PEMBARUAN LANGSUNG: NASA membagikan gambar Teleskop James Webb

Ini juga menjelaskan mengapa kita melihat alam semesta di masa lalu.

Jika bintang itu berjarak 10 tahun cahaya, maka cahayanya membutuhkan waktu 10 tahun untuk mencapai kita: kita mengamati bintang itu seperti 10 tahun yang lalu. (Dibutuhkan sinar matahari delapan menit untuk mencapai kita di Bumi.)

Untuk objek sejauh Web dapat mendeteksi, partikel cahaya ini telah melakukan perjalanan sekitar 13 miliar tahun cahaya, dan telah melakukan perjalanan melalui ruang angkasa selama 13 miliar tahun. Cahaya dalam gambar “Deep Field” Webb yang dirilis Senin adalah potret bagian alam semesta ketika berusia kurang dari satu miliar tahun.

Apa yang dapat Anda pelajari lebih lanjut tentang periode terdekat dengan Big Bang bagi para astronom?

Kapan bintang pertama menyala? Kapan galaksi pertama bergabung dari awan gas? Seberapa berbedakah bintang dan galaksi pertama dengan yang menghuni alam semesta saat ini?

Tidak ada yang benar-benar tahu. Ini adalah bab yang hilang dalam sejarah alam semesta. Kita tahu bahwa alam semesta dimulai pada saat Big Bang. Ledakan ini meninggalkan bisikan latar belakang kebisingan gelombang mikro yang ditemukan pada tahun 1964, dan telah dipelajari secara rinci dalam beberapa dekade sejak itu. Alam semesta mendingin, materi mulai menggumpal dan bintang-bintang pertama diyakini telah terbentuk sekitar 100 juta tahun setelah Big Bang.

Bintang-bintang awal pasti berbeda karena Big Bang hanya menghasilkan hidrogen dan helium bersama dengan sejumlah kecil litium dan berilium. Tidak ada unsur yang lebih berat—karbon, silikon, besi, dan sisa tabel periodik—yang ada. Beberapa astrofisikawan percaya bahwa banyak bintang pertama, tanpa unsur berat, sangat besar, terbakar terang dan mati muda dalam ledakan supernova untuk menyebarkan materi yang nantinya dapat membentuk planet dan, akhirnya, makhluk hidup seperti kita.

Webb adalah teleskop pertama yang mungkin dapat mengidentifikasi dan menganalisis bintang-bintang awal tersebut.

Mengapa alat Webb membantu memajukan pekerjaan ini?

Dua perbedaan utama antara Webb dan Hubble adalah ukuran cermin – cermin yang lebih besar mengumpulkan lebih banyak cahaya – dan panjang gelombang cahaya yang mereka amati. Hubble berfokus pada panjang gelombang tampak dan ultraviolet, dan memberikan pandangan baru yang tak tertandingi dari sebagian besar alam semesta.

Tetapi untuk alam semesta awal, bagian spektrum inframerah menjadi kuncinya. Ini karena efek Doppler. Ketika mobil polisi melaju dengan cepat, sirene lebih keras saat mobil mendekat dan mengecil saat menjauh. Pada dasarnya hal yang sama terjadi dengan cahaya. Benda yang melaju ke arah kita tampak lebih biru, dan benda yang bergerak menjauh menjadi lebih merah karena gerak surut memanjang dari panjang gelombang partikel cahaya. Untuk objek yang jauh, seperti bintang dan galaksi awal, sebagian besar cahaya diubah menjadi inframerah.

Pengamatan inframerah pada dasarnya tidak mungkin dilakukan dari teleskop di Bumi. Atmosfer menghalangi panjang gelombang tersebut.

Catatan inframerah juga dapat dengan mudah terdistorsi oleh radiasi termal. Itu sebabnya Webb diposisikan satu juta mil dari Bumi dan dinaungi oleh pelindung matahari yang sangat besar. Salah satu instrumen, instrumen inframerah-tengah, atau MIRI, harus didinginkan hingga minus 447 derajat Fahrenheit agar berfungsi dengan baik.