Para peneliti di Universitas Columbia, Amerika Serikat, menemukan bukti baru bahwa gas di dalam gugus galaksi tidak diam, melainkan ikut bergerak dan berputar. Bukti itu terbaca dari cahaya tertua di alam semesta, yang dikenal sebagai latar gelombang mikro kosmik atau cosmic microwave background (CMB). Temuan yang dipublikasikan di jurnal Physical Review Letters pada 2026 ini memperkuat petunjuk awal tentang sebuah efek fisika yang selama ini baru diduga keberadaannya.

Latar gelombang mikro kosmik adalah sisa cahaya dari sekitar 380.000 tahun setelah Dentuman Besar, jauh sebelum bintang dan galaksi pertama terbentuk. Cahaya purba ini masih memenuhi langit dan menjadi salah satu sumber informasi terpenting tentang usia serta komposisi alam semesta. Ketika cahaya ini melewati gugus galaksi, ia berinteraksi dengan gas panas yang terionisasi di dalam gugus tersebut, sehingga jejak gerak gas itu dapat terbaca sebagai perubahan suhu yang sangat kecil.

Penulis utama studi ini, Samuel Goldstein, bersama pembimbingnya J. Colin Hill, meneliti efek yang disebut rotational kinematic Sunyaev-Zel’dovich atau rkSZ. Gagasannya sederhana namun sulit dibuktikan: jika gas di dalam sebuah gugus berputar, maka cahaya latar yang melewati sisi gugus yang bergerak mendekati pengamat akan tampak sedikit lebih panas, sementara sisi yang bergerak menjauh akan tampak sedikit lebih dingin. Perbedaan itu membentuk pola dipol, yakni satu sisi hangat dan satu sisi dingin, pada peta suhu di sekitar gugus.

Masalahnya, sinyal tersebut terlalu lemah untuk dideteksi pada satu gugus saja. Tim peneliti kemudian menyiasatinya dengan cara menumpuk dan merata-ratakan peta CMB di sekitar 25 gugus galaksi yang menunjukkan tanda gerak internal, seperti rotasi dan penggabungan dengan gugus lain. Setiap gugus yang diteliti memiliki sedikitnya 50 galaksi anggota yang tercatat dalam Sloan Digital Sky Survey, sebuah survei besar pemetaan langit. Sumbu rotasi setiap gugus diperkirakan dari gerak galaksi anggotanya, lalu potongan peta dari satelit Planck milik Badan Antariksa Eropa diputar agar sumbu-sumbu itu sejajar sebelum dirata-ratakan.

Hasilnya cukup meyakinkan. Hanya 0,02 persen tumpukan acak yang menghasilkan dipol sebesar yang terukur, setara dengan bukti pada tingkat 3,6 sigma. Dengan kata lain, pola hangat-dingin yang ditemukan sangat kecil kemungkinannya muncul hanya karena kebetulan. Temuan ini juga dibangun di atas penelitian sebelumnya oleh Eric Baxter dan koleganya di Universitas Pennsylvania, yang lebih dulu memberi petunjuk awal tentang sinyal rkSZ. Tim Columbia memperluas sampel gugus dan mengembangkan teknik analisis baru, termasuk pembobotan optimal dan pemanfaatan data polarisasi untuk menekan gangguan.

Mengapa temuan ini penting? Efek kinematik Sunyaev-Zel’dovich selama ini banyak dipakai untuk memetakan sebaran gas di sekitar galaksi dan gugus, tetapi pengukuran baru ini justru menyoroti gerak gas di dalam masing-masing gugus dan sistem yang sedang bergabung. Gerak itu berkaitan dengan momentum gas terionisasi di alam semesta, yang bergantung pada letak gas sekaligus kecepatannya. Memahami dinamika internal gugus membantu astronom menjelaskan bagaimana gugus terbentuk, bagaimana gas dipanaskan dan diaduk oleh penggabungan, serta bagaimana struktur terbesar di alam semesta berevolusi.

Tim peneliti pun sudah menyiapkan langkah berikutnya. Goldstein menyatakan antusiasmenya untuk memburu sinyal yang sama dengan data galaksi baru dari Dark Energy Spectroscopic Instrument dan data CMB baru dari Simons Observatory. Kedua perangkat data itu diharapkan mampu membedakan rotasi yang koheren dari gerak skala kecil lain yang dipicu penggabungan, sekaligus mempertajam pencarian efek-efek samar lain yang masih tersembunyi di dalam cahaya purba tersebut.

Apa poin penting dari berita ini?

• Peneliti Universitas Columbia menemukan bukti gas di dalam gugus galaksi ikut bergerak dan berputar, terbaca dari cahaya latar gelombang mikro kosmik.
• Jika gas berputar, cahaya latar di sisi yang mendekati pengamat tampak sedikit lebih panas dan di sisi yang menjauh tampak sedikit lebih dingin, membentuk pola dipol.
• Sinyal itu terlalu lemah pada satu gugus, sehingga tim menumpuk dan merata-ratakan peta 25 gugus galaksi dari data satelit Planck.
• Hasilnya setara bukti 3,6 sigma, karena hanya 0,02 persen tumpukan acak yang menghasilkan dipol sebesar itu.
• Temuan ini membantu menjelaskan dinamika internal gugus galaksi dan akan diuji lanjut dengan data baru dari DESI dan Simons Observatory.