JAKARTA, INDONESIA — Para astronom berhasil melacak sinyal radio misterius yang melintasi alam semesta selama lebih dari 10 miliar tahun sebelum akhirnya terdeteksi di Bumi. Sinyal yang dikenal sebagai fast radio burst (FRB) 20240304B itu berasal dari masa ketika alam semesta baru berusia sekitar tiga miliar tahun setelah Big Bang.
Penemuan ini menarik perhatian para ilmuwan bukan hanya karena jaraknya yang luar biasa jauh, tetapi juga karena galaksi asalnya ternyata jauh lebih kecil daripada perkiraan awal. Pengamatan menggunakan teleskop radio MeerKAT di Afrika Selatan dan Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) membantu para peneliti mengidentifikasi sumber sinyal tersebut.
Hasil penelitian yang diterbitkan dalam jurnal Science pada Oktober 2026 memberikan petunjuk baru mengenai asal-usul semburan radio cepat, evolusi galaksi muda, dan materi yang tersebar di antara galaksi-galaksi.
FRB 20240304B, Sinyal Radio dari Alam Semesta Awal
Fast radio burst merupakan semburan gelombang radio yang sangat singkat, umumnya berlangsung hanya beberapa milidetik. Meski durasinya pendek, semburan ini dapat menghasilkan energi radio yang sangat besar dan terdeteksi dari jarak miliaran tahun cahaya.
Para astronom pertama kali mengenali fenomena FRB pada 2007. Sejak itu, ratusan hingga ribuan kejadian serupa telah ditemukan, tetapi sumber fisik yang menghasilkan semburan tersebut masih belum sepenuhnya dipahami.
FRB 20240304B terdeteksi pada Maret 2024 melalui proyek MeerTRAP yang menggunakan teleskop radio MeerKAT di Afrika Selatan. Pengukuran awal menunjukkan bahwa sinyal tersebut telah menempuh jarak kosmologis yang sangat jauh.
Mengapa Sinyal Ini Sangat Istimewa?
Salah satu petunjuk penting berasal dari ukuran yang disebut dispersion measure. Ukuran ini membantu astronom memperkirakan jumlah materi yang dilalui gelombang radio selama perjalanannya melintasi ruang angkasa.
FRB 20240304B memiliki nilai dispersi yang sangat tinggi, sekitar 2.400 pc/cm³. Nilai tersebut mendorong para peneliti untuk menyelidiki sumbernya menggunakan teleskop yang lebih sensitif.
Analisis lanjutan menunjukkan bahwa sinyal itu berasal dari masa ketika alam semesta baru berusia sekitar tiga miliar tahun. Dengan demikian, gelombang radio tersebut telah menempuh perjalanan selama lebih dari 10 miliar tahun sebelum mencapai Bumi.
Penemuan ini memperluas kemampuan astronom untuk mempelajari fenomena kosmik dari periode awal sejarah alam semesta.
Sinyal Berlangsung Hanya Milidetik
FRB termasuk fenomena yang sulit diteliti karena muncul secara singkat dan tidak selalu berulang. Banyak semburan terdeteksi hanya sekali, sehingga astronom harus mengandalkan pengamatan cepat dan koordinasi berbagai instrumen untuk menentukan lokasi sumbernya.
Dalam kasus FRB 20240304B, teleskop radio berhasil mendeteksi sinyal, tetapi penentuan galaksi asalnya memerlukan pengamatan lanjutan menggunakan teleskop luar angkasa.
Keberhasilan melacak sumbernya menjadi langkah penting untuk menghubungkan karakteristik semburan radio dengan kondisi galaksi tempat peristiwa itu terjadi.
Teleskop James Webb Menemukan Galaksi Asal yang Tak Terduga
Setelah FRB 20240304B terdeteksi, para peneliti menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb untuk mencari galaksi yang berada pada posisi sumber sinyal. Pengamatan awal menggunakan teleskop berbasis darat belum berhasil memperlihatkan objek yang cukup jelas.
Kemampuan JWST mengamati cahaya inframerah memungkinkan tim penelitian menemukan galaksi induk dan mengukur karakteristiknya secara lebih terperinci.
