Euclid tidak hanya melihat ke langit. Ini menggali waktu.
Teleskop Badan Antariksa Eropa telah menemukan 31 quasar yang sebelumnya tidak diketahui. Ini bukan sekadar noda samar. Mereka adalah inti dari lubang hitam supermasif yang memakan materi pada tahap awal alam semesta. Beberapa bersinar dengan kecerahan satu triliun Matahari. Semuanya berasal dari masa kosmos yang usianya kurang dari 5% dari usianya saat ini.
Hal ini mengubah cara kita melihat alam semesta awal.
Selama beberapa dekade, para astronom memburu benda-benda tersebut. Mereka mencari jawaban. Secara khusus, bagaimana lubang hitam bisa tumbuh begitu besar dengan begitu cepat? Pencariannya sulit karena benda-benda tersebut langka. Pingsan. Mudah disalahartikan sebagai bintang yang lebih dekat. Sampai sekarang.
Menemukan Raksasa yang Lemah
Sebelum Euclid, survei hanya dapat menemukan quasar kuno yang paling terang. Yang paling langka dari yang langka. Hal ini membuat para astronom hanya memiliki ukuran sampel yang kecil. Gambar yang miring. Mereka tahu raksasa itu ada, tapi mereka merindukan populasi di belakang mereka.
Euclid mengubah permainan. Diluncurkan pada tahun 2023, alat ini memindai sebagian besar langit dengan inframerah. Ia menangkap cahaya yang terlewatkan oleh teleskop sebelumnya. Hal ini memungkinkan dilakukannya sensus. Yang nyata.
“Euclid benar-benar merupakan terobosan baru,” kata Daming Yang dari Universitas Leiden. Dia memimpin makalah penemuan.
Yang menunjukkan bahwa Euclid menangkap cahaya redup di area yang luas. Ini memungkinkan kita mengajukan pertanyaan yang lebih baik. Bukan hanya apa mereka ada? Tapi seberapa umum mereka?
Data baru mencakup 31 quasar. Sampelnya berasal dari 13,5 miliar tahun yang lalu. Kita melihat cahaya yang meninggalkan benda-benda ini ketika alam semesta masih bayi.
“Dengan menemukan dan mempelajarinya, kita lebih memahami bagaimana sistem raksasa terbentuk begitu cepat. Salah satu misteri terbesar dalam astrofisika.”
Memecahkan Rekor Jarak
Di antara 31 objek ini, 12 memiliki pergeseran merah sebesar 7 atau lebih.
Pergeseran Merah mengukur seberapa besar perluasan alam semesta dalam memperluas cahaya. Pergeseran merah yang lebih tinggi berarti cahaya yang lebih tua. Pergeseran merah sebesar 7 menempatkan objek tersebut dalam 770 juta tahun pertama waktu kosmik.
Dua yang tertua mencetak rekor baru.
EUCL J1729002.75+064101.8 dan EUCL J125808.55+070543.2.
Pergeseran merahnya adalah 7,79 dan 7,69. Jaraknya 13,1 dan 13,3 miliar tahun cahaya. Mereka sudah bersinar ketika alam semesta baru berusia 670 juta tahun. Ini lebih awal dari quasar mana pun yang diketahui sebelumnya.
Antonio La Marca, Peneliti ESA di tim Euclid, menyebutnya sebagai lompatan besar.
Para astronom membutuhkan waktu lebih dari sepuluh tahun untuk menemukan sepuluh quasar pertama dengan pergeseran merah yang tinggi. Euclid melampaui jumlah itu dalam satu tahun.
“Tim Euclid telah melakukan sensus sebenarnya untuk pertama kalinya,” kata La Marca.
Ini adalah langkah mendasar. Kami beralih dari menemukan pengecualian menjadi memahami aturannya.
Di Dalam Mesin Alam Semesta Awal
Mengapa quasar ini penting? Mereka menerangi fajar kosmik.
Silvia Belladitta dan rekannya mengamati quasar tertua kedua dengan cermat. Datanya mengungkap. Lubang hitam berada di dalam galaksi yang dipenuhi gas dan debu. Bintang-bintang terbentuk di sana dengan kecepatan tinggi.
Lingkungan ini menyarankan adanya hubungan.
Lubang hitam supermasif membutuhkan pasokan makanan dalam jumlah besar untuk menyalakan cahaya quasarnya. Galaksi tuan rumah sedang sibuk mengubah gas yang sama menjadi bintang. Mereka tumbuh bersama. Berkembang bersama.
Benda-benda ini muncul selama masa re-ionisasi.
Sebelum periode ini, Alam Semesta melewati “zaman kegelapan”. Gas hidrogen bersifat dingin dan netral. Cahaya energik dari bintang, galaksi, dan quasar pertama melepaskan elektron dari atom. Gas menjadi terionisasi. Kosmos menjadi transparan. Tersusun.
Quasar kuno ini adalah bagian dari transisi tersebut. Mereka membantu menghilangkan kabut.
“Quasar kuno adalah mesin waktu,” kata Ilmuwan Proyek ESA Valeria Pettorino.
Mereka membiarkan kita menjelajahi bagaimana galaksi pertama terbentuk. Jarang terjadi. Namun mereka juga merupakan kuncinya.
Apa yang Terjadi Selanjutnya
Kemampuan Euclid berbeda. Penglihatan inframerah berbasis ruang angkasa. Pencitraan yang tajam. Kedalaman. Cakupan wilayah yang luas. Ia memilih objek yang jauh secara efisien.
Namun teleskop hanyalah separuh cerita.
Pemrosesan data membutuhkan ribuan ilmuwan dan insinyur Konsorsium Euclid. Mereka menyaring kumpulan data yang sangat besar. Mereka menemukan quasar langka ini. Kini, teleskop darat dapat mempelajarinya lebih jauh.
31 quasar tersebut berasal dari Euclid Wide Survey. Survei tersebut pada akhirnya akan mencakup lebih dari sepertiga langit.
Saat Euclid memetakan miliaran galaksi, jumlah quasar kuno kemungkinan akan bertambah. Data ini juga akan menjelaskan materi gelap. Tentang sejarah kosmik. Tentang struktur alam semesta berskala besar.
Kami baru mulai melihat sisi luar dari apa yang ada di luar sana. Cahaya dari objek triliunan matahari tersebut telah menempuh perjalanan 13 miliar tahun untuk mencapai kita. Dan sekarang ia memberi tahu kita bagaimana semuanya dimulai.
