Saat itu, bayi galaksi. Selanjutnya, gugus galaksi supermasif?

Seperti penjelajah bola basket yang melihat seorang remaja yang lincah dan jangkung, para astronom yang menggunakan James Webb Space Telescope baru-baru ini melaporkan bahwa mereka mengidentifikasi sekelompok galaksi muda yang kecil dan menawan menjelang fajar waktu. Para ilmuwan mengatakan galaksi-galaksi ini dapat tumbuh menjadi salah satu gugusan massa terbesar di alam semesta, kumpulan ribuan galaksi dan triliunan bintang.

Tujuh galaksi yang mereka identifikasi berasal dari 13 miliar tahun yang lalu, hanya 650 juta tahun setelah Big Bang.

“Ini mungkin memang sistem paling masif di seluruh alam semesta pada saat itu,” kata Takahiro Morishita, seorang astronom di Pusat Pemrosesan dan Analisis Inframerah Caltech. Dia menggambarkan gugus utama sebagai entitas terluar, dan karenanya terdekat, yang pernah diamati. Dr Morishita adalah penulis utama dari laporan yang diterbitkan pada penemuan ini Senin di Astrophysical Journal Letters.

Laporan para ilmuwan adalah hasil dari upaya yang lebih besar yang dikenal sebagai Survei Penguatan Lensa Grism dari Luar Angkasa, yang diselenggarakan oleh Tommaso Treu, seorang astronom di University of California, Los Angeles, untuk memanen hasil sains awal dari teleskop Webb.

Teleskop diluncurkan ke orbit mengelilingi matahari pada Hari Natal tahun 2021. Dengan detektor infra merahnya dan cermin utama selebar 21 kaki yang menggelegar, sangat cocok untuk melihat tahun-tahun awal alam semesta. Saat alam semesta mengembang, galaksi-galaksi yang sangat jauh dalam ruang dan waktu berpacu menjauh dari Bumi dengan sangat cepat sehingga sebagian besar cahaya tampak dan informasi tentangnya telah menyebar ke panjang gelombang inframerah yang tak terlihat, seperti sirene yang jatuh dalam nada.

Pada tahun pertamanya, Web telah menemukan banyak sekali galaksi terang dan lubang hitam masif yang terbentuk hanya beberapa ratus juta tahun setelah Big Bang.

Teleskop Luar Angkasa Hubble telah menemukan galaksi muda termuda selama bertahun-tahun sebagai titik cahaya merah, yang terlihat pada jarak yang sangat jauh hanya karena mereka diperbesar oleh gravitasi yang memutar ruang dari Gugus Pandora, sekelompok galaksi bersarang di konstelasi. pematung.

Pengukuran spektroskopi menggunakan teleskop Webb menegaskan bahwa ketujuh titik tersebut adalah galaksi dan semuanya sama jauhnya dari Bumi. Ini menempati petak ruang 400.000 tahun cahaya, atau sekitar seperenam jarak dari sini ke kerabat terdekat Bima Sakti, galaksi spiral besar Andromeda.

“Jadi, upaya kami untuk menindaklanjuti kemungkinan protocluster yang diketahui sebelumnya akhirnya membuahkan hasil setelah hampir 10 tahun!” Dr Morishita menulis.

Menurut kalkulasi berdasarkan model alam semesta yang berlaku, gravitasi pada akhirnya akan menarik galaksi-galaksi ini menjadi gugus masif yang berisi setidaknya satu triliun bintang. kata Benedetta Volcani dari National Institute of Astrophysics di Italia dan anggota kelompok riset.

Data spektral juga memungkinkan Dr. Morishita dan rekan-rekannya untuk menentukan bahwa bintang-bintang yang menghuni beberapa galaksi embrionik ini ternyata sangat matang, mengandung sejumlah besar unsur seperti oksigen dan besi, yang pasti telah terbentuk dalam tungku nuklir selama beberapa generasi. dari bintang sebelumnya. Galaksi lain di antara galaksi yang lebih kecil jauh lebih murni. Secara teoritis, bintang pertama di alam semesta terdiri dari hidrogen murni dan helium, unsur pertama yang muncul dari Big Bang.

Beberapa galaksi ini adalah bintang yang lahir dengan kecepatan yang mencengangkan, 10 kali lebih cepat dari Bima Sakti, yang berukuran 10 hingga 100 kali ukurannya. Yang lain dalam kelompok muda hampir tidak menghasilkan satu bintang per tahun, kata Dr. Morishita, “keanekaragaman yang menarik dalam kelompok galaksi di era awal ini.”

Semua ini meningkatkan kecurigaan sebagian kosmolog bahwa alam semesta awal menghasilkan bintang, galaksi, dan lubang hitam jauh lebih cepat daripada prediksi teori standar. Dalam sebuah email, Dr. Morishita mengatakan masih belum ada “krisis” dalam kosmologi.

“Penjelasan termudah,” tulisnya, “adalah pemahaman kita sebelumnya tentang pembentukan bintang dan produksi debu di alam semesta awal, yang merupakan fenomena kompleks, tidak lengkap.”