Icarus, Bintang Terjauh di Alam Semesta yang Pernah Diamati

Lebih dari separuh jalan melintasi alam semesta, sebuah bintang biru besar yang diberi nama Icarus adalah bintang terjauh yang pernah dilihat oleh manusia. Biasanya bintang jauh seperti itu terlalu redup untuk dilihat, bahkan dengan teleskop terbesar di dunia. Tetapi memanfaatkan alam yang dapat memperkuat cahaya lemah dari bintang, para astronom yang menggunakan Teleskop Antariksa Hubble NASA mampu mengamati Icarus dan memecahkan rekor baru dalam hal jarak bintang terjauh yang pernah diamati. Para astronom juga menggunakan Icarus untuk menguji satu teori terkait materi gelap dan mempelajari komposisi gugus galaksi latar depan.

Icarus yang berada di sebuah galaksi spiral yang sangat jauh, begitu jauh sehingga cahayanya membutuhkan waktu 9 miliar tahun untuk mencapai Bumi. Bagi kita, sumber cahaya berasal dari alam semesta saat berusia sekitar 30% dari usianya saat ini.

Icarus atau MACS J1149+2223 Lensed Star 1, adalah bintang terjauh yang pernah diamati. Icarus hanya bisa terlihat karena cahayanya diperkuat oleh gaya gravitasi gugus galaksi masif yang terletak sekitar 5 miliar tahun cahaya dari Bumi. Disebut MACS J1149+2223, gugus galaksi ini ditampilkan di sebelah kiri, terletak di antara Bumi dan galaksi latar belakang. Panel di sebelah kanan menunjukkan citra galaksi latar belakang pada tahun 2011 tanpa Icarus, yang disandingkan dengan Icarus yang terlihat pada tahun 2016.
Kredit: NASA, ESA, dan P. Kelly (Universitas Minnesota)

Penemuan Icarus melalui metode pelensaan gravitasi telah memulai cara baru untuk mempelajari bintang di galaksi jauh, yang menyediakan gambaran langka mendetail bagaimana bintang berevolusi, terutama untuk bintang yang paling terang.

“Inilah pertama kalinya kami melihat sebuah bintang yang diperbesar oleh lensa gravitasi,” ungkap penanggung jawab studi Patrick Kelly dari Universitas Minnesota di Twin Cities. “Kita memang dapat mengamati struktur galaksi yang terletak lebih jauh, tetapi Icarus setidaknya 100 kali lebih jauh daripada bintang individu yang dapat kita pelajari, kecuali ledakan supernova.”

Gravitasi sebagai Lensa Kosmik Alami

Memanfaatkan alam yang memperkuat cahaya lemah dari bintang adalah fenomena yang disebut “pelensaan gravitasi.” Gaya gravitasi dari gugus galaksi masif di latar depan bertindak layaknya lensa alami di ruang angkasa yang mendistorsi dan memperkuat cahaya. Terkadang cahaya dari objek tunggal latar belakang menghasilkan beberapa gambar sekaligus. Pelensaan gravitasi memungkinkan objek yang sangat jauh dan redup terlihat lebih terang untuk diamati.

Dalam kasus Icarus, “lensa pembesar” alami dihasilkan oleh sebuah gugus galaksi yang diberi kode MACS J1149+2223. Terletak sekitar 5 miliar tahun cahaya dari Bumi, ikatan besar galaksi ini berada di antara Bumi dan galaksi-galaksi jauh. Menggabungkan kekuatan pelensaan gravitasi dengan resolusi dan sensitivitas Hubble, para astronom dapat mengamati dan mempelajari Icarus.

Tim ilmuwan, termasuk Jose Diego dari Instituto de Física de Cantabria, Spanyol, dan Steven Rodney dari Universitas California Selatan, Columbia, menyematkan nama Icarus kepada bintang terjauh di alam semesta yang pernah diamati. Icarus adalah nama salah satu karakter dari mitologi kuno Yunani yang terbang mendekati Matahari. Sedangkan nama resminya adalah MACS J1149+2223 Lensed Star 1. Sama seperti Icarus, bintang-bintang latar belakang hanya dapat dilihat sekilas dari Bumi. Pada saat itulah lensa gravitasi memperkuat cahaya hingga 2.000 kali lipat daripada cahaya aslinya.

Model menunjukkan kilau cahaya bersumber dari amplifikasi gravitasi sebuah bintang yang massanya setara dengan Matahari, di gugus galaksi latar depan saat bintang bergerak di depan Icarus dari sudut pandang para pengamat di Bumi.

Para ilmuwan menyimpulkan data MACS J1149+2223 Lensed Star 1 (Icarus) dari Hubble, sesuai dengan model bintang raksasa super biru. Data mengindikasikan Icarus sekitar dua kali lebih panas daripada Matahari.
Kredit: NASA, ESA, dan A. Feild (STScI)

Karakterisasi Icarus

Tim sedang memanfaatkan Hubble untuk memantau supernova di galaksi-galaksi spiral yang terletak sangat jauh. Pada tahun 2016, mereka melihat titik cahaya baru tidak jauh dari supernova yang diperkuat oleh lensa gravitasi. Dari posisinya, tim menyimpulkan titik cahaya baru lebih diperkuat daripada supernova.

Ketika menganalisis warna cahaya yang berasal dari objek sumber, tim menyimpulkan itu adalah bintang raksasa super biru. Bintang tipe ini jauh lebih besar, lebih masif, lebih panas dan mungkin ratusan ribu kali lebih cerah daripada Matahari kita. Tetapi pada jarak sejauh ini, masih terlalu sulit untuk mengamatinya tanpa amplifikasi lensa gravitasi, bahkan untuk Hubble.

Bagaimana Kelly bersama tim menyimpulkan bahwa Icarus bukanlah fenomena supernova lainnya? “Sumbernya tidak semakin panas dan tidak meledak. Cahayanya hanya diperkuat,” jelas Kelly. “Itulah yang kita harapkan dari pelensaan gravitasi.”

Mencari Materi Gelap

Mendeteksi amplifikasi bintang tunggal di latar belakang secara akurat juga memberikan kesempatan unik untuk menguji sifat materi gelap di dalam gugus galaksi. Materi gelap adalah materi tak kasat mata yang membentuk sebagian besar massa di alam semesta.

Dengan mempelajari material yang melayang di gugus galaksi latar depan, para ilmuwan menguji satu teori yang menggagas sebagian besar materi gelap terdiri dari sejumlah besar lubang hitam purba dengan massa puluhan kali lebih masif daripada Matahari yang terbentuk saat alam semesta dilahirkan. Hasil studi ternyata tidak mendukung hipotesis tersebut, karena fluktuasi cahaya bintang latar belakang yang dipantau oleh Hubble selama 13 tahun, akan tampak berbeda jika ada sekumpulan lubang hitam yang menghalangi.

Setelah Teleskop Antariksa James Webb NASA diluncurkan, para astronom berharap dapat menemukan lebih banyak bintang seperti Icarus. Webb yang dipersenjatai dengan instrumen sangat sensitif, memungkinkan pengukuran secara lebih mendetail. Bintang seperti Icarus yang cahayanya diperkuat lensa gravitasi bahkan dapat diungkap lebih mudah oleh Webb.

Ditulis oleh: Staf www.nasa.gov, editor: Karl Hille

Sumber: Hubble Uncovers the Farthest Star Ever Seen

#terimakasihgoogle dan #terimakasihnasa