, dengan proses termodinamika tetap tidak dapat diubah bahkan dalam sistem kuantum. Tapi mereka masih tidak mengerti mengapa ini terjadi.

"Eksperimen kami menunjukkan sifat dinamis kuantum yang tidak dapat diubah, tetapi tidak menunjukkan, secara eksperimental, apa yang menyebabkannya pada tingkat mikroskopis, apa yang menentukan permulaan panah waktu," salah satu peneliti, Mauro Paternostro dari Queen's University di Irlandia. "Mencari alasannya akan mengklarifikasi kemunculannya."

Jadi, bagaimana Anda menguji hukum termodinamika dalam sistem kuantum? Pada dasarnya, para ilmuwan harus dapat mengisolasi sistem kuantum dan mengamati pembalikan proses alami – yang lebih sulit daripada kedengarannya.

Para peneliti menggunakan sekelompok atom karbon-13 dalam kloroform cair untuk membalik spin nuklir mereka menggunakan medan magnet berosilasi untuk percobaan ini. Mereka kemudian menggunakan pulsa magnetik kedua untuk membalikkan spin sekali lagi.

"Jika prosedurnya dapat dibalik, putaran akan kembali ke titik awal – tetapi tidak," tulis Zyga.

Sebaliknya, mereka mengamati bahwa pulsa magnet bolak-balik diterapkan begitu cepat sehingga spin atom tidak dapat mengikuti, menyebabkan sistem yang terisolasi menjadi tidak seimbang.

Para fisikawan menegaskan bahwa entropi meningkat setelah percobaan, menunjukkan bahwa proses termodinamika tidak dapat diubah, terlepas dari seberapa kecil partikel yang terlibat.

Semua ini pada dasarnya berarti bahwa panah waktu satu arah ada bahkan untuk partikel terkecil di Semesta, menentang hukum fisika pada tingkat mikroskopis. Dan itu menunjukkan bahwa ada hal lain yang terlibat untuk menghentikan sistem kuantum agar tidak dapat dibalik.

Para fisikawan sekarang mencoba untuk mencari tahu apa itu, dan mereka percaya bahwa wawasan baru tentang sistem kuantum akan membantu mempercepat perjalanan menuju komputer kuantum dan perangkat kuantum lainnya.

"Setiap kemajuan menuju pengelolaan proses termodinamika berwaktu terbatas pada tingkat kuantum adalah langkah maju menuju realisasi mesin termo yang sepenuhnya matang yang dapat mengeksploitasi hukum mekanika kuantum untuk mengatasi keterbatasan kinerja perangkat klasik," kata Paternostro .

Namun untuk saat ini, kita dapat mengambil kesimpulan dari penelitian ini pengetahuan bahwa kita tidak dapat mundur dalam waktu, sebanyak yang kita inginkan. Masa lalu benar-benar telah berlalu... bahkan dalam skala atom.

Mohon maaf lahir dan batin

Menurut penelitian baru, materi gelap mungkin menjadi misteri yang lebih besar dari yang diyakini sebelumnya.

Materi itu diperkirakan membentuk persentase yang signifikan dari massa alam semesta — namun hampir mustahil untuk dipelajari, apalagi diamati.

Fisikawan terpaksa mempelajari cara materi gelap membelokkan cahaya antara sumber yang jauh seperti galaksi dan pengamat, sebuah efek yang disebut "pelensaan gravitasi." Semakin tinggi konsentrasi materi gelap, semakin jelas efeknya.

Tetapi ketika tim peneliti Eropa melihat data dari Teleskop Luar Angkasa Hubble dan Teleskop Sangat Besar dari Observatorium Selatan, mereka menemukan bahwa efek lensa gravitasi di sekitar struktur masif yang disebut "gugus galaksi" sepuluh kali lebih kuat dari yang diperkirakan oleh simulasi.

"Kami telah melakukan banyak pengujian data dalam penelitian ini, dan kami yakin bahwa ketidakcocokan ini menunjukkan bahwa beberapa bahan fisik hilang baik dari simulasi atau dari pemahaman kami tentang sifat materi gelap," kata Massimo Meneghetti, dari INAF-Observatory of Astrophysics and Space Science of Bologna di Italia dan penulis utama makalah tentang penelitian yang diterbitkan di jurnal Science, dalam pernyataan ESA.

