Para astronom telah mendeteksi adanya gas panas yang tak terduga di dalam gugus galaksi jauh yang sedang berkembang, hanya 1,4 miliar tahun setelah Big Bang. Penemuan ini, yang dilakukan dengan menggunakan Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), menantang model yang ada tentang bagaimana gugus galaksi terbentuk dan berevolusi di awal alam semesta. Protokluster tersebut, diberi nama SPT2349-56, terletak sekitar 12,4 miliar tahun cahaya, yang berarti kita mengamati keberadaannya ketika kosmos hanya sepersepuluh dari usianya saat ini.
Panas Tak Terduga
Pengamatan tersebut mengungkapkan atmosfer yang sangat panas di sekitar inti gugus, yang berisi banyak lubang hitam supermasif yang aktif memberi makan dan lebih dari 30 galaksi yang mengalami pembentukan bintang secara intens. Galaksi-galaksi ini melahirkan bintang-bintang dengan kecepatan hingga 1.000 kali lebih cepat daripada Bima Sakti kita, semuanya dikemas dalam ruang yang hanya tiga kali lebih besar.
“Kami tidak menyangka akan melihat atmosfer cluster yang begitu panas pada awal sejarah kosmik,” jelas Dazhi Zhou, seorang Ph.D. kandidat di Universitas British Columbia. Sebelumnya, para ilmuwan berasumsi bahwa gugus galaksi awal masih terlalu muda untuk memiliki atmosfer yang panas dan stabil.
Efek Termal Sunyaev-Zel’dovich
Terobosan ini dicapai melalui penggunaan efek termal Sunyaev-Zel’dovich (tSZ), sebuah teknik yang mendeteksi bayangan samar yang ditimbulkan oleh elektron panas di gugus galaksi terhadap sisa-sisa cahaya Big Bang – Latar Belakang Gelombang Mikro Kosmik. Metode tidak langsung ini memungkinkan para astronom memetakan gas panas tanpa perlu mengamati cahaya yang dipancarkan langsung darinya.
Implikasi terhadap Pembentukan Klaster
Penemuan ini menunjukkan bahwa cluster besar mungkin terbentuk lebih cepat dan lebih dahsyat dari yang diperkirakan sebelumnya, dengan ledakan dahsyat dari lubang hitam supermasif yang menyuntikkan energi sangat besar ke dalam gas di sekitarnya. Studi ini mengusulkan bahwa proses energik ini, dikombinasikan dengan aktivitas ledakan bintang yang intens, dapat dengan cepat membuat gas intracluster di cluster muda menjadi terlalu panas.
Panas berlebih ini mungkin merupakan langkah penting dalam mengubah gugus-gugus awal yang dingin menjadi struktur panas yang luas seperti yang kita lihat saat ini. Model evolusi galaksi dan cluster saat ini mungkin perlu direvisi untuk memperhitungkan percepatan proses pemanasan ini.
Laboratorium Baru untuk Evolusi Kosmik
SPT2349-56 menghadirkan kesempatan unik untuk mempelajari tahap awal pembentukan cluster. Koeksistensi pembentukan bintang yang cepat, lubang hitam yang energik, dan atmosfer yang sangat panas dalam gugus yang begitu muda dan padat belum pernah terjadi sebelumnya.
“SPT2349-56 adalah laboratorium yang sangat aneh dan menarik,” Zhou menekankan. “Masih ada kesenjangan pengamatan yang besar antara tahap awal kekerasan ini dan kelompok yang lebih tenang yang kita lihat di kemudian hari.” Memetakan bagaimana atmosfer berevolusi dari waktu ke waktu akan menjadi fokus utama penelitian di masa depan.
Temuan ini, yang dipublikasikan di Nature pada tanggal 5 Januari 2026 (doi: 10.1038/s41586-025-09901-3), mendorong batas-batas apa yang dapat dipelajari para astronom di alam semesta awal dan membuka pertanyaan baru tentang interaksi antara lubang hitam supermasif, pembentukan galaksi, dan evolusi struktur kosmik. Deteksi langsung gas panas paling awal yang pernah dilaporkan memaksa para ilmuwan memikirkan kembali urutan dan kecepatan evolusi gugus galaksi.
