Cahaya dari bintang yang meledak di alam semesta awal bisa lebih dari 13,14 miliar tahun cahaya.
Ledakan sinar gamma yang dikenal sebagai GRB 090429B adalah kandidat saat ini untuk objek paling jauh di alam semesta. Satelit Swift NASA mendeteksinya pada bulan April 2009. Itu terletak sekitar 13,14 miliar tahun cahaya jauhnya - lebih jauh daripada quasar lain yang diketahui dan mungkin lebih jauh daripada galaksi atau ledakan sinar gamma yang diketahui sebelumnya.
Sebuah tim astronom internasional mempresentasikan banyak bukti untuk jarak pemecahan rekor GRB 090429B dalam sebuah makalah yang telah diterima untuk dipublikasikan di Jurnal Astrofisika. Antonino Cucchiara, mantan mahasiswa pascasarjana Universitas Penn, memimpin tim.
Kredit Gambar: NASA / Hubble / Fox / Cucchiara / Levan / Tanvir
Ledakan sinar gamma tertentu ini diperkirakan telah meletus dari supernova, atau bintang yang meledak, ketika alam semesta kurang dari 4% dari usia sekarang - sekitar 520 juta tahun - dan kurang dari 10% dari ukurannya saat ini. Derek Fox, associate professor astronomi dan astrofisika di Penn State dan rekan penulis makalah ini, mengatakan:
Galaksi yang menampung bintang leluhur GRB 090429B adalah benar-benar salah satu galaksi pertama di alam semesta. Di luar catatan jarak kosmik yang mungkin, GRB 090429B menggambarkan bagaimana semburan sinar gamma dapat digunakan untuk mengungkap lokasi bintang masif di alam semesta awal dan untuk melacak proses galaksi awal dan pembentukan bintang yang akhirnya mengarah ke kosmos yang kaya galaksi yang kita miliki. lihat di sekitar kita hari ini.
Semburan sinar gamma, ledakan paling terang yang diketahui, terjadi di suatu tempat di dalam alam semesta yang dapat diamati dengan laju sekitar dua per hari. Berkat kecerahannya yang ekstrem, semburan sinar gamma dapat dideteksi oleh Swift dan observatorium satelit lainnya bahkan ketika terjadi pada jarak miliaran tahun cahaya. Sementara ledakan itu hanya berlangsung paling lama beberapa menit, cahaya "cahaya sisa" memudar mereka tetap dapat diamati dari fasilitas astronomi utama selama berhari-hari hingga berminggu-minggu. Studi terperinci tentang perasaan senang sesudahnya selama waktu ini, jika memungkinkan, memungkinkan para astronom untuk mengukur jarak ke ledakan.
GRB 090429B dinamai untuk tanggal 29 April 2009 ketika ditemukan. Kredit Gambar: Observatorium Gemini / AURA / Levan / Tanvir / Cucchiara
Pengukuran cahaya sesudahnya ini digunakan untuk menentukan catatan jarak kosmik pada tahun 2009 untuk ledakan sinar gamma sebelumnya, GRB 090423, pada jarak 13,04 miliar tahun cahaya dari Bumi, menjadikannya sementara waktu “objek paling jauh di alam semesta.” Catatan ini dikalahkan oleh penemuan galaksi pada tahun 2010 dan 2011 yang mendorong perbatasan kosmik ke 13,07 miliar tahun cahaya, dan berpotensi lebih jauh.
Cucchiara, sekarang di Universitas California, Berkeley, mengatakan:
Perkiraan ekstrim kami tentang jarak ke GRB 090429B menjadikan ini semacam 'balas dendam atas semburan'. Semburan sinar gamma sekali lagi bersaing untuk judul objek paling jauh di kosmos - di luar quasar yang paling jauh yang sebelumnya dikenal dan galaksi.
Kurang dari seminggu setelah GRB 090423 yang memecahkan rekor menjadi berita utama di seluruh dunia, ledakan baru ini, GRB 090429B, muncul di langit dengan sifat-sifat serupa yang mencurigakan. Seperti ledakan sebelumnya, GRB 090429B adalah peristiwa yang berumur pendek, berlangsung kurang dari 10 detik, dan pengamatan Swift otomatis menunjukkan bahwa ia memiliki sinar-X yang relatif samar. Cucchiara, yang saat itu adalah mahasiswa pascasarjana di Penn State, bangun pada dini hari untuk melakukan pengamatan langsung di teleskop Gemini North di Mauna Kea, Hawaii, yang ia harap akan mengetahui sifat ledakan ini. Bekerja dengan rekan penulis Andrew Levan dari University of Warwick, Nial Tanvir dari University of Leicester, dan pengawas tesis Derek Fox dari Penn State, Cucchiara menemukan bahwa, sementara cahaya sisa terlihat dalam pengamatan inframerah, tidak ada cahaya optik yang dapat dideteksi. Perilaku "drop out" ini adalah ciri khas dari objek yang paling jauh dan telah digunakan untuk identifikasi awal semua quasar, galaksi, dan semburan sinar gamma yang paling jauh.