Dengan kata lain — kami kehilangan bahan utama.

"Salah satu kemungkinan asal dari perbedaan ini adalah bahwa kita mungkin kehilangan beberapa kunci fisika dalam simulasi," kata Meneghetti dalam sebuah pernyataan NASA.

Untuk melakukan penelitian mereka, tim Meneghetti menghasilkan "peta materi gelap" menggunakan pengamatan dari sampel tiga gugus galaksi masif.

Mereka menemukan sesuatu yang tidak terduga: gambaran skala kecil bersarang di dalam distorsi lensa yang lebih besar di setiap inti gugus galaksi. Dengan kata lain, efek pelensaan gravitasi signifikan, membuat mereka percaya bahwa mereka telah menemukan konsentrasi materi gelap yang padat.

Perbedaan ini menyoroti betapa sedikit yang kita ketahui tentang hal-hal misterius yang tampaknya membentuk sebagian besar alam semesta yang diketahui.

Pikirkan "gelembung", dan Anda mungkin berpikir "sabun" atau "permen karet".
Tapi tidak dengan Catherine Zucker, yang saat ini menjadi Hubble Fellow di Space Telescope Science Institute dan mantan peneliti di Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Ketertarikan Zucker pada gelembung yang kosmik. Dan dia dan kolaboratornya telah menemukan wawasan baru tentang gelembung tempat tata surya kita berada.
Para astronom telah lama mengetahui tentang Gelembung Lokal selebar 1.000 tahun cahaya. Dalam sebuah makalah baru yang diterbitkan 12 Januari di Nature, Zucker dan rekan penulisnya menggambarkannya sebagai "rongga plasma berdensitas rendah dan bersuhu tinggi yang dikelilingi oleh cangkang gas dan debu yang dingin dan netral." Tetapi selama bertahun-tahun, para astronom berada dalam kegelapan di luar itu. Sejarah Gelembung Lokal, bahkan ukurannya, tetap tidak diketahui.
Tidak lagi. Zucker dan timnya menjadi sejarawan yang tidak disengaja ketika, mulai mengerjakan proyek yang berbeda, mereka malah menemukan semacam kisah penciptaan dari lingkungan bintang lokal kita, dan memberikan konfirmasi kuat tentang asumsi bahwa supernova — ledakan bintang yang sekarat — menyebabkan kelahiran dari bintang lainnya. Ini terjadi ketika material yang meledak bergabung kembali di tempat lain karena gaya gravitasi.

Awal Gelembung

Apa yang ditemukan tim Zucker, menurut makalah mereka, adalah "bahwa hampir semua kompleks pembentuk bintang di sekitar matahari terletak di permukaan Gelembung Lokal dan bahwa bintang-bintang muda mereka menunjukkan ekspansi ke luar terutama tegak lurus dengan permukaan gelembung."
Dengan kata lain, bintang-bintang muda di lingkungan galaksi kita hampir semuanya disebabkan oleh gelombang kejut yang luas dari serangkaian supernova dan proses ledakan yang kemudian bergabung kembali untuk melahirkan matahari baru dan tata surya baru. Gelembung - yang sebenarnya berbentuk lebih seperti sepotong pipa yang memotong bidang Bima Sakti - tampaknya telah terbentuk 14 juta tahun yang lalu dari sekitar 15 supernova, dan pembentukan bintang yang dipicu yang masih terjadi sampai sekarang.
Supernova terakhir terjadi sekitar 2 juta tahun yang lalu, menurut penelitian Zucker - sebuah temuan yang cocok dengan deposisi besi kosmik yang dilaporkan sebelumnya di kerak bumi.
Zucker mempresentasikan pekerjaan timnya secara virtual minggu ini di pertemuan American Astronomical Society.
Zucker mengatakan kepada Astronomy bahwa meskipun ada "puluhan juta bintang 'tua' [yang berusia lebih dari 14 juta tahun] di dalam Gelembung Lokal," ada" ribuan bintang 'muda' ... di permukaannya yang telah dilahirkan oleh supernova."
Kebetulan Matahari dan tata surya kita saat ini berada di dalam gelembung ini. Menurut tim, Matahari berguling masuk ke dalam Gelembung Lokal sekitar 5 juta tahun yang lalu – tetapi kemungkinan besar ia berada di gelembung lain dimasa lalu.
"Pekerjaan ini berguna untuk memberikan konteks 'gambaran besar' untuk pembentukan bintang dan planet," kata Zucker. "Satu hal yang mungkin terlewatkan adalah bahwa penelitian ini benar-benar puncak gunung es. Gelembung Lokal hanyalah gelembung pertama yang sejarahnya telah kami petakan — ini yang paling mudah untuk dipahami terlebih dahulu, karena itu adalah gelembung tempat Matahari kita berada saat ini. Namun, kami memiliki petunjuk bahwa tidak hanya gelembung super tunggal, tetapi interaksi banyak gelembung super, mendorong pembentukan bintang muda di dekat Matahari kita."

