Para ilmuwan telah membuat terobosan dalam memahami asal usul salah satu partikel paling kuat yang pernah terdeteksi: partikel “Amaterasu”. Dinamakan setelah dewi matahari Jepang, sinar kosmik ini membawa energi 40 juta kali lebih banyak daripada partikel yang dihasilkan oleh akselerator terbesar di dunia, Large Hadron Collider (LHC). Penemuan ini menyoroti peristiwa ekstrem yang mempercepat materi hingga kecepatan yang tak terbayangkan dan dapat membantu menentukan wilayah paling ganas di alam semesta.
Teka-teki Sinar Kosmik Berenergi Ultra Tinggi
Sinar kosmik adalah partikel bermuatan energi tinggi yang terus-menerus membombardir bumi dari luar angkasa. Partikel Amaterasu, yang terdeteksi pada tahun 2021, menduduki peringkat kedua paling energik yang pernah diamati — hanya dilampaui oleh partikel legendaris “Ya Tuhan” yang terdeteksi pada tahun 1991. Tingkat energi ekstrem seperti itu sangat jarang terjadi, sehingga mendorong para ilmuwan untuk menyelidiki sumbernya: terutama, sisa-sisa ledakan supernova dan lingkungan kacau di sekitar lubang hitam supermasif di pusat galaksi.
Teka-teki ini semakin dalam karena Amaterasu tampaknya berasal dari “Local Void,” sebuah wilayah ruang angkasa yang luas dan hampir kosong. Ruang hampa tersebut tidak memiliki kondisi padat dan penuh kekerasan yang biasanya dikaitkan dengan percepatan partikel berenergi tinggi, sehingga membuat asal usulnya semakin membingungkan.
Poin Analisis Baru Melampaui Kekosongan
Peneliti Francesca Capel dan Nadine Bourriche dari Institut Fisika Max Planck menantang asumsi ini. Dengan menggunakan pendekatan baru berbasis data, mereka menemukan bukti bahwa Amaterasu kemungkinan besar tidak berasal dari Kekosongan Lokal, namun dari galaksi pembentuk bintang di dekatnya. Secara khusus, analisis mereka menunjukkan kemungkinan besar bahwa partikel tersebut diluncurkan dari M82, sebuah galaksi yang relatif dekat dan aktif terbentuk.
Metode tim menggabungkan simulasi berbasis fisika realistis dengan data observasi menggunakan teknik statistik yang disebut Approximate Bayesian Computation dalam tiga dimensi. Teknik ini membandingkan jalur prediksi sinar kosmik berenergi tinggi, dengan mempertimbangkan pengaruh medan magnet, dengan observasi sebenarnya untuk menentukan lokasi sumber yang paling mungkin.
Implikasinya terhadap Pemahaman Peristiwa Kosmik Ekstrim
Implikasinya lebih dari sekedar memecahkan misteri Amaterasu. Dengan mengidentifikasi potensi pabrik sinar kosmik, para ilmuwan dapat lebih memahami bagaimana alam semesta mempercepat materi hingga mencapai energi ekstrem. Pengetahuan ini juga dapat mengungkap wawasan tentang perilaku materi dalam kondisi yang jauh melampaui apa pun yang dapat dicapai di laboratorium.
“Menjelajahi sinar kosmik berenergi sangat tinggi membantu kita untuk lebih memahami bagaimana alam semesta dapat mempercepat materi menjadi energi tersebut, dan juga untuk mengidentifikasi lingkungan di mana kita dapat mempelajari perilaku materi dalam kondisi ekstrem seperti itu,” kata Capel.
Tim peneliti kini fokus menyempurnakan metode analisis statistik mereka untuk memaksimalkan potensi data yang ada, dengan tujuan untuk mendapatkan pemahaman yang lebih mendalam tentang kekuatan yang membentuk partikel paling energik di alam semesta. Pekerjaan ini akan membantu mengungkap rahasia lingkungan paling kejam di kosmos.
