James Webb Telescope mengungkapkan galaksi 'Sleeping Beauty' di alam semesta awal – tunda di mana mereka tidak seharusnya ada
Astronom telah menemukan lebih dari selusin galaksi “tidak aktif” yang menghentikan pembentukan bintang mereka dalam miliar tahun pertama setelah Big Bang.
Penemuan, dibuat dengan data dari James Webb Space Telescope (JWST)menerangi fase yang menarik dalam kehidupan galaksi awal dan dapat memberikan lebih banyak petunjuk tentang bagaimana galaksi berkembang.
Ada beberapa alasan mengapa galaksi dapat berhenti membentuk bintang baru. Salah satunya adalah kehadiran supermasif lubang hitam di pusat mereka. Raksasa ini memancarkan radiasi intens yang memanaskan dan menghabiskan gas dingin, bahan terpenting untuk pembentukan bintang. Selain itu, galaksi tetangga yang lebih besar dapat menghapus gas dingin ini atau memanaskannya, menyebabkan penghentian pembentukan bintang. Akibatnya, galaksi -galaksi ini dapat tetap tidak terbatas, atau menjadi “padam. “
Alasan lain galaksi menjadi tidak aktif adalah umpan balik bintang. Saat itulah gas di galaksi dihangatkan dan dikeluarkan karena proses bintang seperti supernova, angin bintang yang intens, atau tekanan yang terkait dengan lampu bintang. Galaksi dengan demikian melewati periode “tenang” sementara.
“Ini biasanya merupakan fase sementara, yang biasanya berlangsung sekitar 25 juta tahun,” Alba Covelo Pazseorang mahasiswa doktoral di Universitas Jenewa dan penulis utama sebuah studi baru yang menggambarkan temuan itu, mengatakan kepada Live Science dalam sebuah email. Lebih dari jutaan tahun, gas yang didorong keluar kembali, dan gas hangat mendingin lagi. Setelah ada cukup gas dingin lagi, galaksi dapat mulai membentuk bintang baru.
Sementara fase aktif umumnya diamati pada galaksi di dekatnya, para astronom hanya menemukan empat galaksi yang tidak aktif dalam miliar tahun pertama alam semesta. Dari mereka, tiga memiliki massa di bawah satu miliar massa matahari dan satu memiliki massa di atas 10 miliar massa matahari. Pengamatan terbatas dan sifat -sifat yang tersebar dari galaksi yang tidak aktif tidak cukup untuk mendapatkan gambaran yang jelas tentang pembentukan bintang awal.
Tetapi menggunakan data spektroskopi sensitif JWST, tim astronom internasional menemukan 14 galaksi yang tidak aktif dengan berbagai macam massa di alam semesta awal, menunjukkan bahwa galaksi yang tidak aktif tidak terbatas pada rentang massa rendah atau sangat tinggi.
Temuan diunggah ke database preprint arxiv pada tanggal 27 Juni dan belum ditinjau oleh rekan sejawat.
Beristirahat
Para peneliti tidak berharap melihat galaksi yang tidak aktif di alam semesta awal. Karena galaksi -galaksi ini masih muda, mereka harus dengan penuh semangat membentuk banyak bintang baru, pikir astronom. Tapi di tahun 2024 kertaspara peneliti menggambarkan penemuan pertama galaksi yang tidak aktif di alam semesta awal.
“Penemuan pertama dari galaksi yang tidak aktif di alam semesta awal sangat mengejutkan karena galaksi itu telah diamati sebelumnya dengan Hubble, tetapi kami tidak bisa tahu itu tidak aktif sampai JWST,” kata Paz.
Itu karena, tidak seperti Hubble Space TelescopeInstrumen NIRSPEC JWST dapat melihat cahaya dari galaksi-galaksi ini yang telah di-redshift ke panjang gelombang inframerah dekat, dan juga memberikan detail spektroskopi tentang hal itu.
Para astronom ingin tahu mengapa galaksi awal berhenti membentuk bintang dan apakah ini umum di antara berbagai massa bintang. Salah satu hipotesis adalah bahwa galaksi memiliki semburan pembentukan bintang dan kemudian menenangkan periode, sebelum memulai lagi. Paz dan timnya mencari galaksi yang berada di antara semburan pembentukan bintang. Mereka menggunakan data galaksi yang tersedia untuk umum di Dawn JWST Archive.
Mereka memeriksa cahaya sekitar 1.600 galaksi, mencari tanda -tanda bintang baru yang tidak terbentuk. Mereka juga fokus pada tanda tangan yang jelas dari bintang paruh baya atau tua dalam cahaya galaksi. Tim menemukan 14 galaksi, mulai dari sekitar 40 juta hingga 30 miliar massa matahari, yang telah menjeda formasi bintang.
“Kami sekarang menemukan 14 sumber yang mendukung proses burstiness ini, dan kami menemukan bahwa mereka semua telah menghentikan formasi bintang antara 10 [million] dan 25 juta tahun sebelum kami mengamati mereka, “Paz menjelaskan. Itu berarti 14 galaksi ini ditemukan mengikuti mode pemberhentian pembentukan bintang daripada terus membentuk bintang, dan mereka telah diam selama setidaknya 10 juta hingga 25 juta tahun.
Tunda yang relatif pendek ini mengisyaratkan bahwa umpan balik bintang, seperti supernova atau angin bintang, menyebabkan mereka diam dan bahwa mereka pada akhirnya dapat memulai kembali pabrik bintang mereka, kata Paz.
Namun, masih ada ketidakpastian, tambahnya. “Kami tidak dapat mengkonfirmasi dengan pasti karena kami tidak tahu berapa lama mereka akan tetap tidak aktif, dan jika mereka tetap tidak aktif selama 50 juta tahun lagi, ini berarti penyebab pendinginan mereka berbeda,” jelas Paz.
Skenario ini akan menunjukkan bahwa galaksi sudah mati. Namun demikian, sifat saat ini dari galaksi ini mendukung siklus pas dan dimulai.
Karena galaksi yang tidak aktif sangat langka, banyak tentang mereka tetap misterius. Namun, para astronom berharap pengamatan di masa depan akan membantu menjelaskan pabrik -pabrik bintang yang tertunda ini. Program JWST mendatang yang disebut “Sleeping Beauties” akan didedikasikan untuk menemukan galaksi yang tidak aktif di alam semesta awal, kata Paz. Program ini akan memungkinkan para astronom untuk memperkirakan berapa lama sebuah galaksi tetap dalam fase yang tenang ini dan membantu mereka memahami proses pembentukan bintang bursty.
“Masih banyak yang tidak diketahui bagi kami, tetapi kami selangkah lebih dekat untuk mengungkap proses ini,” kata Paz.
