Astronom baru saja menemukan sebuah gugus galaksi purba yang suhunya terlalu panas untuk ukuran usianya—sebuah temuan yang membuat para ahli mempertanyakan kembali teori-teori utama tentang pembentukan dan perkembangan gugus galaksi.
Gugus galaksi ini sudah ada ketika alam semesta masih sangat muda, hanya sekitar 1,4 miliar tahun setelah Big Bang. Yang mengejutkan: gas yang mengisi ruang antargalaksi di dalam gugus itu jauh lebih panas dari prediksi model saat ini.
Temuan ini dipublikasikan pada 5 Januari di jurnal Nature, dan disebut bisa memaksa para ilmuwan untuk “mengoreksi” pola pertumbuhan gugus galaksi yang selama ini dianggap mapan.
**Mengapa Suhu Gas Antargalaksi Begitu Penting**
Gugus galaksi adalah struktur raksasa di alam semesta: kumpulan ratusan hingga ribuan galaksi yang terikat oleh gravitasi. Namun bukan hanya galaksi yang membentuk gugus—ada juga “lem” tak kasat mata berupa materi gelap, serta campuran gas panas yang dikenal sebagai intracluster medium (gas antargalaksi di dalam gugus).
Gas intracluster medium ini bukan sekadar “pengisi ruang kosong”. Suhunya adalah penanda penting untuk memahami “umur” dan proses pembentukan gugus. Secara teori, ketika gugus galaksi terbentuk, gas di dalamnya perlahan memanas karena interaksi gravitasi antar objek di gugus, energi dari bintang-bintang muda, dan aktivitas lubang hitam.
Masalahnya, proses ini seharusnya memakan waktu sangat lama. Jadi, gugus yang masih muda seharusnya belum punya atmosfer gas yang super panas. Karena itulah, penemuan kali ini terasa janggal.
**SPT2349-56: Gugus Kecil dengan Aktivitas Ekstrem**
Gugus galaksi yang dimaksud bernama SPT2349-56. Para peneliti mengamatinya menggunakan Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA)—teleskop radio raksasa yang berlokasi di Chili.
Meskipun disebut “relatif kecil” (ukurannya kira-kira sebanding dengan halo luar Bima Sakti), SPT2349-56 punya isi yang benar-benar ekstrem. Di dalamnya ada lebih dari 30 galaksi aktif, tiga lubang hitam supermasif, dan memiliki laju pembentukan bintang lebih dari 5.000 kali lebih cepat dibandingkan Bima Sakti.
Dengan memanfaatkan fenomena thermal Sunyaev–Zeldovich effect (cara mendeteksi panas gas melalui pengaruhnya terhadap radiasi latar kosmik), tim menemukan bahwa gas intracluster medium di SPT2349-56 setidaknya lima kali lebih panas daripada yang diperkirakan teori pembentukan gugus galaksi untuk usia semuda itu.
“Kami tidak menyangka akan melihat atmosfer gugus yang begitu panas begitu awal dalam sejarah kosmik,” kata Dazhi Zhou, mahasiswa PhD di University of British Columbia. “Bahkan, pada awalnya saya skeptis terhadap sinyal itu karena terlalu kuat untuk menjadi nyata.”
**Peran Lubang Hitam Supermasif**
Para peneliti menduga ada sesuatu yang sejak dini sudah “memompa” energi ke lingkungan sekitar gugus, sehingga gasnya memanas jauh lebih cepat dari seharusnya. Kandidat utamanya: tiga lubang hitam supermasif yang baru-baru ini ditemukan di dalam gugus.
Scott Chapman, salah satu penulis studi dan astrofisikawan dari Dalhousie University, menegaskan bahwa penemuan ini bisa mengubah cara kita memahami gugus galaksi.
“Memahami gugus galaksi adalah kunci untuk memahami galaksi terbesar di alam semesta,” kata Chapman. “Galaksi-galaksi masif sebagian besar berada di gugus, dan evolusi mereka sangat dibentuk oleh lingkungan gugus yang kuat saat terbentuk, termasuk intracluster medium.”
Chapman juga menambahkan bahwa sumber energi di alam semesta muda tampaknya bekerja lebih dini dan lebih kuat daripada yang selama ini diasumsikan.
“Ini memberi tahu kita bahwa sesuatu di alam semesta awal, kemungkinan tiga lubang hitam supermasif yang baru ditemukan di gugus, sudah memompa energi dalam jumlah besar ke sekitarnya dan membentuk gugus muda ini jauh lebih awal dan lebih kuat daripada yang kita kira.”
**Implikasi untuk Teori Evolusi Galaksi**
Selama ini, model pembentukan gugus galaksi mengasumsikan proses pemanasan gas intracluster medium berjalan bertahap. Jika SPT2349-56 sudah memiliki atmosfer super panas ketika alam semesta baru berusia 1,4 miliar tahun, berarti gugus galaksi bisa terbentuk lebih cepat daripada prediksi saat ini.
Selain itu, aktivitas lubang hitam supermasif mungkin punya peran lebih dominan dan lebih awal dalam membentuk “lingkungan gugus”, sehingga pola pertumbuhan gugus galaksi yang selama ini diyakini perlu direvisi.
Temuan ini menambahkan satu bab penting dalam pertanyaan besar kosmologi: seberapa cepat struktur raksasa bisa terbentuk di alam semesta awal?
“Kami ingin mengetahui bagaimana pembentukan bintang yang intens, lubang hitam yang aktif, dan atmosfer yang terlalu panas ini saling berinteraksi, dan apa artinya untuk cara gugus galaksi masa kini dibangun,” kata Zhou. “Bagaimana semua ini bisa terjadi sekaligus dalam sistem yang begitu muda dan kompak?”
Sumber: Kompas.com
Buku Terkait: