Awan uap air - 140 triliun kali lebih banyak air daripada di lautan bumi - berjarak lebih dari 12 miliar tahun cahaya dan mengelilingi lubang hitam quasar.
Tim astronom internasional telah menemukan massa air terbesar dan tertua yang pernah terdeteksi di alam semesta. Awan uap air yang baru ditemukan, setara dengan 140 triliun kali air di lautan Bumi, berjarak lebih dari 12 miliar tahun cahaya dari Bumi dan mengelilingi lubang hitam besar quasar.
Konsep artis ini menggambarkan quasar, atau memberi makan lubang hitam, mirip dengan APM 08279 + 5255. Gas dan debu kemungkinan membentuk torus di sekitar lubang hitam pusat, dengan awan-awan gas bermuatan di atas dan di bawah. Sinar-X muncul dari daerah yang sangat sentral, sementara radiasi inframerah termal dipancarkan oleh debu di sebagian besar torus. Sementara gambar ini menunjukkan torus edge-on, quasar di sekitar APM 08279 + 5255 kemungkinan diposisikan berhadapan langsung dari sudut pandang kami. Kredit Gambar: NASA / ESA
Astronom University of Maryland Alberto Bolatto, yang ikut menulis makalah baru tentang penemuan ini, mengatakan:
Karena cahaya yang kita lihat meninggalkan quasar ini lebih dari 12 miliar tahun yang lalu, kita melihat air yang hadir hanya sekitar 1,6 miliar tahun setelah permulaan Semesta. Penemuan ini mendorong deteksi air 1 miliar tahun lebih dekat ke Big Bang daripada penemuan sebelumnya.
Makalah yang merinci penemuan tersebut telah diterima untuk dipublikasikan di Indonesia The Astrophysical Journal Letters. Dalam makalahnya, Matt Bradford, seorang ilmuwan di Jet Propulsion Laboratory NASA, mengatakan:
Ini adalah demonstrasi lain bahwa air meresap ke seluruh alam semesta, bahkan pada saat-saat paling awal.
Quasar adalah objek yang paling bercahaya, paling kuat dan paling energik di alam semesta. Mereka didukung oleh lubang hitam besar yang menyedot gas dan debu di sekitarnya dan memuntahkan energi dalam jumlah besar. Bradford, Bolatto dan rekan-rekan mereka mempelajari quasar tertentu yang disebut APM 08279 + 5255, yang memiliki lubang hitam 20 miliar kali lebih masif daripada matahari dan menghasilkan energi sebanyak seribu triliun matahari.
Lubang hitam yang tumbuh, disebut quasar, terlihat di pusat galaksi yang jauh dalam konsep seniman ini. Kredit Gambar: NASA / JPL-Caltech
Para ilmuwan berpikir uap air hadir bahkan di alam semesta awal, sehingga penemuan air itu sendiri tidak mengejutkan. Bima Sakti kita sendiri memiliki uap air. Namun, karena sebagian besar air Bima Sakti berbentuk es, jumlah uap air di galaksi kita 4.000 kali lebih sedikit daripada awan air yang baru ditemukan di sekitar quasar APM 08279 + 5255.
Uap air ini adalah jejak gas penting yang mengungkapkan banyak tentang sifat quasar ini. Uap air didistribusikan di sekitar lubang hitam besar di wilayah gas yang membentang ratusan tahun cahaya (tahun cahaya sekitar enam triliun mil). Gas itu luar biasa hangat dan padat, tetapi hanya dengan standar astronomi. Suhunya minus 63 derajat Fahrenheit (53 derajat Celcius), dan awan besar air 300 triliun kali lebih padat daripada atmosfer Bumi - masih lima kali lebih panas dan 10 hingga 100 kali lebih padat daripada apa yang khas di galaksi seperti Bima Sakti.
Pengukuran uap air dan molekul lain, seperti karbon monoksida, menunjukkan ada cukup gas untuk memberi makan lubang hitam sampai tumbuh sekitar enam kali ukurannya. Apakah ini akan terjadi tidak jelas, kata para astronom, karena beberapa gas mungkin berakhir menjadi kondensasi bintang-bintang atau mungkin dikeluarkan dari quasar.
Dalam banyak cara yang sama seperti para dokter menggunakan tes yang berbeda untuk membuat diagnosis, para astronom menggunakan dua instrumen yang berbeda, "Z-Spec" dan CARMA, untuk mengidentifikasi keberadaan air tertua (dan paling jauh) yang belum ditemukan.
Mereka pertama kali menggunakan instrumen "Z-Spec" (teleskop 10 meter di dekat puncak Mauna Kea di Hawaii) di Caltech Submillimeter Observatory untuk mendeteksi tanda tangan spektral uap air. Instrumen ini mengukur cahaya di wilayah spektrum elektromagnetik
disebut band milimeter, yang terletak di antara panjang gelombang inframerah dan gelombang mikro.
Untuk mengonfirmasi bahwa yang mereka temukan benar-benar adalah air, para astronom menggunakan Array Gabungan untuk Penelitian di Astronomi Gelombang-Milimeter (CARMA). CARMA adalah array yang terhubung dari 15 antena teleskop radio yang bertengger tinggi di gurun kering dan sejuk di Pegunungan Inyo, California Timur.
Susunan teleskop CARMA di Pegunungan Inyo California. Kredit Gambar: Palmtree3000
Intinya: Peneliti Alberto Bolatto, Matt Bradford dan tim astronom internasional telah menemukan massa air terbesar dan tertua yang pernah terdeteksi di alam semesta, mengelilingi lubang hitam quasar APM 08279 + 5255. Tim mengkonfirmasi temuan teleskop Z-spec dengan CARMA. Sebuah makalah yang merinci studi ini telah diterima untuk dipublikasikan di Indonesia The Astrophysical Journal Letters.