Sinyal dari Bintang-bintang Pertama di Alam Semesta Berhasil Terdeteksi

Ilustrasi. Kredit: N. R. Fuller/National Science Foundation

Info Astronomy - Dahulu kala, sekitar 400.000 tahun setelah awal alam semesta (Big Bang), alam semesta masih gelap gulita. Tidak ada bintang atau galaksi, melainkan masih dipenuhi terutama oleh gas hidrogen netral.

Kemudian, selama 50-100 juta tahun berikutnya, gravitasi perlahan-lahan menarik gas-gas padat di alam semesta secara bersama-sama, sampai akhirnya gas tersebut ambruk dan membentuk bintang-bintang pertama di alam semesta.

Jenis seperti apa bintang-bintang pertama ini? Kapan mereka tepatnya terbentuk? Bagaimana mereka mempengaruhi seluruh alam semesta setelah itu? Pertanyaan-pertanyaan ini adalah yang para astronom dan astrofisikawan telah merenungkan dan dicari jawabannya sejak lama.

Kini, setelah 12 tahun melakukan penelitian, sekelompok tim ilmuwan, yang dipimpin oleh astronom Judd Bowman dari Arizona State University, telah berhasil mendeteksi tanda-tanda dari bintang paling awal yang terbentuk di alam semesta.

Lini masa alam semesta. Kredit: N. R. Fuller/National Science Foundation

Dengan menggunakan sinyal radio, pendeteksian tersebut memberi bukti pertama bagi seperti apa "nenek moyang tertua" pada pohon keluarga bintang di alam semesta. Menurut studi ini, bintang-bintang pertama tersebut lahir hanya 180 juta tahun setelah Big Bang.

"Ada tantangan teknis yang hebat untuk membuat pendeteksian ini," kata Peter Kurczynski, peneliti dari National Science Foundation yang mendukung penelitian ini, dilansir Scientific American. "Para astronom ini telah melihat lebih jauh ke alam semesta, membuka jendela wawasan baru tentang bagaimana kondisi alam semesta awal."

Dikutip dari Phys.org, dalam mendeteksi tanda-tanda bintang-bintang pertama ini, Bowman dan timnya menggunakan instrumen berbasis darat yang disebut EDGES (Experiment to Detect the Global EoR Signature). Instrumen yang hanya seukuran meja tersebut berada di area padang pasir terpencil di Australia Barat, di mana ia terbebas dari gangguan radio dari sumber lain.

EDGES dirancang untuk mendeteksi gelombang radio dari EoR. Diperkirakan, ketika bintang-bintang pertama di alam semesta mulai menyala, mereka menghasilkan radiasi ultraviolet yang menyebabkan perubahan pada awan hidrogen di sekitarnya.

Instrumen EDGES. Kredit: CSIRO Australia

Hidrogen ini mulai memancarkan dan menyerap radiasi, menghasilkan frekuensi yang terdeteksi pada 1,4 Gigahertz karena ekspansi alam semesta. Begitu sinyal itu sampai di Bumi, frekuensinya melemah menjadi sekitar 78 Megahertz. Bowman dan timnya pun menggunakan sinyal itu untuk menghitung usianya.

"Dengan EDGES, kami telah mendeteksi sinyal radio yang sesuai dengan model penelitian terkait pembentukan bintang generasi pertama di alam semesta. Hasilnya diketahui bahwa mereka terbentuk 180 juta tahun setelah Big Bang," ungkap Raul Monsalve dari Universitas Colorado Boulder, salah satu peneliti dalam studi tersebut, dinukil dari IFLScience.

"Kami memang tidak mengukur sinyal yang dipancarkan oleh bintang yang sebenarnya. Apa yang kami ukur adalah sinyal yang dipancarkan oleh gas hidrogen yang mengelilingi bintang-bintang pertama itu," tambah Monslave.

Menariknya, sinyal yang dideteksi Bowman dan timnya rupanya sangat kuat. Tepatnya dua kali lebih kuat daripada yang diprediksikan model teoretis. Hal ini mengisyaratkan kemungkinan adanya interaksi antara materi gelap dengan materi-materi "normal" yang membentuk bintang-bintang pertama, dan bahkan membentuk Anda, saya, dan segala sesuatu yang dapat kita lihat di alam semesta saat ini.

Bowman dan timnya menghabiskan waktu sekitar dua tahun untuk memvalidasi temuan mereka, mengesampingkan semua kemungkinan penjelasan alternatif, sampai akhirnya hasil penelitian ini kini muncul di InfoAstronomy.org dan situs-situs sains lainnya di dunia. Tapi, untuk menjadikan hasil penemuan menjadi solod, kelompok ilmuwan lain perlu mendeteksi sinyalnya juga untuk lebih mengonfirmasi.

Bowman dan timnya telah melaporkan hasil temuan mereka pada 28 Februari 2018 dalam sebuah jurnal penelitian yang dipublikasikan secara daring di jurnal Nature.