https://youtu.be/HGZQ4SmDxcQ

Zucker membandingkan prosesnya dengan membajak salju. Jika satu atau lebih gelembung super "menimbun gas di wilayah ruang yang sama ... kita harus mendapatkan formasi bintang yang lebih banyak di permukaan yang berpotongan itu." Dan, pada kenyataannya, satu gelembung seperti itu, yang disebut Perseus-Taurus, sedang berinteraksi dengan Gelembung Lokal kita "di lokasi awan molekul Taurus" — rumah bagi cakram protoplanet yang diketahui.
Misi pemetaan bintang Gaia dari Badan Antariksa Eropa sangat penting dalam menyediakan data yang tepat yang diperlukan untuk menemukan pembentukan bintang dari Gelembung Lokal - apa yang disebut Zucker sebagai "kisah asal".
Untungnya, Anda tidak memerlukan akses ke data kelas atas untuk terhubung ke pekerjaan ini. "Dua gugus bintang yang menjadi tuan rumah supernova masih ada dan berusia sekitar 15 hingga 16 juta tahun," kata Zucker. "Mereka saat ini terletak di dekat tepi cangkang Gelembung Lokal." (Pada saat itu, supernova sedang berlangsung, kelompok-kelompok ini berada di tengah-tengah kejadian tersebut.)
Anda dapat mengarahkan teleskop ke daerah pembentuk bintang lokal tersebut. Satu di Taurus, yang lain di Ophiuchus, rumah Nebula Ophiuchus. Melihat ke area tersebut memberi Anda kesempatan untuk menjadi saksi sejarah dan kelanjutan kelahiran bintang di Gelembung Lokal kami.

Akhirnya, NASA telah meluncurkan Teleskop Luar Angkasa James Webb. Pada pagi Natal, teleskop diluncurkan dari European Spaceport di Guyana Prancis dengan roket Arianespace Ariane 5 setelah 14 tahun pengembangan dan sejumlah penundaan.
JSWT akan mengorbit Matahari, dekat dengan titik Lagrange kedua dari sistem Bumi-Matahari. Dibutuhkan sekitar satu bulan untuk mencapai tujuannya, setelah itu para peneliti akan dapat mengintip ke dalam lubang hitam, mengamati beberapa galaksi tertua di alam semesta dan mengevaluasi kelayakhunian berbagai exoplanet.
NASA bermitra dengan badan antariksa Eropa dan Kanada untuk mengembangkan proyek tersebut. JSWT telah dilanda penundaan sepanjang sejarahnya yang panjang. NASA awalnya berharap untuk meluncurkannya pada 2007, tetapi biaya yang melonjak mendorong para insinyur untuk memikirkan kembali teleskop pada 2005. JSWT kemudian dinyatakan siap pada 2016, tetapi proyek itu sekali lagi ditunda karena komplikasi konstruksi. Teleskop itu dirakit pada 2019, tetapi kemudian pandemi COVID-19 melanda, yang menyebabkan penundaan pengujian dan pengiriman.
Setelah JWST akhirnya mencapai pelabuhan antariksa, NASA menetapkan tanggal peluncuran 18 Desember. Namun, peluncuran tersebut ditunda hingga hari ini karena inspeksi menit terakhir dan kurangnya cuaca yang mendukung. Tetap saja, berapa hari untuk misi yang begitu penting dan panjang? JWST akhirnya terikat ruang angkasa, dan dalam beberapa bulan mendatang, kita akan mulai mempelajari beberapa penemuannya.

