James Webb Telescope menemukan 'crash 5-galaxy yang sangat langka' di alam semesta awal
Astronom telah menemukan sistem yang sangat langka di mana setidaknya lima galaksi dari alam semesta awal bergabung – hanya 800 juta tahun setelah Big Bang. Penemuan luar biasa dibuat menggunakan data dari James Webb Space Telescope (JWST) dan Hubble Space Telescope.
Galaxy merger memainkan peran kunci dalam pembentukan galaksi di alam semesta awal. Meskipun tidak biasa terlihat, sistem penggabungan memang terjadi, biasanya melibatkan dua galaksi. Namun, merger yang baru diidentifikasi, dijuluki JWST's Quintet, berisi setidaknya lima galaksi dan 17 gumpalan galaksi.
“Menemukan sistem seperti itu dengan lima galaksi yang terkait secara fisik sangat jarang, baik dalam simulasi saat ini maupun dalam pengamatan,” kata penulis utama penelitian Weida Huseorang peneliti postdoctoral di Texas A&M University. “Probabilitas mendeteksi bahkan satu [multiple-galaxy merger] cukup rendah, yang meningkatkan kemungkinan bahwa kita mungkin 'beruntung' dalam mengidentifikasi sistem ini begitu awal, “kata Hu kepada Live Science dalam email.
Galaksi-galaksi ini disebut galaksi garis emisi karena mereka memiliki tanda tangan yang menonjol dalam cahaya mereka, terutama yang dipancarkan oleh hidrogen dan oksigen, yang merupakan tanda-tanda pembentukan bintang baru.
Kekuatan Dua
Penelitian, diterbitkan 15 Agustus di jurnal Astronomi Alammenggunakan kombinasi data JWST dan Hubble.
Kamera inframerah-dekat JWST (NIRCAM) mengisyaratkan lingkaran gas besar di sekitar kelompok galaksi, yang berarti bahwa lima galaksi tidak independen tetapi malah terhubung secara fisik dan tertanam dalam sistem yang sama, Hu menjelaskan.
Terkait: Gambar teleskop James Webb mengungkapkan ada sesuatu yang aneh dengan Interstellar Comet 3i/Atlas
Sementara beberapa galaksi ini sebelumnya terdeteksi menggunakan Hubble, “hanya data JWST yang memberi tahu kami bahwa lima galaksi yang memiliki pergeseran merah yang sama dan berinteraksi satu sama lain,” tambah Hu. (Redshift adalah ukuran jarak kosmik, dengan pergeseran merah yang lebih tinggi sesuai dengan objek kuno yang lebih jauh. Pergeseran merah terjadi ketika cahaya yang dipancarkan oleh benda -benda yang jauh membentang ke panjang gelombang yang lebih panjang dan lebih merah sambil melintasi alam semesta yang meluas.)
Hu menyarankan bahwa mungkin ada galaksi samar atau tersembunyi lainnya yang terkait dengan kuintet JWST yang belum terdeteksi. Tetapi menemukan galaksi-galaksi ini mungkin memerlukan pengamatan multi-gelombang canggih.
Penggabungan alam semesta awal yang melibatkan lebih dari dua galaksi sangat jarang, kata Conselice Christopherseorang profesor astronomi ekstragalaksi di University of Manchester yang tidak terlibat dalam penelitian ini.
“Jika Anda melihat semua galaksi, maka 20-30% dari mereka akan berada dalam merger. Ini hanya akan dua galaksi. Fraksi dari beberapa sistem merger ini akan jauh, jauh lebih rendah, dan kami belum memiliki statistik di atasnya, tetapi tentu saja lebih rendah dari 1%,” kata Penasihat Live Science.
Tim menemukan bahwa dua galaksi utama dalam sistem tampaknya dipisahkan oleh jarak 43.300 tahun cahaya, dan pasangan paling jauh di antara semua galaksi dalam sistem tampaknya terpisah 60.700 tahun cahaya. (Sebagai perbandingan, kami Bimasakti Galaxy adalah sekitar 100.000 tahun cahaya ke ujung.)
