Astronom Temukan Kluster Galaksi Terbesar Saat Alam Semesta Masih Muda

Ini adalah gambar dari kluster galaksi IDC 1426 yang menggabungkan data yang diambil oleh tiga teleskop utama NASA. Sinar-X ditunjukkan dengan warna biru-putih dekat tengah cluster dan ditangkap oleh Chandra. Cahaya tampak dari Hubble berwarna hijau, dan cahaya inframerah dari Spitzer ditampilkan dalam warna merah.

AstroNesia ~ Astronom berhasil temukan kumpulan galaksi (kluster galaksi) paling masif di alam semesta awal. Meskipun bukan kumpulan galaksi terbesar yang pernah ditemukan, kluster galaksi ini memegang rekor sebagai kelompok terbesar di alam semesta awal.

"Dari semua struktur yang pernah kami lihat, ini adalah pertama yang paling masif saat alam semesta berusia  4 miliar tahun," kata astronom Mark Brodwin, dari University of Missouri di Kansas City, mengatakan pada konferensi pers di pertemuan tahunan ke-47 American Astronomical Society. Brodwin memimpin tim yang mengidentifikasi cluster galaksi kuno ini.



"Ini harus konsisten dengan cluster terbesar di alam semesta teramati."

Sebuah Raksasa Muda

Kluster galaksi adalah koleksi galaksi yang terbentuk setelah bintang dan galaksi individu sudah terbentuk. Gravitasi mengikat ratusan ribu galaksi bersama-sama dalam kelompok yang begitu besar, mereka dapat mendistorsi struktur ruang-waktu. Menurut pemahaman ini, objek-objek besar harus membutuhkan waktu miliaran tahun untuk terbentuk.

Pada tahun 2012, ilmuwan menggunakan teleskop luar angkasa NASA Spitzer untuk mengukur kluster galaksi IDCS 1426 yang terletak sekitar 10 miliar tahun cahaya dari Bumi. Karena cahaya membutuhkan satu tahun penuh untuk menempuh jarak 1 tahun cahaya, itu berarti para astronom mempelajari kluster ini ketika alam semesta baru berusia 3,8 miliar tahun.

Perkiraan awal menunjukkan bahwa IDC 1426 memiliki massa yang sangat besar pada jarak yang signifikan, tetapi tidak konklusif. Brodwin dan rekan-rekannya memutuskan untuk menggunakan NASA Hubble, Keck Observatory dan Chandra X-ray Observatory untuk memperbaiki pengukuran massa cluster ini, menggunakan tiga metode yang berbeda.

Hubble dan Keck mempelajari IDC 1426 dalam cahaya optik. Karena cluster dapat membengkokkan ruang-waktu, mereka sering digunakan sebagai kaca pembesar alami untuk mengamati benda-benda di belakang cluster dalam proses yang dikenal sebagai lensa gravitasi. Sebuah cluster yang lebih masif menghasilkan gaya gravitasi yang lebih tinggi yang membengkokkan cahaya lebih kuat; dengan mengamati bagaimana cahaya bepergian di sekitar cluster, para ilmuwan dapat menghitung beratnya.

Pada saat yang sama, Chandra mempelajari kluster ini dalam panjang gelombang sinar-X. Semakin besar cluster galaksi, gas di dalamnya akan semakin dikompresi dan dipanaskan, menghasilkan sinar-X lebih banyak. Dengan mengamati sinar-X ini, para ilmuwan mampu menghitung massa cluster.

Ketiga pengamatan ini menghasilkan perhitungan massanya 250 triliun kali lebih tinggi dari massa matahari, atau 1.000 kali lebih besar dari Bima Sakti.

IDC 1426 bukan cluster galaksi yang paling masif di alam semesta. Hal ini dipegang oleh kluster yang terletak hanya 7 miliar tahun cahaya dari Bumi. Dikenal secara informal sebagai kluster galaksi 'El Gordo'. Kluster ini memiliki massa 3 kuadriliun kali massa matahari (angka 3 diikuti oleh 15 angka nol, atau seribu juta juta). Namun, menurut Brodwin, IDC 1426 berada pada jalur untuk tumbuh menjadi sesuatu yang lebih besar.

"Secara statistik, itu adalah nenek moyang 'El Gordo,'" katanya.
 
Setelah 3 miliar tahun, kluster galaksi ini harus memiliki berat yang cukup dekat dengan cluster yang lebih masif.

Penelitian ini akan dipublikasikan dalam The Astrophysical Journal.