Astronom Menemukan Apa yang Mungkin Menjadi Galaksi Terjauh

Para astronom telah melompati satu sama lain ke masa lalu akhir-akhir ini. Pekan lalu, sebuah kelompok yang menggunakan Teleskop Luar Angkasa Hubble mengumumkan bahwa mereka telah menemukan apa yang bisa terjadi bintang paling jauh dan paling awal yang pernah dilihatdijuluki Earendel, yang berkelap-kelip 12,9 miliar tahun yang lalu, hanya 900 juta tahun setelah Big Bang.

Sekarang kelompok astronom internasional lainnya, yang mendorong batas teleskop terbesar di Bumi, mengatakan bahwa mereka telah menemukan apa yang tampaknya merupakan kumpulan cahaya bintang paling awal dan paling jauh yang pernah terlihat: gumpalan kemerahan yang bernama HD1, yang mengalirkan sejumlah besar cahaya bintang. energi hanya 330 juta tahun setelah Big Bang. Alam waktu itu sejauh ini belum dijelajahi. Gumpalan lain, HD2 muncul hampir sejauh itu.

Para astronom hanya bisa menebak apa gumpalan ini — galaksi atau quasar atau mungkin sesuatu yang lain sama sekali — sementara mereka menunggu kesempatan untuk mengamatinya dengan Teleskop Luar Angkasa James Webb yang baru. Tetapi apa pun itu, kata para astronom, mereka dapat menjelaskan fase penting dalam kosmos saat ia berevolusi dari api primordial murni menjadi planet, kehidupan, dan kita.

“Saya senang sebagai seorang anak yang melihat kembang api pertama dalam pertunjukan yang luar biasa dan sangat dinanti-nantikan,” kata Fabio Pacucci dari Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian. “Ini bisa menjadi salah satu secercah cahaya pertama yang menerangi kosmos dalam sebuah pertunjukan yang pada akhirnya menciptakan setiap bintang, planet, dan bahkan bunga yang kita lihat di sekitar kita hari ini — lebih dari 13 miliar tahun kemudian.”

dr. Pacucci adalah bagian dari tim yang dipimpin oleh Yuichi Harikane dari Universitas Tokyo yang menghabiskan 1.200 jam menggunakan berbagai teleskop berbasis darat untuk mencari galaksi yang sangat awal. Temuan mereka dirilis Kamis di Jurnal Astrofisika dan Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society. Pekerjaan mereka juga dilaporkan di majalah Sky & Telescope awal tahun ini.

Di alam semesta yang mengembang, semakin jauh suatu objek dari kita, semakin cepat ia bergerak menjauh dari kita. Sama seperti suara sirene ambulans yang surut bergeser ke nada yang lebih rendah, gerakan itu menyebabkan cahaya objek bergeser ke panjang gelombang yang lebih merah dan lebih panjang. Untuk mencari galaksi terjauh, para astronom menyaring sekitar 70.000 objek, dan HD1 adalah yang paling merah yang bisa mereka temukan.

“Warna merah HD1 sangat cocok dengan karakteristik yang diharapkan dari galaksi 13,5 miliar tahun cahaya jauhnya, membuat saya merinding ketika menemukannya,” kata Dr. Harikane mengatakan dalam sebuah pernyataan yang dirilis oleh Pusat Astrofisika.

Namun, standar emas jarak kosmik adalah pergeseran merah, yang diperoleh dengan memperoleh spektrum objek dan mengukur berapa banyak panjang gelombang yang dipancarkan oleh elemen karakteristik telah meningkat atau bergeser ke merah. Menggunakan Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, atau ALMA — kumpulan teleskop radio di Chili — Dr. Harikane dan timnya mendapatkan pergeseran merah tentatif untuk HD1 sebesar 13, yang berarti bahwa panjang gelombang cahaya yang dipancarkan oleh atom oksigen telah meregang hingga 14 kali panjang gelombangnya saat diam. Pergeseran merah gumpalan lainnya belum ditentukan.

Itu memberi tanggal galaksi yang diduga hanya 330 juta tahun setelah waktu dimulai, tepat di tempat berburu teleskop Webb, yang juga akan dapat mengkonfirmasi pengukuran pergeseran merah.

“Jika pergeseran merah dari ALMA dapat dikonfirmasi, maka ini memang akan menjadi objek yang spektakuler,” kata Marcia Rieke dari University of Arizona, yang merupakan peneliti utama untuk teleskop Webb.

Menurut cerita yang diceritakan para astronom, jalan menuju alam semesta seperti yang kita kenal dimulai sekitar 100 juta tahun setelah Big Bang, ketika hidrogen dan helium yang diciptakan pada zaman purba mulai mengembun menjadi bintang-bintang pertama, yang dikenal sebagai ledakan bintang Populasi 3 (Populations 1 dan 2, yang memiliki sejumlah besar unsur yang lebih berat, hadir di galaksi saat ini). Bintang-bintang seperti itu, yang hanya terdiri dari hidrogen dan helium, belum pernah diamati, dan mereka akan jauh lebih besar dan lebih terang daripada yang ada di alam semesta saat ini. Mereka akan terbakar panas dan mati dengan cepat dalam ledakan supernova yang kemudian memulai evolusi kimia yang mencemari alam semesta murni dengan unsur-unsur seperti oksigen dan besi, bahan-bahan kita.

dr. Pacucci mengatakan mereka pertama kali mengira bahwa HD1 dan HD2 adalah apa yang disebut galaksi ledakan bintang, yang mengepul dengan bintang-bintang baru. Tetapi setelah penelitian lebih lanjut, mereka menemukan bahwa HD1 tampaknya menghasilkan bintang lebih dari 10 kali lebih cepat daripada galaksi seperti biasanya.

Kemungkinan lain, dr. Pacucci berkata, bahwa galaksi ini melahirkan bintang Populasi 3 ultraluminous pertama. Namun penjelasan lain adalah bahwa semua pancaran ini berasal dari percikan material ke dalam lubang hitam supermasif yang massanya 100 juta kali matahari. Tetapi para astronom kesulitan menjelaskan bagaimana lubang hitam bisa tumbuh begitu besar di awal waktu kosmik.

Apakah ia dilahirkan seperti itu — dalam kekacauan Big Bang — atau hanya karena kelaparan yang luar biasa?

“HD1 akan mewakili bayi raksasa di ruang bersalin di alam semesta awal,” Avi Loeb, rekan penulis di Dr. kertas Pacucci, kata.