https://youtu.be/7nT7JGZMbtM

Seolah-olah 2021 tidak cukup kacau, sebuah asteroid saat ini meluncur ke lingkungan kita minggu ini. Namun terlepas dari apa yang disebutkan oleh para penganut kiamat dan meme internet, kita tidak perlu terlalu khawatir tentang 4660 Nereus.
NASA mengklasifikasikan asteroid atau komet yang berada dalam jarak 1,3 unit astronomi (AU; di mana 1 AU adalah jarak rata-rata Bumi-Matahari) dari planet kita sebagai objek dekat Bumi (NEOs). Objek yang berpotensi berbahaya (PHO) adalah objek yang semakin dekat pada 0,5 AU, atau sekitar 47 juta mil (75 juta kilometer).
Pada skala kosmik, itu tidak terlalu jauh, itulah sebabnya NASA terus mengawasi NEO dan PHO. Tetapi dalam hal menjadi risiko nyata bagi planet kita, objek-objek ini biasanya masih cukup jauh untuk tidak menimbulkan ancaman. Perlu diingat bahwa Bulan berada kira-kira 240.000 mil (385.000 km) dari Bumi, atau kira-kira 1/200 jarak ke PHO yang paling jauh.
Adapun 4660 Nereus, batu ruang angkasa ini berada di jalur yang akan membawanya dalam jarak 2,4 juta mil (3,9 juta km) dari Bumi, atau sekitar 10 kali lebih jauh dari Bulan. Bahkan pada pendekatan terdekat berikutnya - diharapkan pada tahun 2060 - asteroid hanya akan berada dalam jarak sekitar tiga kali jarak Bumi-Bulan.

Berlatih untuk skenario terburuk


Namun demikian, NASA dan badan antariksa lainnya tidak ingin menunggu asteroid atau komet yang benar-benar berbahaya dan terkunci sebelum mereka mengembangkan rencana darurat.
Itu sebabnya, pada 24 November, NASA meluncurkan Double Asteroid Redirection Test (DART) — misi skala penuh pertama yang dimaksudkan untuk menguji teknologi untuk mengarahkan kembali batu luar angkasa yang masuk. Sebagai bagian dari misi, DART akan menabrak bulan kecil bernama Dimorphos yang mengorbit Didymos, sebuah asteroid dengan jarak orbit berkisar antara 1 AU hingga 2,27 AU. DART akan menyerang Dimorphos ketika pasangan tersebut berada dalam jarak 6,8 juta mil (11 juta km) dari Bumi dengan kecepatan sekitar 4 mil per detik (6 kilometer per detik).
"DART mengubah fiksi ilmiah menjadi fakta ilmiah dan merupakan bukti proaktif dan inovasi NASA untuk kepentingan semua," kata Administrator NASA Bill Nelson dalam siaran pers. "Selain semua cara NASA mempelajari alam semesta dan planet tempat tinggal kita, kami juga bekerja untuk melindungi rumah itu, dan tes ini akan membantu membuktikan satu cara yang layak untuk melindungi planet kita dari asteroid berbahaya seandainya ditemukan bahwa sedang menuju ke Bumi."
DART diperkirakan akan mencapai pasangan asteroid antara 26 September dan 1 Oktober 2022. Setelah itu, para ilmuwan akan mempelajari bagaimana dampak kinematik mengubah sistem. Mereka menduga, berdasarkan perhitungan, bahwa tabrakan itu hanya akan memperpendek orbit Dimorphos di sekitar Didymos beberapa menit, cukup bagi para peneliti untuk mengukurnya dari teleskop berbasis darat.
"Kami belum menemukan ancaman dampak asteroid yang signifikan ke Bumi, tetapi kami terus mencari populasi asteroid yang cukup besar yang kami tahu masih dapat ditemukan. Tujuan kami adalah menemukan kemungkinan dampak, bertahun-tahun hingga beberapa dekade sebelumnya, sehingga dapat dibelokkan dengan kemampuan seperti DART," kata Lindley Johnson, perwira pertahanan planet di Markas Besar NASA.

