European Pulsar Timing Array
European Pulsar Timing Array (EPTA) adalah kolaborasi astronomi yang menggabungkan pengamatan pulsar dengan sejumlah teleskop radio Eropa untuk mencari gelomban…
| European Pulsar Timing Array | |
|---|---|
| EPTA | |
| Identitas | |
| Jenis | Kerja sama pengamatan waktu kedatangan pulsa radio[1] |
| Tujuan | Meneliti gelombang gravitasi berfrekuensi sangat rendah[1] |
| Lingkup | Observatorium radio di beberapa negara Eropa[2] |
| Pengamatan dan kerja sama | |
| Rilis data kedua | Pengamatan 25 pulsar milidetik, dengan rentang masing-masing 14 sampai 25 tahun[3] |
| Jaringan terkait | Large European Array for Pulsars dan International Pulsar Timing Array[2][4] |
| Situs resmi | epta.eu.org |
| EPTA adalah kolaborasi penelitian, bukan satu teleskop atau satu gedung. | |
European Pulsar Timing Array (EPTA) adalah kolaborasi astronomi yang menggabungkan pengamatan pulsar dengan sejumlah teleskop radio Eropa untuk mencari gelombang gravitasi berfrekuensi sangat rendah.[1] Objek yang diamati terutama pulsar milidetik, yakni bintang neutron yang berputar cepat dan menghasilkan rangkaian pulsa gelombang radio relatif teratur. Peneliti membandingkan waktu kedatangan pulsa dari berbagai arah di langit selama bertahun-tahun. Penyimpangan waktu yang saling berkaitan dapat mengungkap pengaruh gelombang gravitasi pada lintasan sinyal.[5]
Hubungan EPTA dengan Uni Eropa tampak pada jaringan observatorium di negara anggotanya dan pendanaan Eropa untuk salah satu unsur pentingnya, Large European Array for Pulsars (LEAP). Proyek LEAP menerima hibah melalui Program Kerangka Ketujuh Uni Eropa untuk periode 2009 sampai 2014.[6] EPTA sendiri tetap merupakan kolaborasi lembaga penelitian, dengan mitra di negara anggota maupun di luar Uni Eropa. Hasil 2023 memberikan bukti adanya sinyal latar gelombang gravitasi, sedangkan pencarian satu sumber tertentu merupakan pertanyaan berbeda yang belum diselesaikan oleh hasil tersebut.[7][8]
Prinsip pengamatan
Pulsar milidetik berfungsi sebagai acuan waktu karena rotasinya sangat stabil. Setiap kali pancaran radionya melintasi Bumi, observatorium menerima pulsa yang waktu kedatangannya dapat diukur. Model waktu harus memperhitungkan gerak Bumi, gerak pulsar, medium antarbintang, dan bila perlu orbit pasangannya. Sisa antara waktu yang diamati dan yang diperkirakan disebut residu waktu. Rilis data EPTA menekankan bahwa penentuan parameter satu pulsar merupakan langkah awal sebelum mencari pola bersama di banyak pulsar.[5] Karena itu, satu keterlambatan pulsa tidak cukup untuk menyimpulkan adanya gelombang gravitasi.
