Para astronom mengambil sinyal radio dari galaksi yang jauh

Sebuah piringan Teleskop Radio Metrewave Raksasa (GMRT) dekat Pune, Maharashtra, India. Kredit: Pusat Nasional Radio Astrofisika

Menjelajahi galaksi pada jarak yang jauh lebih jauh dari Bumi sekarang dapat dijangkau.

Bagaimana bintang terbentuk di galaksi yang jauh? Para astronom telah lama mencoba menjawab pertanyaan ini dengan mendeteksi sinyal radio yang dipancarkan oleh galaksi terdekat. Namun, sinyal-sinyal ini menjadi semakin lemah semakin jauh galaksi dari Bumi, sehingga sulit bagi teleskop radio saat ini untuk menangkapnya.

Sekarang para peneliti dari Montreal dan India telah menangkap sinyal radio dari galaksi terjauh namun pada panjang gelombang tertentu yang dikenal sebagai garis 21 cm, memungkinkan para astronom menggali lebih dalam misteri alam semesta awal. Dengan bantuan teleskop radio Giant Metrewave di India, ini adalah pertama kalinya sinyal radio jenis ini terdeteksi pada jarak yang sangat jauh.

Ilustrasi yang menunjukkan deteksi sinyal dari galaksi yang jauh. Kredit: Sawada Pardesi

“Sebuah galaksi memancarkan berbagai jenis sinyal radio. Hingga saat ini, sinyal khusus ini hanya dapat diambil dari galaksi terdekat, yang membatasi pengetahuan kita tentang galaksi yang paling dekat dengan Bumi,” kata Arnab Chakraborty, seorang peneliti postdoctoral di Universitas McGill. di bawah Pengawasan oleh Profesor Matt Dobbs.

Tetapi dengan bantuan fenomena alami yang disebut pelensaan gravitasi, kita dapat menangkap sinyal redup dari jarak yang sangat jauh. Ini akan membantu kita memahami pembentukan galaksi pada jarak yang jauh lebih jauh dari Bumi.”

Melihat kembali ke masa lalu ke alam semesta awal

Untuk pertama kalinya, para peneliti dapat mendeteksi sinyal dari galaksi pembentuk bintang jauh yang dikenal sebagai SDSSJ0826+5630 dan mengukur komposisi gasnya. Para peneliti mencatat bahwa massa atom dari kandungan gas di galaksi khusus ini hampir dua kali massa bintang yang terlihat oleh kita.

Gambar sinyal radio dari galaksi. Kredit: Chakraborty dan Roy/NCRA-TIFR/GMRT

Sinyal yang dideteksi tim dipancarkan dari galaksi ini ketika alam semesta baru berusia 4,9 miliar tahun, memungkinkan para peneliti untuk melihat sekilas misteri awal alam semesta. “Ini setara dengan melihat ke belakang dalam waktu 8,8 miliar tahun,” kata Chakraborty, yang mempelajari kosmologi di Departemen Fisika di Universitas McGill.

Tangkap sinyal dari galaksi yang jauh

“Pelensaan gravitasi memperkuat sinyal yang datang dari objek yang jauh untuk membantu kita melihat ke alam semesta awal. Dalam kasus khusus ini, sinyal dibelokkan oleh kehadiran objek masif lainnya, galaksi lain, antara target dan pengamat. Ini secara efektif memperkuat sinyal dengan faktor 30, memungkinkan teleskop untuk menangkapnya, ”kata rekan penulis Nirupam Roy, profesor di Departemen Fisika di Institut Sains India.

Menurut para peneliti, hasil ini menunjukkan kelayakan mengamati galaksi jauh dalam situasi serupa menggunakan pelensaan gravitasi. Ini juga membuka peluang baru yang menarik untuk menyelidiki evolusi kosmik bintang dan galaksi menggunakan teleskop radio frekuensi rendah saat ini.

Referensi: “Emisi HI 21 cm terdeteksi dari galaksi berlensa intens di z ∼1.3” oleh Arnab Chakraborty dan Nirupam Roy, 23 Desember 2022, Tersedia di sini. Pemberitahuan Bulanan dari Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093/mnras/stac3696

Teleskop Radio Metrewave Raksasa dibangun dan dioperasikan oleh NCRA-TIFR. Penelitian ini didanai oleh McGill University dan Indian Institute of Science.