Planet b Centauri b bisa dibilang seharusnya tidak ada — tetapi gambar di atas adalah konfirmasi bahwa itu memang ada.
Gambar yang diambil oleh Teleskop Sangat Besar di Observatorium Selatan Eropa di Chili, menunjukkan sistem bintang biner b Centauri di sebelah kiri, dua bintangnya belum sepenuhnya terpecahkan. Pada magnitudo 4, b Centauri, yang terletak sekitar 325 tahun cahaya jauhnya, terlihat dengan mata telanjang — meskipun tidak sama dengan Beta (β) Centauri, yang merupakan salah satu bintang paling terang di langit.
Panah pada gambar di atas menunjuk ke planet. Berdasarkan konvensi, planet yang pertama kali ditemukan dalam suatu sistem diberi akhiran "b", yang menghasilkan nama yang tidak biasa: b Centauri b. Ini adalah raksasa gas yang mengorbit bintang inangnya pada jarak kira-kira 560 kali jarak Bumi dari Matahari. Ini menjadikannya salah satu orbit exoplanet terjauh yang pernah ditemukan. (Cincin yang tampak di sekitar bintang dan planet adalah artefak gambar, dan objek di kanan atas adalah bintang latar belakang yang tidak terkait.)
Massa planet ini kira-kira 11 kali lipat dari Jupiter, yang menempatkannya di kisaran benda-benda yang masih bisa disebut planet. Objek dengan massa 13 Jupiter atau lebih diklasifikasikan sebagai katai coklat, atau bintang gagal.
Tetapi dua bintang induknyalah yang membuat sistem ini benar-benar tidak seperti yang pernah dilihat oleh astronom lain: Bintang-bintang tersebut diperkirakan memiliki massa gabungan enam hingga 10 kali massa Matahari. Itu mungkin tidak tampak banyak, tetapi setidaknya dua kali massa bintang (atau bintang) lain yang diketahui dikonfirmasi menjadi tuan rumah sebuah planet. Bintang sistem yang lebih besar adalah tipe spektral B, kategori terpanas kedua. Dan masalah pembentukan planet di sekitar bintang yang begitu panas adalah mereka memancarkan banyak radiasi ultraviolet dan sinar-X yang kuat, yang seharusnya mengganggu proses pembentukan planet.
"Menemukan planet di sekitar b Centauri sangat menarik karena itu benar-benar mengubah gambaran tentang bintang masif sebagai tuan rumah planet," kata Markus Janson, astronom di Universitas Stockholm di Swedia.
Temuan ini meningkatkan kemungkinan bahwa b Centauri b terbentuk melalui proses yang berbeda dari prediksi teori konvensional. Teori itu adalah model bottom-up yang disebut akresi inti, di mana butiran debu di piringan protoplanet — yang mengelilingi bintang yang masih muda — mulai saling menumbuk. Akhirnya, butiran debu bola salju ini tumbuh membentuk inti planet terkonsentrasi yang mulai menangkap lebih banyak puing berbatu. Jika mereka cukup besar, mereka dapat mulai mengumpulkan gas untuk membentuk atmosfer.
Tapi mungkin sebuah planet sebesar b Centauri b terbentuk melalui proses top-down, lebih mirip bintang: Cakram planet itu sendiri bisa jadi cukup besar untuk mendukung keberadaan awan gas yang akhirnya runtuh karena beratnya sendiri, langsung membentuk sebuah planet.
Para astronom memiliki alasan untuk berpikir mungkin ada lebih banyak planet seperti b Centauri b yang sebelumnya diabaikan. Itu karena sebagian besar survei pencitraan langsung hingga saat ini berfokus pada bintang mirip Matahari. Ada juga beberapa kandidat planet yang belum terkonfirmasi yang mengorbit bintang yang lebih masif lagi. Itu termasuk M51-ULS-1, kandidat terbaru yang ditemukan di galaksi M51 yang mungkin mengorbit sistem biner dengan massa setidaknya 20 massa matahari.
"Kami selalu memiliki pandangan yang sangat tersentral tata surya tentang seperti apa sistem planet 'seharusnya' terlihat," rekan penulis studi Matthias Samland, seorang astronom di Institut Astronomi Max Planck di Heidelberg, Jerman, mengatakan dalam sebuah pernyataan. Namun, katanya, selama dekade terakhir, keragaman sistem planet yang ditemukan telah memaksa kita untuk "memperluas pandangan sempit kita secara historis. Penemuan ini menambah bab menarik lainnya dalam cerita ini, kali ini untuk bintang masif."