Hasilnya mengejutkan: galaksi tersebut bukan galaksi besar dengan struktur yang jelas seperti perkiraan awal, melainkan galaksi katai yang kecil, relatif muda, dan aktif membentuk bintang.
Galaksi Katai dengan Aktivitas Pembentukan Bintang Tinggi
Galaksi induk FRB 20240304B diperkirakan memiliki massa bintang sekitar 10 juta kali massa Matahari. Angka tersebut menjadikannya jauh lebih kecil daripada galaksi yang semula dibayangkan para peneliti.
Sekitar 90 persen massa bintangnya diperkirakan terbentuk dalam 30 juta tahun terakhir. Galaksi ini juga tergolong miskin logam, istilah astronomi untuk rendahnya kandungan unsur yang lebih berat daripada hidrogen dan helium.
Kondisi tersebut memberi petunjuk penting mengenai lingkungan yang dapat menghasilkan FRB. Galaksi muda yang aktif membentuk bintang cenderung memiliki populasi bintang masif yang dapat berakhir sebagai objek kompak, termasuk bintang neutron.
Bagaimana JWST Mengidentifikasi Jaraknya?
JWST menggunakan instrumen Near Infrared Camera (NIRCam) untuk mengamati galaksi dan Near Infrared Spectrograph (NIRSpec) untuk menganalisis spektrum cahayanya.
Pengukuran garis spektrum unsur seperti oksigen dan hidrogen membantu para peneliti menentukan pergeseran merah atau redshift galaksi tersebut. Nilainya sekitar 2,148, yang menunjukkan bahwa cahaya dari galaksi itu telah mengalami pemanjangan panjang gelombang selama alam semesta mengembang.
Pengukuran ini menjadi dasar untuk memperkirakan jarak kosmologis dan usia alam semesta ketika semburan radio terjadi.
Apakah Magnetar Menjadi Sumber Sinyal Misterius Ini?
Salah satu penjelasan yang dianggap masuk akal adalah bahwa FRB dihasilkan oleh magnetar, yaitu bintang neutron dengan medan magnet yang sangat kuat. Bintang neutron merupakan sisa inti bintang masif yang runtuh setelah tahap akhir evolusinya.
Magnetar dapat melepaskan energi dalam jumlah besar melalui aktivitas magnetiknya. Karena objek seperti ini dapat terbentuk relatif cepat setelah bintang masif berevolusi, magnetar dinilai cocok dengan karakteristik galaksi muda tempat FRB 20240304B berasal.
Namun, para ilmuwan belum memastikan bahwa magnetar merupakan sumber seluruh FRB. Fenomena ini masih memiliki sejumlah penjelasan teoretis, dan tidak semua semburan radio cepat harus dihasilkan melalui mekanisme yang sama.
Mengapa Tabrakan Bintang Neutron Dinilai Kurang Sesuai?
Hipotesis lain menyebutkan bahwa FRB dapat berasal dari peristiwa yang melibatkan dua bintang neutron. Ketika kedua objek tersebut bertabrakan, energi yang dilepaskan dapat menghasilkan fenomena ekstrem, termasuk pembentukan lubang hitam atau bintang neutron yang lebih masif.
Namun, pasangan bintang neutron dapat membutuhkan waktu sangat lama untuk mencapai tahap tabrakan. Karena galaksi induk FRB 20240304B relatif muda dan sebagian besar massanya baru terbentuk dalam periode yang belum lama secara kosmik, skenario tabrakan menjadi kurang sesuai dengan lingkungan tersebut.
Hal ini tidak serta-merta menyingkirkan seluruh kemungkinan lain. Penelitian lebih lanjut terhadap FRB dari berbagai galaksi dibutuhkan untuk mengetahui apakah magnetar memang menjadi sumber dominan atau hanya salah satu dari beberapa mekanisme pembentukan.
Sinyal Radio Membantu Memetakan Materi Tersembunyi di Alam Semesta
Nilai ilmiah FRB 20240304B tidak berhenti pada upaya mengidentifikasi sumbernya. Gelombang radio yang menempuh jarak sangat jauh juga membawa informasi tentang materi yang dilewatinya.
Ketika gelombang radio melintasi gas terionisasi di ruang antargalaksi, frekuensi yang berbeda dapat mengalami perlambatan yang berbeda pula. Hamburan oleh gas juga dapat memperlebar bentuk sinyal yang semula sangat singkat.