Gelombang gravitasi pada rentang nanohertz mempunyai periode yang dapat mencapai bertahun-tahun. Pengaruhnya pada residu waktu jauh lebih lambat daripada sinyal yang diukur detektor darat pada peristiwa tabrakan objek kompak.[7] Susunan pulsar yang tersebar di langit memungkinkan peneliti menilai apakah perubahan waktu antarpasangan pulsar mengikuti pola sudut yang diramalkan teori relativitas umum. Pola korelasi itu membantu membedakan latar gelombang gravitasi dari galat jam atom, kesalahan posisi Bumi, atau gangguan alat yang memengaruhi pengamatan dengan cara lain.[9][7]
Pengaruh medium antarbintang perlu dipisahkan dari kemungkinan sinyal gravitasi. Elektron bebas di sepanjang lintasan memperlambat gelombang radio dengan besar yang bergantung pada frekuensinya, sedangkan gelombang gravitasi tidak mengikuti ketergantungan radio yang sama. Pengamatan pada beberapa frekuensi, kalibrasi perangkat, dan model kebisingan tiap pulsar menjadi unsur penting analisis.[9] Makalah kebisingan untuk rilis kedua memperlihatkan bahwa perbedaan sistem penerima dan sifat masing-masing pulsar dapat mengubah kesimpulan bila semuanya diberi model sederhana yang sama. Koreksi ini bersifat ilmiah, bukan hanya penyesuaian teknis setelah sinyal ditemukan.[10][9]
Model waktu tiap pulsar juga memperhitungkan perubahan posisi tampaknya ketika Bumi bergerak mengelilingi Matahari dan kemungkinan gerak pulsar itu sendiri. Pada objek yang memiliki pasangan, pengaruh orbit dapat menghasilkan keterlambatan yang harus dipisahkan dari sisa waktu lain.[5] Rilis kedua meningkatkan beberapa taksiran jarak dan parameter orbit, sehingga data yang sama berguna bagi penelitian bintang neutron selain pencarian gelombang gravitasi. Ketelitian baru itu tidak berarti tiap pulsar sama baiknya sebagai acuan waktu: tingkat kebisingan dan panjang deret pengamatan berbeda antarobjek.[5][9]
Jaringan teleskop dan pembiayaan
EPTA menggunakan hasil teleskop Lovell di Britania Raya, Nançay di Prancis, Effelsberg di Jerman, Westerbork di Belanda, dan Sardinia di Italia. Melalui LEAP, rekaman tertentu dari kelima tempat dapat digabungkan secara selaras sehingga kepekaannya mendekati teleskop tunggal berdiameter setara 194 meter.[2] Angka tersebut adalah ukuran setara dari penggabungan sinyal, bukan diameter antena yang benar-benar dibangun. Kelima teleskop juga menghasilkan deret waktu untuk analisis EPTA tanpa harus selalu beroperasi sebagai satu unit LEAP.[5]
Proyek LEAP didanai hibah Uni Eropa sekitar 2,46 juta euro menurut catatan CORDIS. Hibah itu dikoordinasikan Universitas Manchester dan berlangsung dari Januari 2009 sampai September 2014.[6] Rentang hibah tidak membatasi seluruh usia EPTA: pengamatan pulsar telah dilakukan sebelum proyek tersebut dan terus dipakai sesudahnya. Kerja sama ilmuwan dari berbagai negara juga tidak identik dengan keanggotaan politik Uni Eropa. Dalam daftar teleskop terdapat Inggris, yang kini berada di luar Uni Eropa, sementara kegiatan EPTA tetap melibatkan mitra Eropa dan internasional.[2][1]
Penggabungan data antarobservatorium memerlukan standar waktu, kalibrasi frekuensi, dan penanganan perbedaan instrumen. Teleskop dengan penerima baru dapat memperkecil ketidakpastian waktu kedatangan, tetapi peralihan perangkat juga menambah batas sistematis antara pengamatan lama dan baru.[5] Makalah tahun 2016 melaporkan pengukuran presisi 42 pulsar milidetik dengan rentang data masing-masing sekitar tujuh sampai 18 tahun pada rilis pertama. Rilis kedua memakai 25 pulsar terpilih dengan rentang individual 14 sampai 25 tahun, sehingga jumlah objek pada kedua publikasi tidak dapat dibaca sebagai ukuran tunggal pertumbuhan jaringan.[11][5]
Sebaran pengamatan selama puluhan tahun menentukan jenis sinyal yang dapat dicari. Periode gelombang yang sangat panjang memerlukan deret waktu lama agar variasinya tidak tercampur dengan koreksi putaran pulsar atau perubahan perlahan instrumen.[5][7] Sebaliknya, ketepatan tiap pengamatan membantu melihat perubahan yang lebih kecil di dalam rentang waktu itu. LEAP meningkatkan ketepatan sebagian pengukuran dengan menyatukan sinyal lima antena, sementara keberlanjutan observatorium dan penyimpanan arsip menjaga rentang waktunya. Kedua unsur tersebut memberi sumbangan berbeda pada kepekaan EPTA.[2][5]
Rilis data dan hasil penelitian
Rilis kedua EPTA berisi waktu kedatangan pulsa, parameter orbit dan rotasi, serta model kebisingan untuk 25 pulsar milidetik. Data yang masuk dalam analisis berakhir pada awal 2021 walaupun makalah utama terbit pada 2023.[5] EPTA menyediakan kumpulan data, perangkat lunak, dan skrip analisis bagi pemeriksa lain melalui laman rilisnya.[3] Data terbuka memungkinkan pengujian ulang asumsi statistik, tetapi pengguna tetap perlu memahami pemilihan pulsar, sejarah instrumen, dan ketidakpastian model waktu sebelum membandingkan hasil.[9]
