“Dengan sinyal baru ini, kita bisa mengukur seberapa besar cahaya yang terpantul dari ‘tudung’ Fajar Kosmik.”

NEWSANTARA.CO — Untuk pertama kalinya, astronom berhasil mengintip alam semesta 13 miliar tahun lalu menggunakan teleskop darat. Mereka mengamati momen ketika bintang-bintang pertama muncul, mengakhiri kegelapan kosmik.

Periode ini, sekitar 800 juta tahun setelah Big Bang, disebut “Fajar Kosmik”—fase ketika cahaya bintang-bintang purba pertama kali menerangi semesta yang gelap gulita.

Ini adalah salah satu momen paling penting dalam sejarah kosmos, menandai transisi alam semesta dari kegelapan total menuju era pembentukan bintang dan galaksi.

Gambaran Fajar Kosmik ini didapat dari pengamatan Cosmology Large Angular Scale Surveyor (CLASS), serangkaian teleskop di Gurun Atacama, Chile. Misi utama CLASS adalah mempelajari Cosmic Microwave Background (CMB), sisa radiasi dari dentuman besar (Big Bang).

“Banyak yang mengira ini mustahil dilakukan dari Bumi. Sinyal gelombang mikro dari Fajar Kosmik sangat sulit ditangkap,” kata Tobias Marriage, ketua tim sekaligus profesor fisika dan astronomi di Johns Hopkins University. “Observasi darat punya tantangan lebih besar dibanding di luar angkasa. Mampu mengatasinya adalah pencapaian besar.”

Fajar Kosmik: Cahaya Pertama yang Menerangi Semesta

Sebelum 380.000 tahun setelah Big Bang, alam semesta masih “membosankan”—setidaknya secara visual. Saat itu, cahaya tidak bisa bergerak bebas karena foton terus dihamburkan oleh elektron.

Kondisi berubah ketika alam semesta mengembang dan mendingin, memungkinkan elektron bergabung dengan proton membentuk atom hidrogen netral. Foton akhirnya bisa bergerak leluasa, dan cahaya pertama—yang kini kita kenal sebagai CMB—muncul.

Namun, ketika bintang-bintang pertama terbentuk dalam periode Fajar Kosmik, radiasinya melepaskan elektron dari hidrogen netral lagi dalam peristiwa “reionisasi”, mengembalikan alam semesta ke kegelapan sementara yang disebut “Abad Kegelapan Kosmik”.

Sinyal Fajar Kosmik yang ditangkap CLASS berasal dari jejak bintang-bintang pertama dalam CMB. Cahaya gelombang mikro terpolarisasi ini satu juta kali lebih redup dari CMB biasa. Bayangkan, setelah menempuh perjalanan 13 miliar tahun, sinyal ini nyaris tak terdeteksi!

Tantangan Besar: Mengurai Sinyal dari Bumi

Mendeteksi sinyal ini dari Bumi sangat sulit karena:

• Terhalang fenomena alam seperti perubahan atmosfer dan fluktuasi suhu.
• Terganggu sinyal buatan manusia (radio, radar, satelit).

Selama ini, pengamatan CMB hanya mungkin dilakukan dari luar angkasa, seperti oleh satelit WMAP (NASA) dan Planck (ESA). Tapi CLASS berhasil melakukannya dari Bumi!

Cara Kerja CLASS

Tim peneliti membandingkan data CLASS dengan hasil WMAP dan Planck. Dengan begitu, mereka bisa menyaring gangguan dan fokus pada sinyal polarisasi di CMB.

Polarisasi terjadi ketika gelombang cahaya searah—misalnya, silau di kap mobil. “Kacamata polarisasi bisa mengurangi silau itu,” jelas Yunyang Li, anggota tim. “Dengan sinyal baru ini, kita bisa mengukur ‘silau kosmik’ dari pantulan cahaya Fajar Kosmik.”

Tim ingin menghitung seberapa sering foton CMB bertabrakan dengan elektron yang terlepas dari hidrogen oleh bintang-bintang pertama. Hasilnya membantu memetakan alam semesta muda dengan lebih akurat.

“Mengukur sinyal reionisasi adalah langkah penting dalam penelitian CMB,” kata Charles Bennett, pemimpin misi WMAP. “Alam semesta seperti lab raksasa. Data ini membantu kita memahami materi gelap dan neutrino—partikel misterius yang memenuhi kosmos.”

Prestasi Observasi Darat yang Revolusioner

Penelitian ini melanjutkan pemetaan 75% langit malam dengan mengukur polarisasi CMB. Nigel Sharp dari National Science Foundation (NSF) menyebut CLASS sebagai yang terdepan: “Tak ada eksperimen darat lain yang sanggup melakukan ini. Tim CLASS telah membawa lompatan besar dalam sains.”

Temuan ini dipublikasikan di The Astrophysical Journal pada 2 Juni 2025

Apa Itu Fajar Kosmik?
Fajar Kosmik (Cosmic Dawn) adalah periode penting sekitar 200-400 juta tahun setelah Big Bang ketika bintang dan galaksi pertama mulai terbentuk. Saat itulah alam semesta yang awalnya gelap mulai diterangi oleh cahaya bintang-bintang purba, mengakhiri zaman kegelapan kosmik.

Ringkasan:

• Fajar Kosmik: Masa ketika bintang pertama muncul, mengakhiri kegelapan alam semesta.
• CLASS: Teleskop darat di Chile yang berhasil menangkap sinyal ultra-redup dari 13 miliar tahun lalu.
• Polarisasi CMB: Kunci untuk memisahkan “silau kosmik” dari gangguan lain.
• Implikasi: Membantu memecahkan misteri materi gelap, neutrino, dan evolusi alam semesta.

“Dengan data tambahan, kami ingin mencapai presisi tertinggi yang mungkin,” tutup Marriage.