Ledakan
Kosmik, Kandidat Obyek Terjauh di Alam Semesta
Bulan April 2009, kala itu satelit
Swift milik NASA berhasil mendeteksi semburan sinar gamma atau gamma ray burst
aka GRB yang kemudian menarik perhatian para astronom. Apa istimewanya?
GRB 090429B ini merupakan satu
diantara semburan sinar gamma yang ada di alam semesta. Semburan sinar gamma
sendiri merupakan ledakan keras dan bencana besar dari bintang masif. Bayangkan
peristiwa ini sebagai supernova yang super, kematian bagi bintang yang memiliki
umur pendek dengan kehidupan yang penuh dinamika.
Tapi lagi-lagi pertanyaannya, apa
istimewanya GRB 090429B tersebut? Yang menarik dari semburan sinar gamma yang
satu ini adalah kemungkinan dirinya menjadi kandidat obyek terjauh yang ada di
alam semesta. Jarak yang diperkirakan adalah 13,14 milyar tahun cahaya.
Artinya, semburan sinar gamma ini berada jauh melebihi keberadaan quasar yang
sudah dikenal saat ini dan bahkan bisa lebih jauh lagi dari galaksi dan
semburan sinar gamma yang sudah ada. Arti lainnya? Para astronom berhasil
menemukan galaksi-galaksi yang berada di masa awal alam semesta. Semakin
mendekati masa awal keberadaan alam semesta maka semakin banyak pula informasi
yang bisa didapat tentang kondisi awal alam semesta serta apa yang terjadi saat
itu.
Ledakan dari masa lalu
Ditemukan pada tanggal 29 April
2009, semburan tersebut diberi nama sekaligus mengiindikasikan saat ia
ditemukan yakni 090429B dengan B menunjukkan bahwa ia merupakan semburan kedua
yang diamati pada hari yang sama.
Semburan sinar gamma merupakan
sebuah letupan yang sangat terang yang memancarkan lebih banyak cahaya hanya
dalam waktu beberapa detik. Lebih banyak dari cahaya yang dipancarkan Matahari
dalam seluruh hidupnya. Semburan yang luar biasa terang tersebut terjadi di
suatu lokasi dalam rentang alam semesta yang bisa diamati. Laju terjadinya
semburan di alam semesta diketahui sebanyak 2 semburan setiap harinya. Semburan
yang sangat terang tersebut bisa dilihat dari jarak yang sangat jauh. Bahkan
bisa dideteksi dari jarak milyaran tahun cahaya oleh Swift dan satelit
pendeteksi lainnya.
Semburan sinar gamma raksasa ini
meletus dari bintang yang meledak saat alam semesta masih berusia kurang dari 4%
dari usianya saat ini, atau sekitar 520 juta tahun, dan ukurannya juga masih
10% lebih kecil dari ukurannya saat ini. Dengan demikian, galaksi yang menjadi
rumah bagi bintang leluhur GRB 090429B merupakan salah satu dari
galaksi-galaksi pertama di alam semesta.
Semburan sinar gamma berlansung
sangat cepat dan berakhir hanya dalam 1 menit, dan cahaya yang tertinggal dari
hasil semburan baru memudar setelah beberapa hari sampai dengan seminggu
sehingga bisa diamati oleh fasilitas astronomi yang ada. Pengamatan cahaya yang
tersisa pada rentang waktu tersebut memungkinkan para astronom untuk menentukan
jarak semburan.
Pengukuran
cahaya yang tersisa inilah yang digunakan untuk mengukur jarak GRB 090429B dan
menemukan kalau semburan ini memang datang dari awal alam semesta yakni dari
jarak 13,14 milyar tahun cahaya, dan menjadikannya GRB terjauh saat ini. Hasil
pengamatan GRB 090429B menggunakan Gemini Observatory.
Kredit : Gemini
Observatory/AURA/Andrew Levan
(University of Warwick, UK)
Berburu Ledakan Kosmik dari Masa Lalu
Untuk menemukan GRB 090429B, para
astronom punya cerita menarik. Kurang dari seminggu setelah GRB 090423
dinyatakan sebagai obyek terjauh di masa itu pada jarak 13,04 milyar tahun
cahaya, GRB 090429B tampak di angkasa dengan properti yang mirip. GRB 090429B
merupakan kejadian yang singkat dan berakhir hanya dalam 10 detik. Pada saat
itu pengamatan Swift menunjukkan keberadaan sinar X yang redup. Pagi itu pula
Antonino Cucchiara, mahasiswa paska sarjana dari Penn State yang saat
ini sudah berada di University of California, Berkeley, bangun pagi-pagi
sekali untuk melakukan pengamatan dengan menggunakan teleskop Gemini North
di Mauna Kea, Hawaii dengan harapan bisa mengetahui sifat semburan tersebut.
Tapi ternyata hasilnya tidak bisa
didapat sesuai harapan. Awan muncul dan menghalangi pandangan teleskop Gemini
ke semburan tersebut. Malam berikutnya cahaya yang tersisa dari semburan pun
masih terlalu redup untuk didapatkan spektrumnya dan di hari berikutnya cahaya
itu pun memudar sehingga tak dapat dilihat. Tanpa pengamatan tersebut, hanya
jarak yang bisa diketahui tapi petunjuk yang ada memang mengarahkan bahwa
semburan ini merupakan obyek terjauh.
Cahaya Semburan Pada Panjang Gelombang Infra Merah
Dengan filter berbeda, para astronom
menemukan bahwa cahaya sisa semburan tersebut tampak pada pengamatan inframerah
dan tidak terlihat pada pengamatan cahaya tampak. Hal ini penting karena alam
semesta mengembang.
