Astronom Merinding Saat Identifikasi Galaksi Terjauh, Jaraknya 13 Miliar Tahun Cahaya

REPUBLIKA.CO.ID, CAMBRIDGE -- Sebuah objek merah menyala di alam semesta awal telah diidentifikasi sebagai galaksi terjauh yang ditemukan hingga saat ini. Para astronom mengungkapkan objek ini adalah sebuah galaksi yang ada 330 juta tahun setelah Big Bang.

Cahaya redupnya, yang terbentang oleh perluasan Semesta, harus menempuh perjalanan 13,5 miliar tahun cahaya untuk mencapai Bumi. Para penemunya menamai galaksi HD1. Penamaan itu mewakili sesuatu yang misterius.

Para ilmuwan tidak sepenuhnya yakin apa galaksi itu. Mereka belum bisa menyimpulkan apakah itu galaksi ledakan bintang, yang secara positif bergolak dengan pembentukan bintang, atau quasar, dengan lubang hitam supermasif besar yang aktif di pusatnya.

Pertumbuhan lubang hitam ke ukuran supermasif begitu cepat setelah semesta mengedipkan mata menjadi tantangan bagi model pembentukan dan evolusi lubang hitam.

“Menjawab pertanyaan tentang sifat sumber yang begitu jauh dapat menjadi tantangan,” kata astrofisikawan Fabio Pacucci dari Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics, dilansir dari Sciencealert, Kamis (7/4/2022).

Pacucci mengungkapkan ini seperti menebak kebangsaan sebuah kapal dari bendera yang dikibarkan, saat berada jauh di darat, dengan kapal di tengah badai dan kabut tebal.

“Orang mungkin bisa melihat beberapa warna dan bentuk bendera, tapi tidak secara keseluruhan. Ini pada akhirnya merupakan permainan analisis yang panjang dan mengesampingkan skenario yang tidak masuk akal,” ujarnya.

Mendeteksi objek dari alam semesta awal sangat sulit. Bahkan quasar, objek paling terang di seluruh kosmos, diredupkan melintasi jangkauan ruang-waktu yang luas, sampai-sampai teleskop yang paling kuat berjuang untuk menangkap cahayanya. HD1 ditemukan sebagai bagian dari survei untuk menemukan galaksi di awal semesta, yang hasilnya dirinci dalam makalah yang diterima untuk dipublikasikan di The Astrophysical Journal, dan juga tersedia di arXiv.

Baca juga : Jepang Usul Penggunaan Komputer Kuantum Domestik Pertama

Analisis HD1 dan galaksi kedua bernama HD2, yang jaraknya hampir sama, telah diterima di  Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, dan juga tersedia di arXiv. Survei ini menggunakan empat teleskop optik dan inframerah yang kuat: Teleskop Subaru, Teleskop VISTA, Teleskop inframerah Inggris, dan Teleskop Luar Angkasa Spitzer. Di antara teleskop tersebut, mereka menghabiskan lebih dari 1.200 jam waktu pengamatan, mengintip ke Cosmic Dawn untuk mencari cahaya di alam semesta awal.

“Merupakan kerja keras untuk menemukan HD1 dari lebih dari 700.000 objek," kata astronom Yuichi Harikane dari Universitas Tokyo di Jepang.

“Warna merah HD1 sangat cocok dengan karakteristik yang diharapkan dari galaksi yang jaraknya 13,5 miliar tahun cahaya, membuat saya merinding ketika menemukannya.”

Warna merah dikenal sebagai pergeseran merah, dan itu terjadi ketika sumber cahaya menjauh dari kita, hal ini menyebabkan panjang gelombang cahaya yang datang dari sumber itu meningkat menuju ujung spektrum elektromagnetik yang lebih merah, itulah sebabnya disebut pergeseran merah.

Karena alam semesta mengembang, galaksi lain tampak bergeser merah; semakin jauh jarak dalam ruang-waktu, semakin besar pergeseran merahnya. Efek ini memungkinkan para astronom untuk menghitung seberapa jauh perjalanan cahaya untuk mencapai kita.

Tapi cahaya dari HD1 membingungkan. Cahaya ini sangat terang dalam panjang gelombang ultraviolet, yang menunjukkan bahwa proses yang sangat energik sedang terjadi di dalam galaksi. Pada awalnya, para peneliti mengira itu adalah aktivitas ledakan bintang yang normal-sampai mereka menghitung jumlah bintang yang harus terbentuk untuk menghasilkan cahaya sebanyak itu.

Baca juga : Tesla akan Tambang Bitcoin Pakai Tenaga Surya di Texas

Jumlahnya sangat tinggi, lebih dari 100 bintang per tahun. Jumlah itu 10 kali lebih tinggi dari yang diharapkan untuk sebuah galaksi di alam semesta awal. Ketegangan ini dapat diselesaikan jika bintang-bintang yang lahir tidak sama dengan bintang-bintang yang kita lihat hari ini.

“Populasi bintang pertama yang terbentuk di alam semesta lebih masif, lebih bercahaya, dan lebih panas daripada bintang modern,” kata Pacucci.

"Jika kita berasumsi bahwa bintang yang dihasilkan di HD1 adalah bintang pertama, atau Populasi III, maka sifat-sifatnya dapat dijelaskan dengan lebih mudah. Faktanya, bintang Populasi III mampu menghasilkan lebih banyak sinar UV daripada bintang normal, yang dapat menjelaskan fenomena ekstrem. luminositas ultraviolet HD1."

Pilihan lainnya adalah jika galaksi itu adalah quasar. Quasar singkatan dari quasi-stellar radio sources – hasil luar biasa terang dari inti galaksi aktif, dengan lubang hitam supermasif yang melahap materi dengan kecepatan sedemikian rupa sehingga panasnya menghasilkan kobaran cahaya melintasi Semesta. Untuk menghasilkan cahaya yang diamati, tim menghitung, lubang hitam supermasif harus sekitar 100 juta kali massa Matahari.

Ukuran itu sangat menantang model pertumbuhan lubang hitam supermasif. Ini sangat padat, sangat awal di alam semesta.

Baca juga : iOS 16 akan Sertakan Pembaruan Notifikasi dan Fitur Pelacakan Kesehatan Baru?

 "Terbentuk beberapa ratus juta tahun setelah Big Bang, lubang hitam di HD1 pasti telah tumbuh dari benih besar dengan kecepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya," kata astrofisikawan Avi Loeb dari Harvard and Smithsonian Center for Astrophysics.

Tim berharap pengamatan di masa depan dengan Teleskop Luar Angkasa James Webb, mesin yang dioptimalkan untuk mengintip ke alam semesta awal, akan mengungkapkan sifat cahaya fajar yang misterius ini.

Ikuti Whatsapp Channel Republika