Para astronom telah mengidentifikasi laser gelombang mikro paling kuat dan terjauh – sebuah fenomena yang dikenal sebagai maser – yang pernah diamati, berasal dari dua galaksi yang menyatu sekitar 8 miliar tahun cahaya. Penemuan ini, yang dilakukan dengan menggunakan teleskop MeerKAT di Afrika Selatan, memberikan gambaran unik mengenai kondisi awal tabrakan galaksi dan dapat membentuk kembali pemahaman kita tentang bagaimana galaksi berevolusi pada masa awal alam semesta.
Apa itu Maser?
Maser (Amplifikasi Gelombang Mikro dengan Stimulasi Emisi Radiasi) pada dasarnya adalah laser yang beroperasi di bagian gelombang mikro dari spektrum elektromagnetik. Sama seperti laser, ia memerlukan serangkaian kondisi tertentu untuk terbentuk:
- Atom yang Tereksitasi: Atom pertama-tama harus diberi energi hingga mencapai keadaan tidak stabil dan berenergi tinggi.
- Emisi Terstimulasi: Saat foton (partikel cahaya) berinteraksi dengan atom yang tereksitasi ini, foton tersebut memicu atom tersebut melepaskan foton tambahan pada frekuensi yang sama, sehingga menciptakan pancaran radiasi yang koheren.
Di galaksi, proses ini terjadi ketika awan gas terkompresi selama tumbukan, sehingga menyebabkan peningkatan pembentukan bintang. Cahaya yang dihasilkan dapat merangsang ion hidroksil (kombinasi hidrogen dan oksigen) ke tingkat energi yang lebih tinggi. Ketika dibombardir dengan gelombang radio – seringkali dari lubang hitam supermasif – ion-ion ini tiba-tiba melepaskan ledakan radiasi gelombang mikro yang terkonsentrasi, sehingga membentuk maser.
Penemuan H1429-0028
Maser yang baru diamati berasal dari galaksi H1429-0028. Kecerahan ekstrimnya sebagian disebabkan oleh pelensaan gravitasi : galaksi besar di latar depan membengkokkan dan memperbesar cahaya dari H1429-0028, membuatnya tampak lebih terang daripada seharusnya.
Tim yang dipimpin oleh Roger Deane di Universitas Pretoria, awalnya mencari galaksi yang kaya akan molekul hidrogen ketika mereka menemukan sinyal maser yang sangat kuat. “Itu adalah suatu kebetulan,” kata Deane, seraya mencatat bahwa sinyalnya “segera menjadi rekor.”
Gigamaser dan Prospek Masa Depan
Intensitas maser ini menunjukkan bahwa ia mungkin termasuk dalam kategori baru yang lebih kuat: gigamaser. Sinar ini diperkirakan 100.000 kali lebih terang daripada bintang, terkonsentrasi dalam rentang frekuensi yang sempit.
Square Kilometer Array, teleskop radio generasi berikutnya yang saat ini sedang dikembangkan, akan memungkinkan para astronom mendeteksi maser serupa pada jarak yang lebih jauh. Pengamatan terhadap maser galaksi jauh ini akan memberikan wawasan penting tentang bagaimana galaksi bergabung di alam semesta awal, karena kondisi berikut sangat spesifik:
“Anda memerlukan emisi kontinum radio ini dan Anda memerlukan emisi inframerah ini, yang sebenarnya hanya Anda peroleh dari debu yang dipanaskan di sekitar pembentukan bintang. Untuk mendapatkan kondisi fisik yang sangat spesifik untuk mendapatkan maser, Anda perlu menggabungkan galaksi.” – Matt Jarvis, Universitas Oxford
Kondisi yang diperlukan untuk pembentukan maser – pembentukan bintang yang intens, emisi gelombang radio, dan komposisi debu tertentu – merupakan indikasi tabrakan galaksi. Dengan mempelajari sinyal-sinyal jauh ini, para ilmuwan berharap dapat merekonstruksi garis waktu penggabungan galaksi dan lebih memahami bagaimana struktur besar terbentuk di kosmos.
Kesimpulannya, deteksi maser pemecah rekor ini bukan hanya sebuah prestasi astronomi tetapi juga batu loncatan untuk mengungkap rahasia tentang awal alam semesta. Pengamatan di masa depan menjanjikan untuk mengungkap lebih banyak tentang evolusi galaksi, memberikan gambaran yang lebih jelas tentang bagaimana kosmos terbentuk.
