Para astronom yang menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) telah membuat penemuan inovatif: sebuah galaksi yang berhenti membentuk bintang-bintang baru lebih dari 13 miliar tahun yang lalu, menjadikannya galaksi “mati” tertua yang pernah diamati.
Galaksi ini, yang ada hanya 700 juta tahun setelah Big Bang, tergolong aneh menurut standar galaksi. Berdasarkan temuan terbaru, hal ini juga menantang pemahaman kita tentang evolusi awal galaksi.
Dalam penelitian yang dipimpin oleh Tobias J. Looser dan tim astronom internasional, Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) telah menemukan galaksi kuno yang diam. Pada pergeseran merah z=7.3, ini adalah galaksi tertua yang pernah diamati.
Diterbitkan di Alam, penelitian ini memberikan wawasan menarik tentang alam semesta awal, menantang model evolusi galaksi yang ada, dan menawarkan kesempatan unik untuk mempelajari mekanisme di balik pemadaman galaksi. Selain itu, hal ini juga menantang anggapan bahwa galaksi-galaksi paling awal di alam semesta adalah galaksi raksasa berumur panjang yang dipicu oleh sisa-sisa Big Bang, yang menghasilkan bintang-bintang selama ribuan tahun. Ternyata hal itu mungkin tidak benar.
Galaksi tersebut, diberi nama JADES-GS-z7-01-QU, awalnya diidentifikasi sebagai galaksi pemecah Lyman. Sederhananya, para astronom memanfaatkan fakta bahwa radiasi ultraviolet yang kuat dari bintang-bintang muda yang panas di galaksi jauh diserap oleh hidrogen netral di ruang hampa antargalaksi, sehingga menciptakan “putusan” dalam spektrum galaksi. Karena radiasinya “tersebar” dalam jarak yang sangat jauh, penurunan karakteristik ini memungkinkan para astronom memperkirakan pergeseran merah galaksi, atau jaraknya dari Bumi, yang kemudian menunjukkan usianya. Galaksi khusus ini berusia lebih dari 13 miliar tahun.
Sebagai gambaran, alam semesta berumur 13,7 miliar tahun.
Dengan menggunakan prisma Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) JWST, para astronom dapat memastikan bahwa galaksi tersebut dalam keadaan diam, yang merupakan cara yang bagus untuk mengatakan “mati”. Pada dasarnya pembentukan bintang telah terhenti. Namun, tim tersebut berhenti sejenak untuk membahas seberapa muda galaksi tersebut ketika “mati”.
Gambar JWST berwarna palsu dari sebagian kecil bidang BARANG Selatan dengan JADES-GS-z7-01-QU disorot.
(Gambar: Kolaborasi JADES)
“Beberapa ratus juta tahun pertama alam semesta merupakan fase yang sangat aktif, dengan banyak awan gas yang runtuh dan membentuk bintang-bintang baru,” kata Tobias Looser, penulis pertama makalah tersebut. “Galaksi membutuhkan banyak pasokan gas untuk membentuk bintang-bintang baru, dan alam semesta awal seperti prasmanan makan sepuasnya.”
Galaksi ini mengalami periode pembentukan bintang yang intens antara 30 dan 90 juta tahun, dan kemudian, selama sekitar 10 juta tahun, pembentukan bintang berhenti begitu saja. Meskipun 10 juta tahun terasa seperti waktu yang lama untuk mati, itu hanya sesaat dalam garis waktu kosmik. Bagi para astronom, hal ini tidak menunjukkan pembentukan dan kehidupan galaksi modern, yang berlangsung jauh lebih lama.
JWST dan para peneliti berhasil mendapatkan perkiraan yang cukup kuat mengenai sifat fisik galaksi, seperti ukuran dan massa. Berdasarkan pelemahan debu dan pembentukan bintang, tim dapat memastikan bahwa galaksi kecil mirip awan ini hidup dengan cepat dan sulit mati.
“Kami tidak yakin apakah skenario ini dapat menjelaskan apa yang kita lihat sekarang pada Webb,” kata rekan penulis Profesor Roberto Maiolino. “Sampai saat ini, kami telah menggunakan model berdasarkan alam semesta modern untuk memahami alam semesta awal. Namun kini kita dapat melihat lebih jauh ke masa lalu dan mengamati bahwa pembentukan bintang padam begitu cepat di galaksi ini, model yang didasarkan pada alam semesta modern mungkin perlu dievaluasi ulang.”
Keberadaan galaksi seperti itu pada tahap awal sejarah alam semesta menunjukkan bahwa model evolusi galaksi kita, berdasarkan alam semesta modern, mungkin perlu direvisi. Tim mengatakan penelitian lebih lanjut kini dapat dilakukan untuk memahami mengapa galaksi ini tidak bertahan lama seperti galaksi modern.
Untuk mengurangi hal ini, ketika alam semesta masih muda, energi dan materi akan lebih terkondensasi, sehingga menghasilkan material pembentuk bintang yang berlebihan di galaksi mana pun. Ketika alam semesta mengembang, semua energi dan materi menyebar, yang secara teori akan mempersulit pembentukan bintang. Namun, galaksi-galaksi baru memiliki masa hidup yang jauh lebih lama dibandingkan galaksi-galaksi kuno yang “mati” ini.
Salah satu teori yang dikemukakan para astronom adalah bahwa alam semesta awal, dengan materi dan energi yang berputar-putar, menyaksikan bintang-bintang terbentuk dan musnah lebih cepat, sehingga menghasilkan lebih banyak supernova dan lubang hitam. Dengan keluaran energi sebesar itu, mungkin saja seiring dengan terus berkembangnya alam semesta, pembentukan bintang terhenti di beberapa galaksi yang lebih dekat dengan sumber Big Bang.
Teori lain mengatakan bahwa mungkin galaksi ini mati, namun kemudian hidup kembali.
“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.”
MJ Banias adalah jurnalis keamanan dan teknologi. Dia adalah pembawa acara The Debrief Weekly Report. Anda dapat mengirim email kepada MJ di mj@thedebrief.org atau mengikutinya di Twitter @mjbanias.
+ There are no comments
Add yours