Ruang angkasa dipenuhi sumber cahaya aneh yang belum sepenuhnya dipahami oleh astronom, seperti supernova ganda, kilatan biru misterius, diagram Venn acak, dan lainnya. Dan tepat ketika kita mengira telah melihat segalanya, muncul tambahan baru dalam daftar tersebut—sebuah “laser antariksa” alami dari masa-masa awal alam semesta.
Peneliti yang menggunakan teleskop radio MeerKAT mendeteksi pancaran radiasi gelombang mikro yang sangat terang dan mirip laser—sebuah “maser”—yang kemudian dilacak berasal dari penggabungan galaksi yang keras, yang dinamai H-ATLAS J142935.3–002836. Sistem yang terletak lebih dari 8 miliar tahun cahaya ini biasanya terlalu jauh untuk dideteksi. Namun, keberuntungan berupa kesejajaran dengan sebuah galaksi latar depan yang tidak terkait memperkuat sinyal yang sudah kuat tersebut, membuatnya dapat ditangkap oleh MeerKAT.
Makalah yang merinci temuan ini telah diterima untuk publikasi di Monthly Notices of the Royal Astronomical Society dan saat ini tersedia sebagai pracetak di arXiv.
“Sistem ini benar-benar luar biasa,” ujar Thato Manamela, penulis utama studi dan peneliti pascadoktoral di University of Pretoria di Afrika Selatan, dalam sebuah rilis. “Kami melihat padanan radio dari sebuah laser di tengah perjalanan melintasi alam semesta.”
Laser galaktik
Laser buatan manusia adalah aliran foton berenergi tinggi—partikel cahaya—yang terfokus atau koheren, dan merambat pada frekuensi yang sama. Fenomena serupa dapat terjadi di antariksa, ketika tabrakan antargalaksi menciptakan tekanan ekstrem yang memampatkan gas dari kedua galaksi. Kondisi itu juga menstimulasi partikel debu kecil yang mengandung ion hidroksil—molekul tersusun dari hidrogen dan oksigen.
Saat sumber kuat seperti lubang hitam memancarkan gelombang radio, partikel-partikel yang telah tereksitasi tersebut membentuk pancaran cahaya terkonsentrasi yang dikenal sebagai maser hidroksil. Sumber cahaya semacam ini pernah diamati sebelumnya namun cukup langka, terutama karena biasanya beroperasi pada panjang gelombang sekitar 7 inci (18 sentimeter)—jauh lebih panjang daripada yang ada dalam spektrum optik.
Kesejajaran sempurna
Penemuan baru ini benar-benar tak terduga. Terlepas dari kelangkaan maser secara umum, jarak yang sangat jauh antara Bumi dan sistem galaksi tersebut biasanya akan membuat pengamatannya hampir mustahil. Namun, ketika tim mengarahkan MeerKAT ke bagian langit itu, kebetulan sebuah galaksi yang sama sekali tidak terkait—namun sejajar sempurna—lewat di depan sinyal jauh tadi, bertindak sebagai lensa gravitasi yang semakin memperkuat maser tersebut.
Ilustrasi galaksi jauh berjarak 8 miliar tahun cahaya (merah), diperbesar oleh sebuah galaksi cakram latar depan yang tidak terkait, menghasilkan cincin merah. Kredit: Inter-University Institute for Data-Intensive Astronomy
“Galaksi ini bertindak sebagai lensa—seperti perilaku tetesan air pada kaca jendela—karena massanya melengkungkan ruang-waktu lokal,” jelas Manamela. Intinya, kami “melihatnya sebagaimana adanya ketika alam semesta berusia kurang dari setengah usianya sekarang,” tambah para peneliti.
Gigamaser pertama
Sinyal ini sungguh sangat terang—sampai-sampai pantas mendapat kategorinya sendiri. Jika maser yang sangat terang selama ini disebut “megamaser,” sinyal baru ini begitu cemerlang sehingga lebih tepat disebut gigamaser, ungkap para peneliti dalam rilisnya.
“Ini sekitar 100.000 kali luminositas sebuah bintang, tetapi berada di galaksi jauh, terkonsentrasi menjadi bagian yang sangat, sangat kecil dari spektrum [elektromagnetik],” kata Roger Deane, rekan penulis studi dan seorang astrofisikawan di University of Pretoria, kepada New Scientist.
Maser, termasuk penemuan khusus ini, sering dikaitkan dengan penggabungan galaksi yang sangat keras dan berdebu. Oleh karena itu, astronom berpikir mereka bisa menjadi penanda yang berguna untuk mempelajari evolusi kosmik. Sesuai dengan itu, tim berencana melanjutkan pencarian laser kosmik serupa, catat studi tersebut.
“Ini baru permulaan,” kata Manamela dalam pernyataannya. “Kami tidak ingin menemukan hanya satu sistem—kami ingin menemukan ratusan hingga ribuan.”