“Fakta bahwa galaksi secara spasial berdekatan adalah indikasi bahwa mereka mungkin akan bergabung,” kata Conselice. “Ada beberapa ruang untuk interpretasi mengenai apakah beberapa objek mungkin menjadi bagian dari galaksi yang sama,” tambahnya.
Sepupu yang jauh
Sistem ini mirip dengan mitra alam semesta setempat, Quintet Stephanyang merupakan penggabungan empat galaksi, dengan galaksi kelima yang muncul di bagian langit yang sama tetapi tidak bergabung.
“Kesamaan yang mencolok adalah adanya jembatan material yang menghubungkan dua galaksi di kuintet JWST – fitur yang juga terlihat di kuintet Stephan, indikasi ekor pasang surut yang diproduksi oleh interaksi galaksi,” kata Hu. “Namun, tingkat pembentukan bintang kuintet JWST jauh lebih tinggi.”
Sementara semua galaksi di kuintet Stephan adalah sistem yang jauh lebih tua di alam semesta di dekatnya, dan karenanya kurang aktif, galaksi di kuintet JWST kaya akan gas dan dengan kuat membentuk bintang -bintang baru pada tingkat yang lebih tinggi dari yang diharapkan untuk periode itu.
Kuintet JWST, dengan setidaknya lima galaksi dan 17 gumpalan galaksi, memiliki total massa bintang 10 miliar matahari. Studi ini menunjukkan bahwa tingkat pembentukan massa dan bintang yang tinggi menunjukkan bahwa galaksi dalam merger dapat berevolusi menjadi galaksi diam besar, terjadi sekitar 1 miliar hingga 1,5 miliar tahun setelah Big Bang. Galaksi yang diam adalah yang berhenti membentuk bintang baru. Studi JWST sebelumnya telah mendeteksi beberapa dari mereka di alam semesta awal, yang menimbulkan pertanyaan tentang bagaimana galaksi bisa menjadi “mati” begitu awal di alam semesta.
Conselice mengatakan bahwa masa depan menggabungkan galaksi adalah pertanyaan besar. Mereka mungkin berakhir sebagai galaksi pembentuk bintang tetapi dengan lebih sedikit aktivitas, atau mereka bisa menjadi “mati” atau pasif dari waktu ke waktu. Masa depan sistem juga akan tergantung pada apakah galaksi menjadi tuan rumah secara aktif memberi makan lubang hitam, yang dapat mendorong sistem untuk memadamkan pembentukan bintang dengan sangat cepat.
Jika galaksi penggabungan berubah menjadi sistem mati, kuintet JWST berpotensi menjelaskan bagaimana galaksi diam besar dapat terbentuk dengan cepat melalui penggabungan galaksi yang lebih kecil dan starbursting di alam semesta awal.
Hu mencatat bahwa gambar NIRCAM JWST menunjukkan detail bentuk dan struktur objek yang jelas, tetapi mereka tidak menawarkan informasi yang tepat seperti intensitas garis spektral. Tanpa detail spektroskopi ini, sulit untuk mengukur sifat -sifat seperti logam, gerakan, dan dinamika sistem secara akurat, atau sifat gas di dalam galaksi dan gumpalan ini.
Jika lebih banyak sistem seperti kuintet JWST ditemukan dalam survei JWST di masa depan, para peneliti dapat mempelajari seberapa sering kelompok galaksi penggabungan ini muncul, sifatnya, dan memeriksa kondisi di mana mereka terbentuk. Ini akan memungkinkan para peneliti untuk memverifikasi apakah sistem ini termasuk dalam kelas langka yang diprediksi oleh model standar alam semesta saat ini, atau jika mereka menyarankan mekanisme baru dalam aksi.
