Quasar: Objek Paling Terang di Alam Semesta

Teleskop Antariksa Hubble NASA membidik quasar purba yang diberi kode 3C 273, di sebuah galaksi elips raksasa di rasi bintang Virgo. Cahayanya telah menempuh perjalanan selama 2,5 miliar tahun untuk mencapai kita. Meskipun sangat jauh, 3C 273 adalah salah satu quasar terdekat dari Bumi. 3C 273 adalah quasar pertama yang pernah diidentifikasi pada awal tahun 1960-an oleh astronom Allan Sandage.
Kredit: ESA/Hubble & NASA

Bersinar begitu terang sehingga mengatasi seluruh gabungan cahaya dari galaksi induk, quasar adalah sebuah objek kosmik jauh yang ditenagai oleh sebuah lubang hitam dengan massa satu miliar kali lipat lebih masif daripada Matahari kita. Dinamo kosmik yang sangat kuat ini telah mempesona para astronom sejak pertama kali ditemukan setengah abad yang lalu.

Pada tahun 1930-an, fisikawan Karl Jansky di Bell Telephone Laboratories menemukan gangguan statis pada saluran telepon transatlantik yang berasal dari Bima Sakti. Pada tahun 1950-an, para astronom menggunakan teleskop radio untuk mencocokkan sinyal radio dengan pengamatan yang terlihat di langit.

Ilustrasi quasar. Molekul gas dan debu membentuk torus dan mensuplai "makanan" bagi lubang hitam supermasif hingga menghasilkan dua berkas sempit (jet) partikel yang berlawanan arah.
Kredit: NASA/ESA

Namun beberapa objek yang menjadi titik sumber gelombang radio tidak menunjukkan kecocokan. Para astronom lalu menyebutnya “quasi-stellar radio sources” atau “quasar”, karena sinyal hanya berasal dari satu tempat. Sebenarnya nama quasar kurang tepat, karena menurut National Astronomical Observatory of Japan, hanya sekitar 10% quasar yang memancarkan gelombang radio kuat.

Penyebutan sama sekali tidak membantu untuk menentukan identitas tulen objek sumber gelombang rado. Butuh bertahun-tahun penelitian untuk menyadari titik-titik yang sebelumnya dianggap sebagai sebuah bintang, diciptakan oleh partikel yang terakselerasi hampir secepat cahaya.

“Quasar adalah salah satu objek langit paling terang dan paling jauh, serta dianggap sangat penting untuk memahami sejarah awal alam semesta awal,” kata astronom Bram Venemans dari Max Planck Institute for Astronomy di Jerman.

Berkas Sempit (Jet) Partikel

Para ilmuwan sekarang menduga cahaya redup seperti titik-titik ini sebenarnya sinyal dari inti galaksi yang bersinar melampaui cahaya galaksi induk. Quasar hanya ada di galaksi yang menampung lubang hitam supermasif dengan massa miliaran kali Matahari. Meskipun cahaya tidak bisa meloloskan diri dari lubang hitam, beberapa sinyal justru terlepas di sekitar tepi lubang hitam. Sementara beberapa debu dan gas jatuh ke dalam lubang hitam, partikel-partikel lain malah dipercepat menjauh darinya dengan laju hampir secepat cahaya. Partikel mengalir menjauh dari lubang hitam dalam wujud berkas sempit (jet) yang menyembur keluar dari atas dan bawah lubang hitam.

“Quasar diperkirakan terbentuk di wilayah kosmos yang kerapatan materi dalam skala besar jauh lebih tinggi dari rata-rata,” kata sesama astronom Max Planck Institute for Astronomy Fabian Walter.

Sebagian besar quasar ditemukan terletak miliaran tahun cahaya dari Bumi. Karena membutuhkan waktu untuk mencapai kita, cahaya dari quasar berfungsi layaknya mesin waktu, mengingat kita melihatnya sebagaimana saat cahaya meninggalkannya miliaran tahun yang lalu. Oleh karena itu, semakin jauh para ilmuwan melihat benda langit, semakin jauh mereka melihat ke masa lalu. Dari 2.000 quasar yang telah ditemukan, sebagian besar berasal dari awal periode kehidupan galaksi. Galaksi seperti Bima Sakti mungkin dulu pernah menjadi induk quasar.

Pada bulan Desember 2017, quasar terjauh yang terletak 13 miliar tahun cahaya dari Bumi ditemukan. Diberi kode J1342+0928, para astronom melihatnya 690 juta tahun setelah Big Bang. Quasar purba ini dapat menyediakan informasi tentang bagaimana galaksi berevolusi dari waktu ke waktu.

Quasar memancarkan energi hingga jutaan, miliaran, atau bahkan triliunan volt elektron. Energi yang melampaui total gabungan cahaya dari semua bintang di galaksi induk. Jadi quasar adalah objek paling terang di alam semesta, 10-100.000 kali lebih terang daripada Bima Sakti.

“Quasar menghasilkan ratusan atau bahkan ribuan kali dari seluruh energi yang dihasilkan oleh galaksi kita, sekaligus menobatkannya sebagai objek paling bercahaya dan energik di seluruh kosmos,” menurut NASA. Jika quasar purba 3C 273 terletak hanya 30 tahun cahaya dari Bumi, ia akan tampak seterang Matahari di langit Bumi.

Mempelajari quasar bukanlah hal yang mudah, karena terkait erat dengan massa lubang hitam supermasif yang menjadi sumber daya dan sangat sulit diukur. Untungnya ada metode terbaru untuk menimbang bobot lubang hitam terbesar secara massal.

“Inilah sebuah langkah maju bagi sains quasar,” ujar Aaron Barth, seorang profesor di bidang astronomi dari Universitas California, “Untuk pertama kalinya, metode terbaru dapat melakukan pengukuran rumit dengan mode produksi massal."

Pohon Keluarga

Bersama Seyfert dan blazar, quasar tergolong sebagai objek kosmik yang disebut inti galaksi aktif (AGN). Mereka bertiga membutuhkan kekuatan lubang hitam supermasif sebagai sumber daya.

Galaksi Seyfert adalah AGN energi terendah, hanya menghasilkan sekitar 100 kiloelectronvolts (KeV). Sementara blazar menghasilkan lebih banyak energi secara signifikan.

Banyak ilmuwan yang menduga ketiga jenis AGN adalah objek yang sama, tetapi dengan orientasi sudut pandang yang berbeda. Disebut quasar saat kita melihat partikel jet dari samping (edge-on) dan disebut blazar saat kita melihatnya dari depan (face-on). Meskipun tidak ada semburan partikel jet yang terlihat di galaksi Seyfert, para ilmuwan menduga hal ini disebabkan oleh orientasi sudut pandang kita, sehingga semua emisi diarahkan menjauh dari kita dan tidak terdeteksi.

Ditulis oleh: Nola Taylor Redd, kontributor www.space.com

Sumber: Quasars: Brightest Objects in the Universe

#terimakasihgoogle