Alam semesta kita ini isinya struktur-struktur raksasa yang bikin otak meledak.

Tapi kalau ngomongin galaksi, dua penemuan dalam lima tahun terakhir udah ngasih arti baru buat kata ‘raksasa’.

Contohnya, salah satu struktur terbesar asal galaksi yang pernah terdeteksi manusia lewat gelombang radio: Porphyrion.

Dinamai dari raja para raksasa di mitologi Yunani, Porphyrion jaraknya 7,5 miliar tahun cahaya. Jadi jelas bukan tetangga galaksi kita.

Struktur ini pertama kali terdeteksi tahun 2024, waktu para peneliti nangkep sinyal radio dari sepasang jet yang disemburin lubang hitam yang ada di pusat galaksi.

Jet-jet itu membentang sepanjang 23 juta tahun cahaya (atau 7 megaparsec) yang sulit dicerna akal, disemburin dari lubang hitam di pusat galaksi.

Itu kira-kira jarak 140 Bima Sakti yang dijajarin ujung ke ujung.

Coba resapi dulu. 140 galaksi. Ujung ke ujung.

“Porphyrion menunjukkan bahwa hal-hal kecil dan hal-hal besar di Alam Semesta itu saling terhubung erat. Kita melihat satu lubang hitam yang menghasilkan struktur dengan skala mirip filamen kosmik dan void,” kata astronom Martijn Oei dari Universitas Leiden di Belanda dan Caltech, penulis utama makalah penemuannya yang diterbitkan di Nature, kepada ScienceAlert pada tahun 2024.

“Kalau kita perkecil jet-jet itu ke ukuran Bumi dan lubang hitamnya disesuaikan, lubang hitam itu akan berukuran 0,2 milimeter: seukuran amoeba atau tungau di kulitmu. Jadi jet-jet raksasa ini luar biasa: seolah-olah satu amoeba bisa menghasilkan pancuran energi dahsyat seukuran seluruh Bumi!” – Astronom Martijn Oei

Jet-jet ini dikenal sebagai ‘lobus galaksi’ – struktur plasma dan gas berenergi tinggi yang membentang jauh melampaui cakram galaksi yang terlihat.

Saat ditemukan, Porphyrion jadi struktur asal galaksi terbesar yang diketahui di Alam Semesta.

(Setelah itu, sebuah galaksi radio lain – TXS 0033+252 – teridentifikasi membentang 26 juta tahun cahaya, yang secara efektif ngambil alih rekor.)

Saat itu, Porphyrion merebut gelar dari struktur lain yang ditemukan oleh tim yang sama: Alcyoneus.

Bersembunyi sekitar 3 miliar tahun cahaya jauhnya, Alcyoneus adalah galaksi radio raksasa yang membentang 5 megaparsec ke luar angkasa, atau sepanjang 16,3 juta tahun cahaya.

Kedua struktur ini tertangkap dalam data yang dikumpulkan oleh LOw Frequency ARray (LOFAR) di Eropa, jaringan interferometri yang terdiri dari sekitar 20.000 antena radio, tersebar di 52 lokasi di seluruh Eropa.

Penemuan mereka memberikan wawasan baru tentang evolusi dan pertumbuhan galaksi di Alam Semesta awal – dan juga membantu kita memahami medium intergalaksi yang berhamburan di ruang-ruang kosong.

Soalnya, kita masih belum tahu banyak tentang galaksi radio raksasa ini.

“Mereka terdiri dari galaksi induk (yaitu gugusan bintang yang mengorbit inti galaksi yang berisi lubang hitam supermasif), serta jet dan lobus kolosal yang menyembur dari pusat galaksi,” tulis Michelle Starr untuk ScienceAlert tahun 2022.

Jet dan lobus itu berinteraksi dengan medium intergalaksi dan entah bagaimana bertindak sebagai synchrotron untuk mempercepat elektron yang menghasilkan emisi radio.

