Teleskop James Webb menemukan bahwa galaksi-galaksi di alam semesta awal jauh lebih kacau dari yang kita duga
Seperti balita kosmik, galaksi-galaksi di alam semesta muda berantakan dan mengalami kesulitan untuk menetap, sebuah studi baru menunjukkan.
Menggunakan yang berkuasa Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST), para ilmuwan mengamati lebih dari 250 galaksi di alam semesta awal. Tim peneliti memetakan pergerakan gas sejak dahulu kala, ketika alam semesta sedang berkembang – antara 800 juta dan 1,5 miliar tahun setelah Big Bang. (Kosmos kira-kira berusia 13,8 miliar tahun.)
“Sebagian besar populasi galaksi sedang mengalami fase pergolakan dalam sejarah evolusinya,” penulis utama Rolliahseorang kandidat doktor di Institut Kosmologi Kavli Universitas Cambridge, mengatakan kepada Live Science melalui email.
Berbeda dengan penelitian-penelitian sebelumnya, jelas Danhaive, tim ini menargetkan galaksi-galaksi yang kurang masif dan mengungkap apa yang mereka sebut “kinematika berantakan,” yang berarti galaksi-galaksi yang diteliti para peneliti tidak stabil, piringan berputar seperti galaksi. Bimasakti dan tetangganya.
Turbulensi pada fase awal sejarah alam semesta jauh lebih tinggi dari yang diperkirakan para ilmuwan sebelumnya, Danhaive menambahkan, karena penelitian sebelumnya bias terhadap galaksi yang lebih besar dan lebih teratur, yang lebih mudah dikenali melalui teleskop dibandingkan galaksi kecil yang menjadi target studi baru ini.
“Kami menemukan bukti bahwa turbulensi ini terjadi di [galaxy] piringan ini disebabkan oleh gas dalam jumlah besar, yang memicu pembentukan bintang secara intens dan mendorong ketidakstabilan gravitasi,” kata Danhaive.
Selain itu, para peneliti memetakan bagaimana galaksi berubah dari struktur kacau menjadi pola yang lebih teratur seperti yang terlihat pada galaksi dewasa, sehingga memberikan gambaran yang belum pernah terjadi sebelumnya tentang bagaimana galaksi tumbuh dari masa muda hingga dewasa.
“Pada masa-masa awal, galaksi sedang mengalami fase perakitan yang bergejolak, di mana ledakan kuat pembentukan bintang dan sejumlah besar gas mengganggu pergerakan piringan gas,” kata Danhaive. “Di kemudian hari, galaksi bertambah massanya dan menjadi lebih stabil.”
Struktur seperti Bimasakti terbentuk baru-baru ini, dalam beberapa miliar tahun terakhir, ketika gas yang ada diambil oleh bintang-bintang dan berkurang di galaksi secara keseluruhan. Lebih sedikit gas yang mengambang bebas memungkinkan galaksi-galaksi dewasa tumbuh dan berubah dengan lebih lancar dibandingkan galaksi-galaksi muda.
Penelitian ini tidak akan mungkin terjadi tanpa JWST, yang terletak di tempat yang jauh dan stabil secara gravitasi di ruang angkasa, jauh dari cahaya bumi dan bulan. Teleskop inframerah dapat mengintip lebih dalam ke ruang angkasa dibandingkan pendahulunya, dan secara rutin menemukan galaksi yang dianggap sebagai paling awal di alam semesta yang diketahui. Danhaive mengatakan observatorium tersebut, yang dipadukan dengan simulasi, membantu para peneliti lebih memahami pembentukan bintang yang “meledak” dan bagaimana gas mempengaruhi piringan galaksi.
“Secara keseluruhan, pekerjaan kami membuka jendela menuju dinamika awal pembentukan galaksi,” katanya. Selanjutnya, tim berencana mempelajari aliran masuk dan keluar gas di masing-masing galaksi dengan menelusuri bagaimana gas diperkaya secara kimia.
Para peneliti memperkirakan gas yang masuk akan lebih sedikit diperkaya, atau “murnisedangkan gas yang keluar akan memiliki lebih banyak komponen kimia, berkat kontribusi dari masing-masing bintang di dalam galaksi. Meneliti bagaimana gas mengalir di seluruh galaksi memungkinkan para peneliti untuk melihat mengapa beberapa galaksi berotasi lebih cepat daripada yang lain, misalnya.
“Masih banyak lagi yang bisa diungkap dengan kemampuan luar biasa JWST, dan kami berharap dapat mengeksplorasi lebih banyak aspek pembentukan galaksi awal,” kata Danhaive.
