Para astronom yang menggunakan Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) di Atacama telah menemukan sumber ledakan neutrino yang kuat menggunakan fenomena kosmik luar biasa yang bertindak seperti teleskop alami. Apa yang mereka temukan di luar dugaan.
Para peneliti pertama kali menduga bahwa lubang hitam supermasif memberi daya pada galaksi jauh yang sangat terang dan terhubung dengan sinyal neutrino. Sebaliknya, pengamatan mengungkapkan bahwa energi galaksi berasal dari pembentukan bintang yang intens. Penemuan ini memberikan bukti penting yang dapat membantu menjelaskan asal usul banyak neutrino energi tinggi yang misterius di alam semesta.
Mencari salah satu partikel yang paling sulit dipahami di alam semesta
Neutrino adalah salah satu partikel paling membingungkan yang diketahui sains. Banyak dari mereka melewati ruang angkasa, dan bahkan Bumi, dengan sedikit interaksi dengan materi. Meskipun para astronom telah mengidentifikasi beberapa galaksi yang mampu menghasilkan neutrino, sumber-sumber yang diketahui ini tidak cukup untuk menjelaskan banyaknya populasi neutrino berenergi tinggi yang terdeteksi sejauh ini.
Untuk mempelajari asal usul salah satu partikel tersebut, tim peneliti internasional dari MITOS Science Co., LTD., National Central University, Chung Yuan Christian University, Tohoku University, Fukui University of Technology, dan National Astronomical Observatory of Japan melakukan observasi lanjutan menggunakan ALMA dan beberapa teleskop lainnya.
Target mereka adalah peristiwa neutrino berenergi tinggi IC 210922A, yang terdeteksi oleh observatorium neutrino IceCube di Kutub Selatan. Pencarian tersebut membawa mereka ke galaksi yang sangat terang yang dikenal sebagai JCMT0402−0424, terletak sekitar 11 miliar tahun cahaya dari Bumi.
Misteri Shadow Blaster
Galaksi penghasil neutrino yang diidentifikasi sebelumnya biasanya ditenagai oleh lubang hitam supermasif. Namun, ketika para peneliti memeriksa JCMT0402−0424, mereka tidak menemukan bukti emisi energik yang biasanya dikaitkan dengan lubang hitam tersebut.
Galaksi ini sangat tertutup oleh debu, sehingga sulit untuk dilihat dalam cahaya tampak. Namun, pada panjang gelombang submilimeter, ia bersinar sangat terang. Karena sifatnya yang tersembunyi dan kecerahan ekstrim pada panjang gelombang ini, tim memberinya julukan “Shadow Blaster.”
Teleskop alami mengungkap inti galaksi
Para astronom dapat mengintip jauh ke dalam Shadow Blaster berkat keselarasan yang beruntung dengan galaksi lain yang terletak di antara galaksi tersebut dan Bumi. Gravitasi galaksi di latar depan membengkokkan dan memperkuat gelombang radio yang berasal dari Shadow Blaster, menciptakan teleskop alami.
Efek pelensaan gravitasi ini menghasilkan gambar yang lebih terang dan diperbesar sehingga memungkinkan ALMA memeriksa galaksi jauh dengan lebih detail.
Pengamatan radio sekali lagi tidak menunjukkan tanda-tanda adanya lubang hitam yang kuat. Sebaliknya, data tersebut menunjuk pada sumber energi lain. Gas dan debu di seluruh galaksi tampaknya dipanaskan terutama oleh pembentukan bintang yang kuat.
Para peneliti juga mengidentifikasi “inti kompak” padat di pusat Shadow Blaster. Gas dan debu dalam jumlah besar terkumpul di wilayah yang hanya berjarak sekitar 1.500 tahun cahaya. Lingkungan ekstrem seperti itu mampu menghasilkan neutrino.
Penjelasan baru untuk neutrino berenergi tinggi
Hasilnya menunjukkan bahwa galaksi-galaksi pembentuk bintang yang intens mungkin mewakili sumber neutrino berenergi tinggi yang penting dan sebelumnya diremehkan.
Menurut tim, ledakan galaksi padat dan kaya debu, yang dengan cepat membentuk bintang, dapat berkontribusi besar terhadap latar belakang neutrino berenergi tinggi. Analisis mereka menunjukkan bahwa galaksi-galaksi ini dapat mewakili hingga 20% dari total populasi neutrino berenergi tinggi yang diamati di alam semesta.
Jika dikonfirmasi oleh penelitian di masa depan, penemuan ini dapat secara signifikan mengubah pemahaman para ilmuwan tentang bagaimana beberapa partikel yang paling sulit dipahami di alam semesta terbentuk.
