Galaksi MG J0414+0534 Air Terjauh di Galaksi Asing

Air ternyata tidak hanya dimiliki bumi. Komponen yang satu ini tersebar di alam semesta dalam berbagai bentuk, baik cair, padat, maupun gas. Pencarian air selalu menjadi hal yang menarik, karena air senantiasa diidentikkan dengan kehidupan. Nun jauh di salah satu sudut alam semesta, para astronom berhasil menemukan air terjauh yang pernah terlihat. Air tersebut berada di sebuah galaksi yang jaraknya lebih dari 11 milyar tahun cahaya dari Bumi. Sebelumnya, air paling jauh yang berhasil ditemukan berada di galaksi yang berjarak 7 milyar tahun cahaya dari Bumi.

Jejak gelombang radio yang menunjukkan keberadaan air di galaksi jauh. Kredit: Milde Science Communication, STScI, CFHT, J.-C. Cuillandre, Coelum. Click on image for details and more graphics.

Tanda keberadaan air berhasil ditemukan menggunakan teleskop radio raksasa berdiameter 100 meter di Effelsberg, Jerman, dan Very Large Array milik National Science Foundation di New Mexico.
Galaksi berair yang dikenal dengan nama MG J0414+0534, memiliki quasar — lubang hitam supermasif yang memancarkan cahaya yang sangat terang — di intinya. Pada area di dekat inti, molekul air bertindak sebagai maser (Microwave Amplification by Stimulation Emission of Radiation) yang sama kuat dengan laser, dan menguatkan gelombang radio pada frekuensi tertentu. Penemuan ini mengindikasikan keberadaan maser air raksasa lebih umum terdapat pada saat alam semesta dini dibanding sekarang. Pengamatan yang dilakukan sekarang berhasil melihat kondisi MG J0414+0534 saat alam semesta masih berusia 1/6 dari usia saat ini.

Pada galaksi yang jaraknya sangat jauh, bahkan penguatan gelombang radio terkuat yang dlakukan oleh maser tidak cukup kuat untuk bisa dideteksi teleskop radio. Namun, para ilmuwan justru mendapat bantuan dari alam dalam bentuk galaksi lain yang berjarak hampir 8 milyar tahun cahaya serta berada di garis pengamatan MG J0414+0534 dan Bumi. Gravitasi galaksi tersebut bertindak sebagai lensa yang membuat galaksi jauh lebih terang dan pancaran molekul air jadi tampak oleh teleskop radio.

Sinyal keberadaan air di jarak yang sangat jauh ini bisa diketahui dengan bantuan lensa gravitasi. Teleskop kosmik tersebut mereduksi waktu yang dibutuhkan untuk dapat mendeteksi air dalam faktor sekitar 1000.
Sinyal air pertama kali dideteksi oleh teleskop Effelsberg dan kemudian digunakan VLA untuk mempertajam kemampuan pencitraan yang bisa mengkonfirmasi asal galaksinya. Keberadaan lensa gravitasi memberikan 4 citra MG J0414+0534 yang terlihat dari Bumi. Dengan VLA, para peneliti bisa menemukan gelombang radio yang spesifik menyatakan keberadaan air pada 2 citra terang yang dihasilkan. Dua citra lainnya terlampau lemah untuk bisa dideteksi keberadaan sinyal airnya. Frekuensi yang dipancarkan molekul air merupakan pergeseran Doppler akibat pengembangan alam semesta dari 2,2 GHx – 6,1 GHz.

Air yang bertindak sebagai maser sudah ditemukan pada sejumlah galaksi yang jaraknya dekat. Biasanya, air diperkirakan berada dalam piringan molekul yang mengorbit lubang hitam supermasif pada jarak yang sangat dekat di inti galaksi. Pancaran gelombang radio yang mengalami penguatan biasanya akan teramati saat piringan tampak dari samping dan terlihat tepiannya. Namun, ternyata orientasi galaksi MG J0414+0534 saling berhadapan dengan Bumi. Dengan demikian, molekul air yang kita lihat dalam maser bukan di dalam piringan melainkan dalam materi yang terlontar sebagai akibat lontaran gravitasi lubang hitam yang diorbitnya. Materi yang terlontar tersebut bergerak dalam jet super cepat.

Sumber : NRAO