Berkat satelit Swift dan beberapa teleskop optik berbasis darat, para astronom belajar lebih banyak tentang apa yang disebut semburan sinar gamma "gelap", yang terang dalam emisi gamma dan sinar-X tetapi dengan sedikit atau tanpa cahaya tampak. Semburan gelap ini juga memberi para astronom wawasan tentang menemukan area pembentukan bintang yang disembunyikan oleh debu. "Studi kami memberikan bukti kuat bahwa sebagian besar formasi bintang di alam semesta disembunyikan oleh debu di galaksi yang tidak tampak berdebu," kata Joshua Bloom, associate professor astronomi di UC Berkeley dan penulis senior studi tersebut, yang mempresentasikan temuannya pada pertemuan American Astronomical Society di California.
Semburan sinar gamma adalah ledakan terbesar di alam semesta, yang mampu menghasilkan begitu banyak cahaya sehingga teleskop berbasis darat dengan mudah mendeteksi miliaran tahun cahaya jauhnya. Namun, selama lebih dari satu dekade, para astronom telah bingung tentang apa yang disebut semburan gelap, yang menghasilkan sinar gamma dan sinar-X tetapi sedikit atau tidak ada cahaya tampak. Mereka membentuk sekitar setengah dari ledakan yang terdeteksi oleh satelit Swift NASA sejak diluncurkan tahun 2004.
Studi ini menemukan bahwa sebagian besar terjadi pada galaksi normal yang dapat dideteksi oleh teleskop optik besar berbasis darat.
"Satu penjelasan yang mungkin untuk semburan gelap adalah bahwa mereka terjadi begitu jauh sehingga cahaya tampak benar-benar padam," kata Bloom. Berkat ekspansi alam semesta dan kabut gas hidrogen yang semakin tebal pada jarak kosmik yang meningkat, para astronom tidak melihat cahaya yang terlihat dari benda-benda lebih dari sekitar 12,9 miliar tahun cahaya. Kemungkinan lain: Semburan gelap meledak di galaksi dengan jumlah debu antar bintang yang luar biasa tebal, yang menyerap cahaya semburan tetapi bukan radiasi energinya yang lebih tinggi.
Menggunakan salah satu teleskop optik terbesar di dunia, 10 meter Keck I di Hawaii, tim mencari galaksi yang tidak diketahui di lokasi 14 semburan gelap Swift yang ditemukan. "Untuk sebelas ledakan ini, kami menemukan galaksi normal yang redup," kata Daniel Perley, mahasiswa pascasarjana UC Berkeley yang memimpin penelitian. Jika galaksi-galaksi ini berada pada jarak yang sangat jauh, bahkan teleskop Keck pun tidak dapat melihatnya.
Kebanyakan semburan sinar gamma terjadi ketika bintang masif kehabisan bahan bakar nuklir. Ketika inti mereka runtuh menjadi lubang hitam atau bintang neutron, jet gas - didorong oleh proses yang tidak sepenuhnya dipahami - meninju bintang dan meledak ke ruang angkasa. Di sana, mereka menyerang gas yang sebelumnya ditumpahkan oleh bintang dan memanaskannya, yang menghasilkan afterglows berumur pendek di banyak panjang gelombang, termasuk cahaya tampak.
Studi ini menunjukkan bahwa semburan gelap harus serupa, kecuali untuk tambalan berdebu di galaksi inangnya yang mengaburkan sebagian besar cahaya dalam cahaya sesudahnya.
Para astronom mensurvei 14 semburan yang cahaya optisnya jauh lebih redup daripada yang diperkirakan atau sama sekali tidak ada. Mereka menemukan bahwa hampir setiap ledakan sinar gamma "gelap" memiliki galaksi induk yang dapat dideteksi oleh teleskop optik besar.
Formasi bintang terjadi di awan lebat yang dengan cepat terisi debu ketika bintang-bintang paling masif dengan cepat menua dan meledak, memuntahkan elemen-elemen yang baru tercipta ke dalam media antarbintang untuk menyemai formasi bintang baru. Oleh karena itu, para astronom menganggap bahwa sejumlah besar pembentukan bintang terjadi di galaksi yang dipenuhi debu, walaupun sebenarnya mengukur seberapa banyak debu yang terbentuk di galaksi paling jauh ini terbukti sangat menantang.
Bintang-bintang diduga meledak sebagai semburan sinar gamma hidup cepat dan mati muda. Semburan gelap mungkin mewakili bintang yang tidak pernah melayang jauh dari awan berdebu yang membentuknya.
Semburan sinar gamma telah terdeteksi dalam panjang gelombang inframerah sejauh 13,1 miliar tahun cahaya. "Jika ledakan sinar gamma sering terjadi 13 miliar tahun lalu - kurang dari satu miliar tahun setelah alam semesta terbentuk - kita harus mendeteksi jumlah besar dari mereka," jelas anggota tim S. Bradley Cenko, juga di UC Berkeley. "Kami tidak, yang menunjukkan bahwa bintang-bintang pertama terbentuk pada kecepatan yang tidak terlalu hiruk pikuk daripada yang disarankan beberapa model."
Para astronom menyimpulkan bahwa kurang dari 7 persen ledakan gelap dapat terjadi pada jarak seperti itu, dan mereka mengusulkan pengamatan radio dan gelombang mikro terhadap galaksi baru untuk lebih memahami bagaimana daerah berdebu mereka menghalangi cahaya. Sebuah makalah tentang temuan telah diserahkan ke The Astronomical Journal.
Sumber: NASA, UC Berkeley, AAS
