Penemuan ultramasif yang tak terduga

Artikel ini telah ditinjau sesuai dengan proses dan kebijakan editorial Science X. Para editor telah menekankan atribut berikut sambil memastikan kredibilitas konten:

fakta diverifikasi

publikasi yang ditinjau oleh rekan sejawat

sumber terpercaya

membenarkan

OKE! Dengan mengamati bagian spektrum elektromagnetik yang berbeda, Teleskop Luar Angkasa Hubble dan Teleskop Luar Angkasa James Webb mampu melihat berbagai hal di bagian alam semesta yang sama. Ucapan Terima Kasih: NASA, J. Olmsted (STScI).

× tutup

Dengan mengamati bagian spektrum elektromagnetik yang berbeda, Teleskop Luar Angkasa Hubble dan Teleskop Luar Angkasa James Webb mampu melihat berbagai hal di bagian alam semesta yang sama. Ucapan Terima Kasih: NASA, J. Olmsted (STScI).

Sejak Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) menangkap sekilas alam semesta awal untuk pertama kalinya, para astronom dikejutkan oleh kehadiran galaksi-galaksi yang lebih “ultramasif” dari yang diperkirakan. Berdasarkan model kosmologis yang paling banyak diterima, mereka seharusnya tidak dapat berevolusi hingga jauh di kemudian hari dalam sejarah alam semesta, sehingga memicu klaim bahwa model tersebut perlu diubah.

Hal ini akan mengakhiri ilmu pengetahuan yang sudah mapan selama beberapa dekade.

“Evolusi benda-benda di alam semesta bersifat hierarkis. Anda memulai dari yang kecil dan menjadi semakin besar,” kata Julian Muñoz, asisten profesor astronomi di Universitas Texas di Austin dan salah satu penulis makalah terbaru yang diterbitkan di Physical Review Letters. yang menguji perubahan pada model kosmologis. Studi tersebut menyimpulkan bahwa revisi model kosmologis standar tidak diperlukan. Namun para astronom mungkin harus kembali ke pemahaman mereka tentang bagaimana galaksi pertama terbentuk dan berevolusi.

Kosmologi mempelajari asal usul, evolusi, dan struktur alam semesta kita sejak Big Bang hingga saat ini. Model kosmologi yang paling banyak digunakan disebut model Lambda Cold Dark Matter (ΛCDM), atau “Model Kosmologis Standar”. Meskipun model ini memiliki informasi yang sangat lengkap, banyak hal tentang alam semesta awal yang masih bersifat teoritis karena para astronom tidak dapat mengamatinya secara lengkap, atau bahkan tidak bisa mengamatinya sama sekali.

Teleskop Luar Angkasa Hubble, yang diluncurkan pada tahun 1990, berperan penting dalam mengembangkan dan menyempurnakan Model Standar Kosmologi. Ia mengamati alam semesta dalam sinar ultraviolet, cahaya tampak, dan beberapa panjang gelombang cahaya inframerah dekat. Namun, hal itu membuatnya melihat beberapa hal lebih baik daripada yang lain. Hubble, misalnya, mampu mengamati galaksi-galaksi yang lebih kecil, yang sering kali berisi lebih banyak bintang-bintang muda yang memancarkan sinar ultraviolet dan lebih sedikit debu, sehingga cenderung menyerap panjang gelombang yang lebih pendek.

Diluncurkan pada akhir tahun 2021, JWST memberikan pelengkap penting terhadap kemampuan HST. Dengan mengamati pada panjang gelombang dekat dan menengah, JWST dapat mendeteksi objek yang tidak terlihat oleh Hubble.

“Kami membuka jendela menuju hal-hal yang tidak diketahui,” kata Muñoz. “Kami sekarang dapat menguji teori kami tentang alam semesta yang sebelumnya tidak dapat kami uji.”

Pemandangan inframerah alam semesta yang ditangkap oleh Teleskop Luar Angkasa James Webb. Ucapan Terima Kasih: NASA, ESA, CSA dan STScI.

× tutup

Pemandangan inframerah alam semesta yang ditangkap oleh Teleskop Luar Angkasa James Webb. Ucapan Terima Kasih: NASA, ESA, CSA dan STScI.

Tak lama setelah big bang, segala sesuatunya tidak sepenuhnya seragam. Variasi kecil dalam kepadatan mempunyai dampak signifikan terhadap struktur masa depan dan evolusi alam semesta. Daerah dengan kepadatan lebih besar menarik lebih banyak materi melalui gravitasi, yang pada akhirnya mengarah pada pembentukan struktur yang semakin besar.

Galaksi-galaksi ultramasif yang diamati oleh JWST bisa menjadi begitu besar dengan begitu cepat, secara teoritis hanya mungkin terjadi jika lebih banyak wilayah dengan kepadatan lebih tinggi ini berkembang segera setelah Big Bang. Hal ini memerlukan perubahan pada model kosmologis standar.

Muñoz dan timnya menguji hipotesis ini.

Mereka memilih rentang waktu kosmik yang tersedia untuk pengamatan JWST dan Hubble. Pada skala ini, mereka mengidentifikasi galaksi paling masif yang tersedia dalam data JWST dan menghitung jumlah perubahan kepadatan awal alam semesta yang diperlukan untuk menciptakannya.

Mereka juga menghitung berapa banyak galaksi kecil yang akan muncul dari perubahan hipotetis ini. Galaksi-galaksi kecil lainnya akan diamati oleh Hubble.

Informasi lebih lanjut:
Nashwan Sabti dkk, Wawasan dari HST tentang Galaksi Ultramasif dan Kosmologi Alam Semesta Awal, Physical Review Letters (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.061002. Di arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2305.07049

Informasi dari buku harian:
Surat Tinjauan Fisik, arXiv