Para astronom telah mendeteksi bintang katai putih yang berputar paling cepat yang pernah ditemukan -- yang menurut para peneliti bertindak seperti baling-baling magnet yang luar biasa kuat, sebuah studi baru menemukan.
Katai putih adalah bintang yang telah membakar semua bahan bakarnya dan melepaskan lapisan luarnya, meninggalkan inti yang dingin dan redup. Matahari kita suatu hari akan menjadi katai putih, seperti halnya lebih dari 90% bintang di Bima Sakti.
Dalam studi baru, para peneliti menganalisis katai putih di sistem bintang biner LAMOST J024048.51+195226.9. Katai putih ini adalah sisa bintang sekitar 2.015 tahun cahaya dari Bumi yang kira-kira seukuran planet kita tetapi setidaknya 230.000 kali massanya. Para peneliti mencitrakan pemintalan bintang menggunakan instrumen HiPERCAM yang sangat sensitif pada teleskop optik terbesar di dunia, Gran Telescopio Canarias selebar 10 meter di Kepulauan Canary Spanyol.
Gravitasi kuat katai putih menarik plasma dari pendampingnya yang lebih besar, bintang katai merah. Di masa lalu, material ini jatuh ke ekuator katai putih dengan kecepatan tinggi, menghasilkan putaran yang luar biasa cepat.
Katai putih juga memiliki medan magnet yang kuat, yang bertindak seperti penghalang pelindung yang menyebabkan sebagian besar plasma yang jatuh ke dalamnya meledak dari bintang mati dengan kecepatan sekitar 6,7 juta mph. Hal ini menjadikan sisa bintang ini sebagai "baling-baling magnetik" kedua yang pernah ditemukan katai putih, lebih dari 70 tahun sejak yang pertama.
Setiap plasma yang tidak terdorong menjauh dari J0240+1952 mengalir menuju kutub magnet katai putih. Ia berkumpul di titik terang di permukaan katai putih, dan saat ini berputar masuk dan keluar dari pandangan dari Bumi, para astronom mengamati pulsa cahaya, yang mereka gunakan untuk mengukur tingkat putaran katai putih.
Secara keseluruhan, katai putih menyelesaikan satu putaran penuh dalam 25 detik yang memecahkan rekor. Itu hampir 20% lebih cepat daripada katai putih yang berputar tercepat sebelumnya, yang menyelesaikan revolusi hanya dalam waktu 29 detik. "Dilihat dari sudut pandang Bumi, ini seperti hari hanya berlangsung selama 25 detik," kata penulis utama studi Ingrid Pelisoli, seorang astrofisikawan di University of Warwick di Inggris.
Temuan ini membantu mendukung prediksi teoretis tentang bagaimana baling-baling magnetik seharusnya berperilaku, yang belum dapat dikonfirmasi oleh para ilmuwan sampai mereka menemukan contoh kedua. "Saya merasa sangat puas untuk menemukan apa yang Anda harapkan," kata Pelisoli.