Mengembangnya alam semesta
menyebabkan cahaya dari obyek yang datang dari jauh akan bekerja menentang
pengembangan alam semesta. Cahaya tidak akan melambat tapi akan mengalami
kehilangan energi. Akibatnya terjadi pergeseran warna cahaya ke area yang lebih
merah pada spektrum yang diterima. Pada jarak yang sangat jauh, cahaya ultra
ungu yang menjelajah dari jauh akan bergeser ke bagian cahaya tampak di
spektrum. Yang menarik, dalam perjalanannya ada gas di alam semesta yang
menyerap cahaya ultraungu dan membiarkan cahaya tampak untuk terus melaju.
Kredit :Gemini Observatory/AURA/Penn State/UC
Berkeley/University of Warwick, UK
Citra GRB 090429B yang dihasilkan
Gemini Near-Infrared Imager (NIRI) menggunakan filter J,H, dan K (label) dan
filter Z (kiri) yang diperoleh dari Gemini Multi-Object Spectrograph. Seluruh
cira dihasilkan menggunakan teleskop. Gemini North di Mauna Kea, Hawai‘i.
Sekarang bayangkan, GRB yang berada
demikian jauh. Jika cahaya ultra ungu bergeser ke cahaya tampak, maka tentunya
cahaya tampak dari GRB akan bergeser ke arah merah yakni ke panjang gelombang
infra merah. Di Bumi, yang dilihat pengamat adalah cahaya inframerah dari GRB
yang sebenarnya waktu memulai perjalanan merupakan cahaya tampak. Dan pengamat
tidak melihat keberadaan semburan tersebut di cahaya tampak yang saat baru
memulai perjalanan melintasi alam semesta merupakan sinar ultra ungu. Inilah
yang dilihat pada GRB 090429B. Cahaya Infra merah dan tidak ada tanda-tanda di
cahaya tampak.
Perilaku terjadinya pergeseran
inilah yang menjadi indikasi keberadaan obyek jauh dan digunakan sebagai
identifikasi awal keberadaan quasar, galaksi dan semburan gamma yang berada
pada jarak yang jauh. Inilah bukti pertama yang menunjukkan bahwa cahaya semburan
itu datang dari lokasi yang sangat jauh.
Dengan menganalisa cahaya yang
diblok atau dihalangi terhadap cahaya yang bisa terus melaju bisa digunakan
untuk menghitung pergeseran merah yang terjadi dan dengan demikian menentukan
jarak semburan.
Galaksi Induk Tidak Tampak
Teleskop Hubble diarahkan untuk mengamati
lokasi semburan GRB 090429B dan tidak melihat galaksi asal semburan. Kredit :
Levan / Tanvir / Cucchiara for NASA/Hubble.
Meski tidak berhasil lagi mengamati
cahaya yang tersisa dari semburan, tim astronom yang terdiri dari Antonino
Cucchiara, Andrew Levan dari University of Warwick, Nial Tanvir dari University
of Leicester, dan pemimbing thesis Derek Fox dari Penn State terus
melakukan pengamatan lanjutan selama 2 tahun berikutnya. Mereka tidak mau
membiarkan GRB 090429B menjadi semburan yang berlalu begitu saja. Penelitian
lanjutan dilakukan untuk mencari tahu apakah GRB 090429B datang dari jarak yang
luar biasa jauh dengan mengumpulkan data baru dan pengamatan yang lebih lanjut
menggunakan Gemini dan Teleskop Hubble untuk mengungkap keberadaan galaksi
tempat semburan terjadi.
Seandainya jarak semburan ini
“dekat” tentu galaksi yang menjadi induk atau rumah bagi semburan sinar gamma
tersebut akan tampak. Pada kenyataannya galaksi induk tersebut tidak tampak
bahkan bagi Hubble. Semburan sinar gamma datang dari bintang yang duluya lahir,
hidup dan kemudian mati dalam ledakan yang hebat hanya dalam hitungan waktu
jutaan tahun. Bintang seperti ini terbentuk dalam awan gas raksasa di dalam
galaksi dan akan dapat diamati dari jarak tertentu (cukup jauh) dengan
menggunakan teleskop berkemampuan tinggi.
Setelah semburan ini meredup,
teleskop Hubble yang diarahkan ke lokasi semburan tidak melihat apapun.
Artinya, galaksi ini berada sangat jauh, dan bahkan cahayanya pun pudar dan
tidak tampak lagi.
Pemegang Rekor Obyek Terjauh
Tidak terdeteksinya GRB 090429B pada
cahaya tampak dan tidak tampaknya galaksi lokasi si semburan terjadi mengindikasikan
kalau semburan tersebut berasal dari jarak yang sangat jauh.
Dengan kesempatan 99,3% menjadi
obyek terjauh di alam semesta saat ini pada jarak 13,14 milyar tahun cahaya
melebihi GRB 09042 pada jarak 13,04 milyar tahun cahaya dan galaksi yang
ditemukan tahun 2010-2011 pada jarak 13,07 milyar tahun cahaya.
Di balik keberadaannya yang jauh dan
menjadi pemegang rekor terjauh di alam semesta saat ini, GRB 090429B memberi
gambaran bagaimana ledakan sinar gamma dapat digunakan untuk mengungkap lokasi
bintang-bintang masif di masa awal alam semesta dan melacak kembali proses awal
pembentukan bintang dan galaksi yang kemudian berevolusi menjadi kosmos yang
kaya galaksi yang kita kenal saat ini .
Tidak ada komentar:
Posting Komentar