Perubahan tersebut memberikan petunjuk mengenai jumlah dan distribusi materi yang tidak selalu dapat diamati secara langsung melalui cahaya dari galaksi.
Mengungkap Jaringan Kosmik
Sebagian besar materi biasa di alam semesta tersebar dalam jaringan kosmik atau cosmic web. Struktur raksasa ini terdiri dari filamen gas dan galaksi yang dipisahkan oleh wilayah dengan kepadatan materi lebih rendah.
Dengan mempelajari perubahan pada sinyal FRB, astronom dapat memperkirakan karakteristik materi yang dilaluinya. Sinyal FRB 20240304B memberikan informasi mengenai struktur kosmik yang berada di sepanjang jalur perjalanannya menuju Bumi.
Para peneliti juga menemukan petunjuk mengenai kelompok galaksi yang berjarak sekitar 3,5 miliar tahun cahaya serta jejak materi yang berkaitan dengan Gugus Virgo, yang berada sekitar 54 juta tahun cahaya dari Bumi.
Temuan tersebut menunjukkan bahwa FRB dapat berfungsi sebagai semacam penanda untuk mempelajari materi yang tersebar di antara galaksi.
Mengapa Materi Tak Terlihat Penting untuk Diteliti?
Materi biasa tidak seluruhnya terkumpul dalam bintang dan galaksi yang mudah diamati. Sebagian berada dalam gas tipis di ruang antargalaksi, sehingga sulit dideteksi dengan metode astronomi konvensional.
FRB memberikan cara tambahan untuk meneliti materi tersebut karena gelombang radio mengalami perubahan saat melewati lingkungan kosmik.
Jika lebih banyak FRB jauh berhasil ditemukan dan dipetakan ke galaksi asalnya, astronom dapat membangun gambaran yang lebih lengkap mengenai distribusi materi dan evolusi struktur alam semesta.
Apa Arti Penemuan Ini bagi Astronomi Modern?
FRB 20240304B memperlihatkan bahwa semburan radio cepat dapat digunakan untuk mempelajari fenomena yang sangat jauh sekaligus menyelidiki kondisi galaksi pada masa awal alam semesta.
Penemuan ini juga menunjukkan pentingnya menggabungkan observatorium dengan kemampuan berbeda. MeerKAT mendeteksi sinyal radio, sementara JWST membantu mengidentifikasi galaksi asal melalui pengamatan inframerah dan analisis spektrum.
Pendekatan gabungan tersebut memungkinkan astronom mempelajari objek yang sebelumnya sulit dilacak secara akurat.
Penelitian Lanjutan Masih Dibutuhkan
Meskipun penemuan ini memperluas batas pengamatan FRB, asal-usul fisik semburan tersebut masih menjadi pertanyaan terbuka. Para peneliti perlu mengumpulkan lebih banyak contoh, terutama FRB yang berasal dari alam semesta awal, untuk menguji berbagai teori pembentukannya.
Sampel pengamatan yang lebih besar juga dapat membantu mengungkap apakah galaksi kecil yang aktif membentuk bintang merupakan lingkungan yang umum bagi FRB sangat jauh atau hanya karakteristik sumber tertentu.
Kesimpulan
FRB 20240304B merupakan sinyal radio luar biasa jauh yang telah menempuh perjalanan lebih dari 10 miliar tahun sebelum terdeteksi di Bumi. Galaksi asalnya ternyata merupakan galaksi katai yang relatif muda dan aktif membentuk bintang, bukan galaksi besar seperti yang diperkirakan sebelumnya.
Penemuan ini memperkuat dugaan bahwa magnetar dapat menjadi salah satu sumber FRB, tetapi belum membuktikan bahwa semua semburan radio cepat memiliki asal-usul yang sama. Di sisi lain, perubahan sinyal selama perjalanan kosmik memberikan kesempatan bagi astronom untuk memetakan materi di antara galaksi.
Dengan bantuan MeerKAT dan Teleskop James Webb, para peneliti kini memiliki cara yang lebih kuat untuk menyelidiki galaksi awal, fenomena radio misterius, dan struktur alam semesta yang selama ini sulit diamati secara langsung.
Comment