Setelah puluhan tahun melakukan eksplorasi di wilayah terkecil alam, fisikawan akhirnya menemukan bukti bahwa anyon ada. Pertama kali diprediksi oleh para ahli teori pada awal 1980-an, objek seperti partikel ini hanya muncul di alam yang terbatas pada dua dimensi, dan kemudian hanya dalam keadaan tertentu — seperti pada suhu mendekati nol mutlak dan di hadapan medan magnet yang kuat.
Fisikawan tertarik pada anyon bukan hanya karena penemuan mereka menegaskan karya teoretis selama puluhan tahun, tetapi juga karena alasan praktis. Misalnya: Anyons berada di jantung upaya Microsoft untuk membangun komputer kuantum yang berfungsi.
Tahun ini membawa dua konfirmasi terkait kuasipartikel. Yang pertama pada bulan April, dalam sebuah makalah yang ditampilkan di sampul Science, dari sekelompok peneliti di cole Normale Supérieure di Paris. Menggunakan pendekatan yang diusulkan empat tahun lalu, fisikawan mengirim gas elektron melalui penumbuk partikel yang sangat kecil untuk memunculkan perilaku aneh — terutama muatan listrik yang sangat kecil — yang hanya muncul jika ada anyon. Konfirmasi kedua datang pada bulan Juli, ketika sebuah kelompok di Universitas Purdue di Indiana menggunakan pengaturan eksperimental pada chip terukir yang menyaring interaksi yang mungkin mengaburkan perilaku anyon.
Fisikawan MIT Frank Wilczek, yang meramalkan dan menamai anyon pada awal 1980-an, menganggap makalah pertama sebagai penemuan tetapi mengatakan yang kedua memungkinkan kuasipartikel terkenal. "Karya indah yang membuat ladang ilmu berkembang," katanya. Anyon tidak seperti partikel elementer biasa; ilmuwan tidak akan pernah bisa mengisolasi satu dari sistem di mana ia terbentuk. Mereka kuasipartikel, yang berarti mereka memiliki sifat terukur seperti partikel — seperti lokasi, bahkan mungkin massa — tetapi mereka hanya dapat diamati sebagai hasil dari perilaku kolektif partikel konvensional lainnya. (Pikirkan bentuk geometris rumit yang dibuat oleh perilaku kelompok di alam, seperti kawanan burung yang terbang dalam formasi atau kumpulan ikan yang berenang sebagai satu kesatuan.)
Alam semesta yang diketahui hanya berisi dua jenis partikel elementer. Salah satunya adalah keluarga fermion, yang mencakup elektron, serta proton, neutron, dan quark yang membentuknya. Fermion menjaga diri mereka sendiri: Tidak ada dua fermion yang bisa eksis dalam keadaan kuantum yang sama pada waktu yang sama. Jika partikel-partikel ini tidak memiliki sifat ini, semua materi bisa runtuh begitu saja ke satu titik. Karena fermion, materi padat ada.
Partikel lainnya di alam semesta adalah boson, kelompok yang mencakup partikel seperti foton (pembawa pesan cahaya dan radiasi) dan gluon (yang "merekatkan" quark bersama-sama). Tidak seperti fermion, dua atau lebih boson dapat berada dalam keadaan yang sama pada waktu yang sama.
Mereka cenderung berkelompok. Karena penggumpalan inilah kita memiliki laser, yang merupakan aliran foton yang semuanya menempati keadaan kuantum yang sama.
Anyon tidak cocok dengan salah satu kelompok. Apa yang membuat anyon sangat menarik bagi fisikawan adalah mereka menunjukkan sesuatu yang analog dengan memori partikel. Jika fermion mengorbit fermion lain, keadaan kuantumnya tetap tidak berubah. Hal yang sama berlaku untuk boson.
Anyon berbeda. Jika satu bergerak di sekitar yang lain, keadaan kuantum kolektif mereka bergeser. Mungkin membutuhkan tiga atau bahkan lima putaran atau lebih sebelum anyon kembali ke keadaan semula. Pergeseran kecil dalam gelombang ini bertindak seperti semacam memori perjalanan. Properti ini menjadikannya objek yang menarik untuk komputer kuantum, yang bergantung pada status kuantum yang terkenal rapuh dan rentan terhadap kesalahan. Anyons menyarankan cara yang lebih kuat untuk menyimpan data.
Wilczek menunjukkan bahwa anyon mewakili seluruh "kerajaan" yang berisi banyak varietas dengan perilaku eksotis yang dapat dieksplorasi dan dimanfaatkan di masa depan. Dia mulai berpikir tentang mereka sekitar 40 tahun yang lalu di sekolah pascasarjana, ketika dia menjadi frustrasi dengan bukti yang hanya menetapkan keberadaan dua jenis partikel.
Dia membayangkan sesuatu yang lain, dan ketika ditanya tentang properti mereka yang lain atau di mana menemukan perantara yang aneh ini, setengah bercanda berkata, "apa saja boleh" — memunculkan akhirnya memunculkan nama itu.
Sekarang, katanya, studi baru ini hanyalah permulaan. Ke depan, dia melihat anyon sebagai alat untuk menemukan keadaan materi yang eksotis yang, untuk saat ini, tetap menjadi ide liar dalam fisika teori.