Galaksi misterius itu sudah mati

Ketika galaksi kehabisan gas dan debu, proses kelahiran bintang terhenti. Ini membutuhkan waktu miliaran tahun.

Namun ada sebuah galaksi di luar sana yang sudah mati ketika alam semesta baru berusia 700 juta tahun. Apa yang terjadi padanya?

Hal itulah yang ingin diketahui oleh tim astronom internasional.

“Beberapa ratus juta tahun pertama alam semesta merupakan fase yang sangat aktif, dengan banyak awan gas yang runtuh membentuk bintang-bintang baru,” kata Tobias Looser dari Kavli Institute for Cosmology di Universitas Cambridge.

“Galaksi membutuhkan banyak pasokan gas untuk membentuk bintang-bintang baru, dan alam semesta awal seperti prasmanan makan sepuasnya.”

Jadi ketika JADES-GS-z7-01-QU muncul dalam pengamatan JWST, tidak banyak bukti pembentukan bintang yang sedang berlangsung. (JADES adalah singkatan dari JWST Advanced Deep Extragalactic Survey.) Keadaan inilah yang oleh para astronom disebut sebagai keadaan ‘padam’, dan sepertinya pembentukan bintang dimulai dan segera dihentikan.

Mencari tahu mengapa hal ini terjadi pada galaksi muda merupakan langkah penting dalam kosmologi. Mengapa ia berhenti membentuk bintang? Dan apakah faktor-faktor yang mempengaruhi pembentukan bintang sama dengan sekarang?

Gambar komposit bidang GOODS-South tempat galaksi JADES-GS-z7-01-QU berada. Ini adalah bagian dari survei mendalam menggunakan dua teleskop berukuran 8,2 meter. JWST kemudian fokus pada sebagian kecil bidang ini. (ESO/M Hayes)

Ketika sebuah galaksi berhenti membentuk bintang

Memadamkannya pembentukan bintang adalah sesuatu yang para astronom tidak perkirakan akan terjadi dengan cepat.

“Baru kemudian di alam semesta kita mulai melihat galaksi berhenti membentuk bintang, entah itu karena lubang hitam atau hal lain,” kata Dr Francesco D’Eugenio, juga dari Kavli Institute for Cosmology dan rekan penulis Looser. . dalam artikel terbaru di JADES-GS-z7-01-QU.

Kelahiran bintang biasanya dimulai ketika awan gas menyatu. Daerah kaya gas, termasuk galaksi, adalah tempat utama bagi pembibitan bintang. Data JWST pada JADES-GS-z7-01-QU menunjukkan bahwa galaksi kecil ini mengalami periode pembentukan bintang yang sangat intens tak lama setelah mulai terbentuk (setelah zaman reionisasi). Antara 30 dan 90 juta tahun yang lalu, bumi terbakar dengan pembentukan bintang. Lalu tiba-tiba berhenti.

Hal ini tidak mengherankan – meskipun para astronom tidak yakin mengapa hal itu berhenti. Rupanya dia kehabisan bensin. Mungkin lubang hitam supermasif di jantungnya telah menyerap sebagian besar “materi bintang” yang tersedia. Angin dan jet yang bergerak cepat di lubang hitam mungkin juga telah mendorong sebagian besar material kelahiran bintang keluar dari galaksi seluruhnya.

Ada kemungkinan juga bahwa laju pembentukan bintang yang sangat cepat yang dialami oleh JADES-GS-z7-01-QU hanya menghabiskan pasokannya. Menurut Looser, hal itu bukan tidak mungkin.

“Segala sesuatu tampaknya terjadi lebih cepat dan lebih dramatis di awal alam semesta, dan ini mungkin termasuk galaksi yang bergerak dari tahap pembentukan bintang ke tahap diam atau padam,” katanya.

Temukan jawabannya

Dari data JWST saat ini, tidak jelas apa yang terjadi pada galaksi kecil ini pada awal waktu. Para astronom masih memeriksa datanya.

“Kami tidak yakin apakah skenario ini dapat menjelaskan apa yang kita lihat sekarang pada Webb,” kata salah satu penulis makalah, Profesor Roberto Maiolino.

“Sampai saat ini, untuk memahami alam semesta awal, kami menggunakan model-model yang didasarkan pada alam semesta modern. Namun kini kita dapat melihat lebih jauh ke masa lalu dan mengamati bahwa pembentukan bintang-bintang padam dengan begitu cepat di galaksi ini, model-model yang didasarkan pada alam semesta modern mungkin dapat digunakan. perlu melihat lagi.”

Zaman reionisasi adalah saat cahaya dari bintang-bintang pertama dapat melintasi alam semesta awal. Pada saat ini, galaksi mulai runtuh, begitu pula lubang hitam. Galaksi muda JADES-GS-z7-01-QU mengalami fase ledakan bintang selama waktu ini dan kemudian berhenti membentuk bintang. (Paul Geil/Simon Mutch/Universitas Melbourne)

Ini berarti lebih banyak observasi dengan JWST.

“Kami sedang mencari galaksi lain seperti ini di alam semesta awal, yang akan membantu kami menentukan batasan tentang bagaimana dan mengapa galaksi berhenti membentuk bintang baru,” kata D’Eugenio.

“Bisa jadi galaksi-galaksi di alam semesta awal ‘mati’ dan kemudian hidup kembali – kita memerlukan lebih banyak observasi untuk mengetahuinya.”

Ada satu kemungkinan lagi yang ingin dieksplorasi oleh para astronom. JADES-GS-z7-01-QU tampak tewas seumur hidupnya saat diamati oleh JWST. Namun bisa jadi punahnya kelahiran bintang hanya bersifat sementara. Mungkin hal ini disebabkan oleh aliran material bintang secara berkala ke ruang antarbintang (didorong oleh lubang hitam di intinya). Galaksi-galaksi lain juga telah diamati mengalami gangguan kelahiran bintang, namun ukurannya jauh lebih masif daripada galaksi ini.

Mungkin JADES-GS-z7-01-QU memulai pabrik pembentuk bintang di kemudian hari dalam sejarahnya. Dalam hal ini, ia bisa saja berkembang jauh lebih besar pada zaman-zaman selanjutnya dalam sejarah kosmik.

Dan hal ini memberikan gagasan yang menarik: mungkin galaksi-galaksi lain yang “padam” juga beristirahat, kemudian menerima pemasukan gas dalam jumlah besar—mungkin melalui tabrakan dengan galaksi lain—untuk membentuk bintang-bintang generasi selanjutnya. Pengamatan JWST di masa depan akan mengungkap lebih banyak galaksi-galaksi ini, sehingga memungkinkan para astronom mempelajari fase pendinginannya secara lebih rinci.

Artikel ini awalnya diterbitkan oleh Universe Today. Baca artikel aslinya.