Terima kasih kepada satelit Swift dan beberapa teleskop optik darat, para astronom belajar lebih banyak mengenai apa yang disebut "gelap" letupan sinar gamma, yang terang pada pelepasan sinar gamma dan sinar-X tetapi dengan cahaya yang sedikit atau tidak kelihatan. Letupan gelap ini juga memberi ahli astronomi pandangan tentang mencari kawasan pembentukan bintang yang tersembunyi oleh debu. "Kajian kami memberikan bukti yang kuat bahawa sebilangan besar pembentukan bintang di alam semesta tersembunyi oleh debu di galaksi yang tidak kelihatan berdebu," kata Joshua Bloom, profesor astronomi di UC Berkeley dan pengarang kanan kajian itu, yang menyampaikan penemuannya pada pertemuan American Astronomical Society di California.
Letupan sinar gamma adalah letupan terbesar di alam semesta, mampu menghasilkan begitu banyak cahaya sehingga teleskop darat dapat mengesannya dengan mudah berjuta-juta tahun cahaya. Namun, selama lebih dari satu dekad, para astronom bingung dengan sifat letupan gelap, yang menghasilkan sinar gamma dan sinar-X tetapi cahaya yang sedikit atau tidak ada. Mereka merangkumi kira-kira separuh daripada letupan yang dikesan oleh satelit Swift NASA sejak pelancarannya pada tahun 2004.
Kajian ini mendapati bahawa kebanyakan berlaku pada galaksi normal yang dapat dikesan oleh teleskop optik darat yang besar.
"Satu penjelasan yang mungkin untuk letupan gelap adalah bahawa mereka berlaku sejauh ini cahaya yang dapat dilihat sepenuhnya dipadamkan," kata Bloom. Berkat pengembangan alam semesta dan kabut gas hidrogen yang menebal pada jarak kosmik yang semakin meningkat, para astronom tidak melihat cahaya yang dapat dilihat dari objek yang berjarak lebih kurang 12.9 bilion tahun cahaya. Kemungkinan lain: Letupan gelap meletup di galaksi dengan jumlah habuk antar bintang yang sangat tebal, yang menyerap cahaya letupan tetapi bukan radiasi tenaga yang lebih tinggi.
Dengan menggunakan salah satu teleskop optik terbesar di dunia, Keck I sepanjang 10 meter di Hawaii, pasukan mencari galaksi yang tidak diketahui di lokasi 14 letupan gelap yang ditemui Swift. "Untuk sebelas letupan ini, kami menjumpai galaksi normal yang samar," kata Daniel Perley, pelajar siswazah UC Berkeley yang memimpin kajian ini. Sekiranya galaksi ini berada pada jarak yang sangat jauh, teleskop Keck juga tidak dapat melihatnya.
Sebilangan besar pecah sinar gamma berlaku ketika bintang besar kehabisan bahan bakar nuklear. Ketika inti mereka runtuh ke lubang hitam atau bintang neutron, jet gas - yang didorong oleh proses yang tidak difahami sepenuhnya - menembusi bintang dan meletup ke angkasa. Di sana, mereka menyerang gas yang sebelumnya ditumpahkan oleh bintang dan memanaskannya, yang menghasilkan sekejap jangka pendek di banyak panjang gelombang, termasuk cahaya yang dapat dilihat.
Kajian menunjukkan bahawa letupan gelap mestilah serupa, kecuali tompok berdebu di galaksi inang mereka yang mengaburkan sebahagian besar cahaya pada akibatnya.
Ahli astronomi meninjau 14 letupan yang cahaya optiknya jauh lebih samar daripada yang dijangkakan atau sama sekali tidak ada. Mereka mendapati bahawa hampir setiap ledakan sinar gamma "gelap" memiliki galaksi inang yang dapat dikesan oleh teleskop optik besar.
Pembentukan bintang berlaku di awan lebat yang cepat dipenuhi dengan debu kerana bintang yang paling besar cepat meningkat dan meletup, memuntahkan elemen yang baru dibuat ke medium antarbintang untuk menghasilkan pembentukan bintang baru. Oleh itu, ahli astronomi menganggap bahawa sebilangan besar pembentukan bintang berlaku di galaksi yang dipenuhi debu, walaupun sebenarnya mengukur berapa banyak habuk yang dihasilkan oleh proses ini di galaksi yang paling jauh terbukti sangat mencabar.
Bintang-bintang berfikir untuk meletup ketika sinar gamma meletup dengan cepat dan mati muda. Letupan gelap mungkin mewakili bintang yang tidak pernah melayang jauh dari awan berdebu yang membentuknya.
Letupan sinar gamma telah dikesan pada panjang gelombang inframerah sejauh 13.1 bilion tahun cahaya. "Sekiranya letupan sinar gamma sering terjadi 13 miliar tahun yang lalu - kurang dari satu miliar tahun setelah alam semesta terbentuk - kita seharusnya dapat mengesan sebilangan besar daripadanya," jelas ahli pasukan S. Bradley Cenko, juga di UC Berkeley. "Kami tidak, yang menunjukkan bahawa bintang pertama terbentuk dengan kadar yang kurang senang daripada yang dicadangkan oleh beberapa model."
Ahli astronomi menyimpulkan bahawa kurang daripada 7 peratus letupan gelap dapat terjadi pada jarak seperti itu, dan mereka mencadangkan pemerhatian radio dan gelombang mikro galaksi baru untuk lebih memahami bagaimana kawasan berdebu mereka menyekat cahaya. Makalah mengenai penemuan tersebut telah diserahkan kepada The Astronomical Journal.
Sumber: NASA, UC Berkeley, AAS
