Para astronom telah menemukan gugus galaksi yang sangat panas dan padat, SPT2349-56, yang terbentuk hanya 1,4 miliar tahun setelah Big Bang. Temuan ini menantang model evolusi gugus galaksi saat ini, dan menunjukkan bahwa struktur ini dapat berkembang jauh lebih cepat dari perkiraan sebelumnya. Gugus ini berisi lebih dari 30 galaksi yang dikemas dalam ruang yang relatif kecil – berukuran sekitar 500.000 tahun cahaya – dan memiliki suhu yang luar biasa tinggi untuk usianya.
Pemanasan Cepat Tak Terduga
Anomali utamanya terletak pada panas ekstrem media intrakluster – gas panas yang mengisi ruang antargalaksi di dalam gugus. Para ilmuwan memperkirakan gas ini memerlukan waktu miliaran tahun untuk mencapai suhu yang diamati di gugusan gas matang, seringkali puluhan atau ratusan juta derajat Celcius. Namun, media intracluster SPT2349-56 setidaknya lima kali lebih panas dari perkiraan, menunjukkan bahwa proses pemanasan terjadi jauh lebih cepat dari perkiraan.
Pemanasan ini kemungkinan disebabkan oleh lubang hitam supermasif yang berada di dalam gugus galaksi, yang memompa energi ke lingkungan sekitarnya. Penemuan ini menyiratkan bahwa lubang hitam ini sudah sangat aktif dan berpengaruh dalam membentuk evolusi cluster jauh lebih awal dalam sejarah kosmik. Suhu cluster diukur menggunakan efek Sunyaev–Zeldovich, yang mendeteksi peningkatan energi yang diberikan pada sisa panas Big Bang (radiasi CMB) ketika berinteraksi dengan gas panas.
Pergeseran Pemahaman Pembentukan Cluster
Gugus galaksi awal lainnya telah ditemukan, seperti z660D (ditemukan pada tahun 2019) dan A2744z7p9OD (diidentifikasi oleh JWST pada tahun 2023), tetapi kluster ini diklasifikasikan sebagai protocluster. Protocluster belum sepenuhnya terikat secara gravitasi, artinya mereka belum berada dalam kondisi stabil. Model yang ada saat ini memperkirakan bahwa dibutuhkan waktu miliaran tahun bagi protocluster untuk runtuh dan memanaskan media intraclusternya hingga mencapai suhu yang terlihat pada cluster dewasa. SPT2349-56 menentang ekspektasi ini, menunjukkan bahwa pemahaman kita tentang pembentukan cluster tidak lengkap.
Formasi Bintang Hiperaktif Mendorong Pertumbuhan
Galaksi-galaksi di gugus ini membentuk bintang-bintang dengan kecepatan yang mencengangkan – lima ribu kali lebih cepat daripada Bima Sakti. Pembentukan bintang yang intens ini, ditambah dengan lubang hitam aktif dan atmosfer yang terlalu panas, menciptakan lingkungan unik yang menantang teori yang ada. Ukuran SPT2349-56 yang padat (kira-kira seukuran halo materi gelap Bima Sakti) menunjukkan bahwa galaksi di dalamnya akan terus berkembang pesat.
“Kami ingin mengetahui bagaimana intensnya pembentukan bintang, lubang hitam aktif, dan atmosfer yang terlalu panas berinteraksi, dan apa yang dapat kita ketahui tentang bagaimana gugus galaksi saat ini terbentuk,” kata Zhou.
Penemuan ini menimbulkan pertanyaan kritis tentang keterkaitan antara pembentukan bintang, aktivitas lubang hitam, dan pemanasan cepat medium intracluster di alam semesta awal. Penelitian lebih lanjut terhadap SPT2349-56 dan sistem serupa dapat mengubah pemahaman kita tentang bagaimana gugus galaksi terbentuk dan berevolusi.