Kredit Gambar: NASA / Swift / Stefan Immler
Cucchiara meminta spektrum langsung dari GRB 090429B setelah cahaya dari operator Gemini, yang akan memberikan pengukuran pasti jarak ke ledakan. Sayangnya, tepat saat spektrum hendak diambil, awan berhembus di atas puncak Mauna Kea dan menyembunyikan cahaya sisa dari pandangan. Pada malam berikutnya, cahaya sisa itu terlalu samar untuk menghasilkan spektrum yang berguna, dan pada malam-malam berikutnya itu memudar dari pandangan sepenuhnya. Cucchiara berkata:
Sangat frustasi untuk melupakan ledakan ini, tetapi petunjuk yang kami miliki sangat menarik sehingga tidak ada peluang bagi kami untuk melepaskannya.
Bertekad untuk tidak membiarkan GRB 090429B menjadi "ledakan yang hilang," tim menghabiskan dua tahun melakukan pemeriksaan data mereka dengan hati-hati untuk melihat apakah ledakan itu benar-benar kandidat pemecah rekor atau mungkin ledakan yang sebagian dikaburkan di galaksi pada jarak yang tidak terlalu dramatis. Yang penting, karya ini berarti mengumpulkan data baru - pengamatan mendalam dengan Gemini dan Hubble Space Telescope yang akan mengungkapkan sebuah galaksi pada posisi meledak dalam skenario yang kurang dramatis. Bukti ini, termasuk galaksi yang hilang, menunjukkan bahwa ledakan itu sangat mungkin - peluang 99,3 persen - menjadi ledakan kosmik paling jauh, di luar rekor yang ditetapkan oleh GRB 090423.
Levan, penulis kedua makalah itu, menambahkan:
Seperti politisi terbaik atau kontestan pertunjukan bakat, semakin kita memeriksa ledakan ini, semakin baik tampilannya.
Apakah GRB 090429B sekarang menjadi objek paling jauh di alam semesta tergantung pada beberapa faktor yang tidak diketahui secara pasti. Pertama, ia harus berada di luar jarak 13,07 miliar tahun cahaya ke galaksi yang dilaporkan pada 2010 oleh tim astronom yang dipimpin oleh Matthew Lehnert di Observatoire de Paris. Hal ini sangat mungkin terjadi, dengan probabilitas 98,9%, tetapi tidak pasti. Itu juga harus terletak di luar jarak galaksi yang dilaporkan pada 2011 oleh tim astronom yang dipimpin oleh Rychard Bouwens dari U.C. Santa Cruz. Ini bisa jadi mudah atau sulit: Tim Bouwens memperkirakan bahwa ada 20% kemungkinan galaksi mereka sama sekali bukan pemecah rekor, tetapi hanya galaksi redup pada jarak yang relatif sederhana; di sisi lain, jika galaksi Bouwens adalah pemecah rekor, memang sangat jauh, dari 13,11 hingga 13,28 miliar tahun cahaya, dan hanya ada peluang 4,8% bahwa GRB 090429B lebih jauh dari itu. Secara keseluruhan, dan memperlakukan ketidakpastian ini dengan sangat dipahami, ada kemungkinan 23% bahwa GRB 090429B sekarang merupakan objek paling jauh yang diketahui di Alam Semesta, kata para astronom.
Dengan keberuntungan yang lebih baik, atau fasilitas yang lebih maju, di masa depan mungkin saja untuk menggunakan cahaya terang dari ledakan seperti GRB 090423 dan GRB 090429B untuk menjelajahi kondisi pembentukan bintang dan galaksi pada zaman kosmik awal ini secara terperinci.
Fox berkata:
Menemukan semburan yang sangat jauh cukup menyenangkan, tetapi kami curiga ada lebih banyak informasi dalam semburan itu, menunggu kami, yang belum kami akses.
Ringkasan: Ledakan sinar gamma GRB 090429B mungkin adalah objek yang paling jauh yang terdeteksi di alam semesta. Diperkirakan berada pada jarak 13,14 miliar tahun cahaya dan pertama kali terdeteksi oleh satelit Swift NASA pada bulan April 2009. Tim astronom internasional yang dipimpin oleh Antonino Cucchiara telah menyajikan bukti mereka dalam sebuah makalah yang diterima untuk dipublikasikan di Jurnal Astrofisika.
Melalui Universitas Negeri Penn