Inikah Galaksi Paling Awal yang Berhasil Diamati Ilmuwan?

REPUBLIKA.CO.ID, JAKARTA -- Para astronom mungkin telah menemukan galaksi terjauh yang pernah ditemukan. Yuichi Harikane (University of Tokyo) dan tim internasional menjelaskan penemuan dua sumber yang tampaknya memancar dari 330 juta tahun setelah Big Bang. Penelitian ini tertuang dalam dua publikasi yang dirilis ke the Astrophysical Journal dan Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 

Pengamat sebelumnya telah menemukan beberapa galaksi dalam beberapa ratus juta tahun pertama alam semesta. GN-z11 merupakan pemegang rekor galaksi terjauh saat ini yang  diumumkan oleh Pascal Oesch (Universitas Jenewa) pada tahun 2016. Pergeseran merah GN-z11 sekitar 11, yang berarti kita mengamatinya 420 juta tahun setelah awal alam semesta yang dapat diamati. Kini, temuan baru mengamati sebuah galaksi yang berasal dari 330 juta tahun setelah Big Bang. Galaksi itu adalah HD1 dan HD2.

Galaksi pertama di Bumi?

Galaksi awal mengatur tahap untuk sisa alam semesta. Bintang-bintang mereka menghasilkan unsur-unsur yang lebih berat (seperti karbon dan oksigen) alih-alih atom paling sederhana. Lubang hitam mereka tumbuh menjadi raksasa yang kita lihat sekarang di pusat hampir setiap galaksi besar.

Lubang hitam supermasif ini adalah teka-teki yang harus dipecahkan. Para ilmuwan telah menemukan mereka sejauh 1 miliar tahun setelah Big Bang, tetapi contoh-contoh awal itu secara signifikan lebih besar dari yang diperkirakan, dengan satu miliar kali massa Matahari. 

Sulit untuk menjelaskan bagaimana struktur besar seperti itu bersatu hanya dalam satu miliar tahun. Para astronom akan dapat menjawab teka-teki ini dengan menemukan galaksi pertama (dan lubang hitamnya) dan menentukan seperti apa mereka saat terbentuk.

Tim Harikane menggunakan foto arsip dari kombinasi observatorium berbasis darat dan luar angkasa, termasuk panjang gelombang tampak dan inframerah, untuk mencari galaksi awal. Mereka mencari galaksi yang dapat dilihat pada panjang gelombang terpanjang dan paling merah tetapi tidak pada yang lebih pendek. 

Tim menemukan dua kandidat, galaksi HD1 dan HD2, setelah mempelajari foto-foto dengan komputer dan mata mereka. HD1 sudah diketahui oleh para astronom, tetapi telah diklasifikasikan sebagai galaksi yang jauh lebih dekat.

Para ilmuwan selanjutnya menggunakan teleskop radio ALMA di Chili untuk memeriksa HD1, untuk melihat apakah mereka dapat menentukan pergeseran merah spesifik objek, memverifikasi bahwa teknik dropout telah benar-benar menemukan galaksi awal. 

ALMA mengambil sepotong sinyal terionisasi oksigen yang sangat merah. Jika benar, oksigen terionisasi memvalidasi pergeseran merah HD1 sebesar 13,27, menjadikannya galaksi paling awal yang pernah ditemukan. Jika garis spektral itu tidak seperti yang terlihat, HD1 dan HD2 bisa jadi miliaran tahun kemudian dalam sejarah kosmik.

“Sumber-sumber ini sangat menarik, tetapi saya belum 100 persen yakin tentang sifat pergeseran merahnya yang sangat tinggi,” kata Oesch. 

Sangat Terang

Kedua galaksi serta beberapa kandidat lain yang ditemukan  seperti GN-z11, lebih terang dari yang diharapkan untuk galaksi pembentuk bintang normal. Fabio Pacucci (Pusat Astrofisika, Harvard & Smithsonian), Harikane, dan rekan mereka menyelidiki penjelasan alternatif untuk luminositas yang membingungkan dalam sebuah artikel yang diterbitkan dengan yang mengumumkan penemuan tersebut.

Baik HD1 dan HD2 mungkin sangat bercahaya karena kombinasi kelahiran bintang yang tidak terkendali dan lubang hitam yang melahap ganas. Penciptaan bintang yang produktif atau lubang hitam yang agresif berpotensi menjelaskan radiasi itu sendiri, tetapi itu sedikit lebih sulit untuk dibuktikan.

Jika peneliti mengkonfirmasi bahwa HD1 dan HD2 adalah galaksi awal, objek ini dapat memberitahu kita bahwa penciptaan bintang lebih efektif di awal alam semesta. Mereka juga dapat menjelaskan bagaimana lubang hitam supermasif pertama muncul dan berkembang.

Namun, jika mereka bukan berasal dari zaman kosmik yang lebih baru, mereka akan menambah semakin banyak bukti bahwa banyak galaksi tidak terdeteksi karena mereka diselimuti debu, membuatnya terlalu gelap dan merah untuk dideteksi, misalnya oleh Teleskop Luar Angkasa Hubble. 

“Apa pun sifat dari sumber-sumber ini, mereka menarik,” kata Oesch.

Harikane dan sekelompok mitra telah memesan waktu di Teleskop Luar Angkasa James Webb, yang baru-baru ini diluncurkan untuk mendapatkan spektrum inframerah HD1, HD2, dan kandidat ketiga. Mereka berharap JWST dan observatorium luar angkasa lain yang akan datang akan menemukan lebih dari 10.000 galaksi pada tahap awal pembentukan alam semesta ini.

Ikuti Whatsapp Channel Republika