Analisis pencarian sinyal pada 2023 menelaah kumpulan penuh hampir 25 tahun dan bagian sekitar sepuluh tahun yang menggunakan sistem pengamatan lebih baru. Pada bagian yang lebih baru, tim melaporkan bukti korelasi yang cocok dengan latar gelombang gravitasi; ukuran bukti pada kumpulan penuh lebih lemah dalam analisis tertentu.[7] Perbedaan ini menjadikan model kebisingan dan pilihan rentang data bagian penting penafsiran. EPTA juga membandingkan sebagian hasil dengan data Indian Pulsar Timing Array untuk memperbaiki pengukuran pengaruh medium antarbintang pada pulsar yang sama.[7]
Makalah pencarian membedakan adanya variasi lambat yang sama pada beberapa pulsar dari korelasi sudut khusus yang diharapkan bagi gelombang gravitasi. Variasi bersama saja dapat muncul karena masalah acuan waktu atau penentuan gerak Bumi; bentuk korelasi antarpasangan menjadi uji yang lebih khusus.[9][7] Penulis melaporkan nilai bukti statistik yang berbeda menurut pilihan data dan model, lalu menyatakan spektrum sinyal masih memiliki ketidakpastian. Dalam statistika, angka dukungan model harus ditafsirkan bersama pilihan pengujian, bukan sebagai ukuran yang berlaku tanpa syarat untuk semua pengolahan data.[7]
Latar yang dicari dapat berasal dari populasi pasangan lubang hitam supermasif di pusat galaksi yang perlahan berputar saling mendekat. Namun, bentuk spektrum juga dipakai untuk menilai penjelasan kosmologis lain, termasuk beberapa model alam semesta awal. Kajian lanjutan rilis kedua membandingkan kemungkinan tersebut dan menunjukkan bahwa penafsiran astrofisika bergantung pada spektrum serta asumsi populasi sumber.[12] Bukti pola bersama bukan identifikasi pasangan lubang hitam tertentu, apalagi pengukuran langsung seluruh populasinya satu per satu.[7][12]
EPTA juga mencari gelombang yang hampir terus-menerus dari satu sumber, berbeda dari latar gabungan banyak sumber. Makalah 2024 melaporkan batas dan kandidat statistik untuk sinyal semacam itu, tetapi tidak menetapkan satu sumber individual yang terkonfirmasi.[8] Pemisahan dua jenis pencarian diperlukan karena kesimpulan mengenai latar tidak otomatis berlaku bagi sumber tunggal. Dengan pengamatan lebih lama dan lebih banyak pulsar, peluang memisahkan keduanya dapat berubah, sementara tingkat keyakinannya harus selalu mengikuti analisis yang diterbitkan.[8]
Sumber tunggal yang paling sering dibahas dalam model ialah pasangan lubang hitam sangat besar yang belum menyatu. Sinyalnya diharapkan mengubah waktu kedatangan pulsa secara teratur pada frekuensi tertentu, berbeda dari gabungan banyak pasangan yang membentuk latar lebih acak.[12][8] Makalah pencarian sumber kontinu menggunakan rilis kedua untuk memberi batas pada kekuatan sinyal yang mungkin lolos dari pengamatan. Batas seperti itu tetap bernilai: ia menyaring sebagian kemungkinan tentang jumlah, jarak, dan massa pasangan sumber, meskipun belum menunjukkan alamat satu sistem di langit.[8]
EPTA berbagi metode dan data dengan International Pulsar Timing Array (IPTA), konsorsium yang juga mencakup kelompok pengamatan dari wilayah lain.[4] Gabungan internasional memperluas sebaran pulsar di langit dan membantu memeriksa apakah suatu pola hanya muncul pada satu jaringan instrumen. Publikasi IPTA mengenai rilis pertama menjelaskan bahwa set datanya memadukan data EPTA dengan kelompok lain, bukan mengambil alih kepemilikan teleskop-teleskop Eropa.[13] Peran EPTA dalam kerja sama ini adalah menyumbang pengamatan jangka panjang, analisis, dan kemampuan teleskop radio Eropa untuk penelitian astrofisika gelombang gravitasi.[1][4]
Penggabungan lintas jaringan juga memberi pemeriksaan silang atas kesalahan lokal. Sebuah gangguan pada satu penerima radio seharusnya tidak menghasilkan pola langit yang sama pada teleskop kelompok lain. Namun, penggabungan bukan sekadar menyatukan tabel: setiap kelompok memiliki cara kalibrasi, acuan waktu, dan sejarah peningkatan alat.[13] Makalah rilis IPTA menjelaskan perlunya menyelaraskan data dan model kebisingan sebelum melakukan pencarian bersama. Dengan demikian, peningkatan kepekaan berasal dari gabungan jumlah pulsar, rentang tahun, ketepatan waktu, dan pengendalian perbedaan instrumen.[13][9]
Lihat pula
Referensi
- ^ a b c d e "The European Pulsar Timing Array". European Pulsar Timing Array. Diakses tanggal 2026-10-08.