Walaupun fenomena ini umum – Bima Sakti pun punya lobus radio – yang belum benar-benar kita pahami adalah kenapa, di beberapa galaksi, lobus itu tumbuh sampai ukuran yang amat sangat raksasa, dalam skala megaparsec.

Jet dari Alcyoneus dan Porphyrion secara khusus menghadirkan beberapa tantangan.

Pertama, untuk menghasilkan jet sebesar itu, lubang hitamnya harus terus-terusan ‘menyusu’ – yang berarti butuh cadangan material yang sangat besar – selama periode sekitar satu miliar tahun.

Ini nggak biasa, meskipun jelas bukan hal mustahil, karena kita lihat sendiri hasilnya.

Kedua adalah panjang jetnya. Tim peneliti melihat 7,5 miliar tahun ke masa lalu untuk mengamati Porphyrion, masa di mana ruang antargalaksi lebih padat daripada sekarang. Semakin panjang jet tumbuh, semakin tidak stabil jadinya. Begitu ketidakstabilan muncul, jet itu seharusnya berantakan.

Bagaimana jet Alcyoneus dan Porphyrion bisa tetap stabil melintasi jarak ruang-waktu yang begitu luas masih menjadi misteri.

Tapi mereka mungkin bisa memberi kita petunjuk tentang bagaimana Alam Semesta terstruktur.

Membentang di setiap zaman ruang-waktu ada struktur yang disebut jaring kosmik – sistem filamen raksasa, yang terdiri dari materi gelap yang secara gravitasi menggiring galaksi; pusat gugus galaksi tempat filamen-filamen ini bertemu; dan void (kehampaan) besar di antara filamen-filamen itu.

Panjang jet Porphyrion, menurut perhitungan tim, sekitar 66 persen dari radius void di mana Porphyrion berada pada titik waktu itu.

Seperti yang Starr tulis tahun 2024 untuk ScienceAlert, ini menunjukkan bahwa mega-jet ini bisa jadi berperan dalam membentuk jaring kosmik.

Menurut para peneliti, mereka bisa jadi bertanggung jawab atas suhu tinggi aneh yang terdeteksi di void, dan struktur medan magnet yang ditemukan di sana. Fitur-fitur ini mungkin ditaruh di sana oleh jet-jet itu.

Ini sangat menarik, karena lubang hitamnya adalah jenis yang cukup sering terlihat di Alam Semesta awal. Satu gagasan adalah bahwa dulu ada lebih banyak jet raksasa di Alam Semesta awal daripada yang kita sadari, memainkan peran signifikan dalam memahat jaring kosmik.

Bahkan di masa setelahnya, tim peneliti percaya, kosmos bisa jadi dipenuhi galaksi-galaksi semacam itu.

“Kurasa galaksi dengan jet raksasa lebih umum daripada yang kita sadari,” kata Oei kepada ScienceAlert.

“Itu karena sistem jet raksasa menjadi lebih sulit diamati ketika mereka tumbuh lebih besar. Mereka juga lebih sulit diamati di Alam Semesta yang lebih jauh.

“Jadi jumlah jet raksasa yang terdeteksi saat ini dibatasi oleh kemampuan instrumental kita. Begitu instrumen membaik dalam beberapa tahun ke depan, aku perkirakan lebih banyak galaksi dengan jet raksasa akan ditemukan.”

Memang, survei langit yang sedang berlangsung dalam gelombang radio menunjukkan struktur yang bahkan lebih besar mungkin sudah bersembunyi di dalam data.

Jadi rekor untuk struktur asal galaksi terbesar mungkin tidak akan bertahan lama.

Penelitian ini telah diterbitkan di Astronomy & Astrophysics, dan Nature.

Artikel ini sudah dicek faktanya oleh Michael Irving dan disunting oleh Peter Dockrill. Meskipun kami bangga dengan proses kami, kami hanya manusia. Kalau kamu menemukan kesalahan, tolong beri tahu kami.