Kredit gambar: SDSS
Quasar yang paling jauh diketahui menunjukkan bahwa beberapa lubang hitam supermasif terbentuk ketika alam semesta hanya 6 persen dari usia saat ini, atau sekitar 700 juta tahun setelah big bang.
Bagaimana lubang hitam beberapa miliar massa matahari terbentuk begitu cepat di alam semesta yang sangat awal adalah satu misteri yang diangkat oleh para astronom dengan Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Mereka telah menemukan 13 dari quasar tertua, paling jauh yang ditemukan.
"Kami berharap setidaknya dua kali lipat jumlah itu dalam tiga tahun ke depan," kata Xiaohui Fan dari Universitas Arizona Steward Observatory di Tucson.
Fan memimpin tim SDSS yang menemukan quasar yang jauh, yang merupakan benda padat namun bercahaya yang dianggap didukung oleh lubang hitam supermasif. Quasar paling jauh, di konstelasi Ursa Major, kira-kira berjarak 13 miliar tahun cahaya.
Quasar yang paling kuno menimbulkan pertanyaan menggiurkan lainnya tentang alam semesta awal. Fan membicarakannya hari ini (13 Februari) di American Association for the Advancement of Science, pertemuan tahunan Seattle.
Alam semesta bayi adalah hidrogen dan helium.
"Tapi kami melihat banyak elemen lain di sekitar quasar awal itu," kata Fan. “Kami melihat bukti karbon, nitrogen, besi dan elemen lainnya, dan tidak jelas bagaimana elemen-elemen ini sampai di sana. Ada banyak zat besi, sebanding dengan populasi sistem-sistem awal itu, seperti halnya pada galaksi-galaksi dewasa di dekatnya. ”
Para astronom memperkirakan usia alam semesta saat ini pada 13,7 miliar tahun. Quasar di alam semesta awal tampak sama matangnya dengan galaksi terdekat yang, seperti Bima Sakti, terbentuk beberapa miliar tahun setelah big bang.
Juga, para astronom radio yang berkolaborasi dengan para peneliti SDSS mendeteksi karbon monoksida, komponen kunci dari awan molekul, dekat quasar kuno.
Semua bukti ini menunjukkan bahwa galaksi-galaksi dewasa pertama terbentuk tepat bersamaan dengan lubang hitam supermasif kuno di alam semesta yang sangat awal.
Meskipun kosmolog tidak panik, mereka perlu memperbaiki teori untuk memperjelas apa yang sedang terjadi.
Fan dan koleganya percaya bahwa quasar tertua dapat digunakan untuk menyelidiki akhir Abad Kegelapan Kosmik dan awal dari Cosmic Renaissance.
Dalam apa yang disebut Zaman Kegelapan Kosmik, alam semesta adalah tempat yang dingin dan buram tanpa bintang. Kemudian datang fase kritis di mana alam semesta mengalami transisi yang cepat. Galaksi dan quasar pertama terbentuk di Cosmic Renaissance, memanaskan alam semesta sehingga menjadi tempat yang kita lihat sekarang.
Fan dan koleganya percaya bahwa beberapa quasar tertua mereka yang diketahui dapat menjangkau masa transisi kritis.
"Pengamatan kami menunjukkan bahwa apa yang mungkin kita lihat selama transisi ini adalah atom hidrogen menjadi terionisasi sepenuhnya. Proses ionisasi ini adalah salah satu proses penting yang terjadi selama satu miliar tahun pertama. ”
Pengamatan saat ini baru saja mulai mengungkapkan kapan dan bagaimana proses ionisasi ini terjadi. Data dari quasar yang jauh dikombinasikan dengan bukti lain, seperti dari latar belakang gelombang mikro kosmik, yang mengandalkan radiasi dari big bang, akan mulai menguji teori tentang bagaimana galaksi pertama muncul di alam semesta, kata Fan.
Mungkin diperlukan teleskop ruang-bukaan besar, James Webb Space Telescope milik NASA 6,5 meter, untuk benar-benar menjelajahi apa yang terjadi antara Zaman Kegelapan Kosmik dan Cosmic Renaissance, kata Fan.
Teleskop optik / inframerah berbasis darat tidak dapat mendeteksi objek yang bergeser jauh melebihi 6.5, kata Fan. Uap air di atmosfer Bumi menyerap panjang gelombang infra merah yang lebih panjang, sehingga akan membutuhkan teleskop berbasis ruang, mungkin dengan bukaan lebih besar dari pada Teleskop Spitzer NASA yang sekarang mengorbit Bumi, untuk mempelajari benda-benda di pergeseran merah 7, 8, atau 10 di detail, kata Fan.
(Apa yang disebut pergeseran merah adalah fenomena yang sebanding dengan kecepatan benda langit yang melaju jauh dari Bumi. Garis-garis dalam spektrumnya bergeser ke arah panjang gelombang merah yang lebih panjang. Para astronom sekarang percaya bahwa benda yang paling jauh menjauh dari Bumi pada kecepatan tertinggi, jadi semakin jauh suatu objek, semakin besar redishift-nya.)
Sumber Asli: Rilis Berita UA