- ^ a b c d e "The LEAP Project". European Pulsar Timing Array. Diakses tanggal 2026-10-08.
- ^ a b "Data Release 2". European Pulsar Timing Array. Diakses tanggal 2026-10-08.
- ^ a b c "International Pulsar Timing Array". International Pulsar Timing Array. Diakses tanggal 2026-10-08.
- ^ a b c d e f g h i j EPTA Collaboration (2023). "The second data release from the European Pulsar Timing Array. I. The dataset and timing analysis". Astronomy & Astrophysics. 678: A48. doi:10.1051/0004-6361/202346841. Diakses tanggal 2026-10-08.
- ^ a b "Large European Array for Pulsars". CORDIS. Komisi Eropa. Diakses tanggal 2026-10-08.
- ^ a b c d e f g h i EPTA Collaboration and InPTA Collaboration (2023). "The second data release from the European Pulsar Timing Array. III. Search for gravitational wave signals". Astronomy & Astrophysics. 678: A50. doi:10.1051/0004-6361/202346844. Diakses tanggal 2026-10-08.
- ^ a b c d e EPTA Collaboration and InPTA Collaboration (2024). "The second data release from the European Pulsar Timing Array. V. Search for continuous gravitational wave signals". Astronomy & Astrophysics. 690: A118. doi:10.1051/0004-6361/202348568. Diakses tanggal 2026-10-08.
- ^ a b c d e f g EPTA Collaboration and InPTA Collaboration (2023). "The second data release from the European Pulsar Timing Array. II. Customised pulsar noise models for spatially correlated gravitational waves". Astronomy & Astrophysics. 678: A49. doi:10.1051/0004-6361/202346842. Diakses tanggal 2026-10-08.
- ^ "The noise properties of 42 millisecond pulsars from the European Pulsar Timing Array and their impact on gravitational-wave searches". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 457: 4421–4440. 2016. doi:10.1093/mnras/stw179. Diakses tanggal 2026-10-08.
{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: DOI bebas tanpa ditandai (link) - ^ Desvignes, Gregory (2016). "High-precision timing of 42 millisecond pulsars with the European Pulsar Timing Array". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 458: 3341–3380. doi:10.1093/mnras/stw483. Diakses tanggal 2026-10-08.
{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: DOI bebas tanpa ditandai (link) - ^ a b c EPTA Collaboration and InPTA Collaboration (2024). "The second data release from the European Pulsar Timing Array. IV. Implications for massive black holes, dark matter, and the early Universe". Astronomy & Astrophysics. 685: A94. doi:10.1051/0004-6361/202347433. Diakses tanggal 2026-10-08.
- ^ a b c "The International Pulsar Timing Array: first data release". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 458: 1267–1288. 2016. doi:10.1093/mnras/stw347. Diakses tanggal 2026-10-08.
{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: DOI bebas tanpa ditandai (link)
Pranala luar
Content Disclaimer
Informasi ini disarikan dari Wikipedia dan disajikan kembali untuk tujuan edukasi. Konten tersedia di bawah lisensi CC BY-SA 3.0. Kami tidak bertanggung jawab atas ketidakakuratan data yang bersumber dari kontribusi publik tersebut.
- The information displayed on this website is sourced in part or in whole from Wikipedia and has been adapted for the purpose of restating it. We strive to provide accurate and relevant information, however:
- There is no guarantee of absolute accuracy. Wikipedia is an open, collaborative project that can be edited by anyone, so information is subject to change.
- It is not intended to constitute professional advice. The content displayed is for informational and educational purposes only. For important decisions (e.g., medical, legal, or financial), please consult a professional.
- Content copyright. Wikipedia is licensed under the Creative Commons Attribution-ShareAlike License (CC BY-SA). This means that content may be reused with appropriate attribution and shared under a similar license.
- Responsible use. Any risk arising from the use of information from this website is entirely the responsibility of the user.