Gugus galaksi yang terletak sekitar 10,2 miliar tahun cahaya dari Bumi telah ditemukan dengan menggabungkan data dari Observatorium Sinar-X NASA dengan teleskop optik dan inframerah. Gugus, JKCS041, adalah gugus galaksi paling jauh yang belum diamati, dan kita melihatnya seperti ketika Alam Semesta baru sekitar seperempat dari usia saat ini. Jarak cluster mengalahkan pemegang rekor sebelumnya sekitar satu miliar tahun cahaya.
Gugusan galaksi adalah benda yang terikat gravitasi terbesar di alam semesta. Menemukan struktur sebesar itu pada zaman yang sangat awal ini dapat mengungkapkan informasi penting tentang bagaimana Semesta berevolusi pada tahap yang sangat penting ini.
JKCS041 berada di ambang ketika para ilmuwan berpikir cluster galaksi dapat ada di alam semesta awal berdasarkan pada berapa lama waktu yang diperlukan bagi mereka untuk berkumpul. Oleh karena itu, mempelajari karakteristiknya - seperti komposisi, massa, dan suhu - akan mengungkapkan lebih banyak tentang bagaimana alam semesta terbentuk.
"Objek ini dekat dengan batas jarak yang diharapkan untuk kluster galaksi," kata Stefano Andreon dari National Institute for Astrophysics (INAF) di Milan, Italia. "Kami tidak berpikir gravitasi dapat bekerja cukup cepat untuk membuat kluster galaksi jauh lebih awal."
JKCS041 awalnya terdeteksi pada tahun 2006 dalam survei dari United Kingdom Infrared Telescope (UKIRT). Jarak ke cluster kemudian ditentukan dari pengamatan optik dan inframerah dari UKIRT, teleskop Kanada-Prancis-Hawaii di Hawaii dan Teleskop Luar Angkasa Spitzer NASA. Pengamatan inframerah penting karena cahaya optik dari galaksi pada jarak yang jauh digeser menjadi panjang gelombang inframerah karena ekspansi alam semesta.
Data Chandra adalah bukti terakhir - tetapi penting - ketika mereka menunjukkan bahwa JKCS041 memang merupakan kluster galaksi asli. Emisi sinar-X yang diperluas yang dilihat oleh Chandra menunjukkan bahwa gas panas telah terdeteksi di antara galaksi, seperti yang diharapkan untuk kluster galaksi yang sebenarnya daripada yang tertangkap dalam tindakan pembentukan.
Juga, tanpa pengamatan sinar-X, kemungkinan tetap bahwa objek ini bisa merupakan campuran dari berbagai kelompok galaksi di sepanjang garis pandang, atau filamen, aliran panjang galaksi dan gas, yang dilihat di depan. Massa dan suhu gas panas yang terdeteksi diperkirakan dari pengamatan Chandra mengesampingkan kedua alternatif tersebut.
Luas dan bentuk emisi sinar-X, bersama dengan kurangnya sumber radio pusat membantah kemungkinan bahwa emisi sinar-X disebabkan oleh hamburan cahaya latar belakang gelombang mikro kosmik oleh partikel-partikel yang memancarkan gelombang radio.
Belumlah mungkin, dengan deteksi hanya satu kluster galaksi yang sangat jauh, untuk menguji model-model kosmologis, tetapi pencarian sedang dilakukan untuk menemukan kluster galaksi lain pada jarak ekstrem.
"Penemuan ini menarik karena seperti menemukan fosil Tyrannosaurus Rex yang jauh lebih tua daripada yang diketahui lainnya," kata rekan penulis Ben Maughan, dari University of Bristol di Inggris. “Satu fosil mungkin hanya cocok dengan pemahaman kita tentang dinosaurus, tetapi jika Anda menemukan lebih banyak, Anda harus mulai memikirkan kembali bagaimana dinosaurus berevolusi. Hal yang sama berlaku untuk kluster galaksi dan pemahaman kita tentang kosmologi. ”
Pemegang rekor sebelumnya untuk kluster galaksi adalah 9,2 miliar tahun cahaya, XMMXCS J2215.9-1738, ditemukan oleh ESMM XMM-Newton pada tahun 2006. Ini memecahkan rekor jarak sebelumnya dengan hanya sekitar 0,1 miliar tahun cahaya, sementara JKCS041 melampaui XMMXCS J2215 .9 sekitar sepuluh kali lipat.
"Yang menarik dari penemuan ini adalah astrofisika yang dapat dilakukan dengan studi tindak lanjut yang terperinci," kata Andreon.
Di antara pertanyaan-pertanyaan yang diharapkan para ilmuwan untuk diatasi dengan mempelajari JKCS041 lebih lanjut adalah: Seperti apa penumpukan unsur-unsur (seperti besi) di dalam objek yang begitu muda? Apakah ada tanda-tanda bahwa cluster masih terbentuk? Apakah suhu dan kecerahan sinar-X dari kluster yang jauh seperti itu berhubungan dengan massanya dengan cara yang sama sederhana seperti pada kluster di sekitarnya?
Sumber: EurekAlert
