Bagi kami bentuk kehidupan berbasis karbon, karbon adalah bagian yang cukup penting dari susunan kimiawi Semesta. Berapa lama kemudian? Dalam sebuah penemuan yang mengejutkan, para ilmuwan telah mendeteksi karbon jauh lebih awal dalam sejarah Semesta daripada yang diperkirakan sebelumnya.
Para peneliti dari Ehime University dan Kyoto University telah melaporkan deteksi garis emisi karbon di galaksi radio paling jauh yang dikenal. Tim peneliti menggunakan Faint Object Camera and Spectrograph (FOCAS) pada Teleskop Subaru untuk mengamati galaksi radio TN J0924-2201. Ketika tim peneliti menyelidiki garis karbon yang terdeteksi, mereka menentukan bahwa sejumlah besar karbon ada kurang dari satu miliar tahun setelah Big Bang.
Bagaimana temuan ini berkontribusi pada pemahaman kita tentang evolusi kimiawi dari alam semesta dan kemungkinan untuk kehidupan?
Untuk memahami evolusi kimiawi dari alam semesta kita, kita dapat mulai dengan Big Bang. Menurut teori Big Bang, alam semesta kita muncul sekitar 13,7 miliar tahun yang lalu. Sebagian besar, hanya Hidrogen dan Helium (dan taburan Lithium) yang ada.
Jadi bagaimana kita berakhir dengan semua yang melewati tiga elemen pertama di tabel periodik?
Sederhananya, kita dapat berterima kasih kepada generasi bintang sebelumnya. Dua metode nucleosythesis (penciptaan elemen) di alam semesta adalah melalui fusi nuklir di dalam inti bintang, dan supernova yang menandai akhir dari banyak bintang di alam semesta kita.
Seiring waktu, melalui kelahiran dan kematian beberapa generasi bintang, alam semesta kita menjadi kurang “miskin logam” (Catatan: banyak astronom menyebut apa pun yang melewati Hidrogen dan Helium sebagai logam ”). Ketika generasi bintang sebelumnya mati, mereka "memperkaya" area ruang lain, memungkinkan daerah pembentuk bintang di masa depan memiliki kondisi yang diperlukan untuk membentuk objek non-bintang seperti planet, asteroid, dan komet. Dipercayai bahwa dengan memahami bagaimana alam semesta menciptakan unsur-unsur yang lebih berat, para peneliti akan memiliki pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana alam semesta berevolusi, serta sumber-sumber kimia berbasis karbon kita.
Jadi bagaimana para astronom mempelajari evolusi kimiawi dari alam semesta kita?
Dengan mengukur metallicity (kelimpahan unsur-unsur masa lalu Hidrogen pada tabel periodik) dari objek astronomi di berbagai pergeseran merah, para peneliti pada dasarnya dapat mengintip kembali ke sejarah alam semesta kita. Ketika dipelajari, galaksi-galaksi bergeser merah menunjukkan panjang gelombang yang telah direntangkan (dan memerah, oleh karena itu disebut pergeseran merah) karena perluasan alam semesta kita. Galaksi dengan nilai pergeseran merah yang lebih tinggi (dikenal sebagai "z") lebih jauh dalam ruang dan waktu dan memberikan peneliti informasi tentang keaslian alam semesta awal. Banyak galaksi awal dipelajari di bagian radio dari spektrum elektromagnetik, serta infra merah dan visual.
Tim peneliti dari Universitas Kyoto berangkat untuk mempelajari logam galaksi radio pada pergeseran merah yang lebih tinggi daripada studi sebelumnya. Dalam studi sebelumnya, temuan mereka menunjukkan bahwa era utama peningkatan logam terjadi pada pergeseran merah yang lebih tinggi, sehingga menunjukkan bahwa alam semesta "diperkaya" jauh lebih awal dari yang diyakini sebelumnya. Berdasarkan temuan sebelumnya, tim kemudian memutuskan untuk memfokuskan studi mereka pada galaksi TN J0924-2201 - galaksi radio paling jauh yang dikenal dengan pergeseran merah z = 5.19.
Tim peneliti menggunakan instrumen FOCAS pada Subaru Telescope untuk memperoleh spektrum optik galaksi TN J0924-2201. Saat mempelajari TN J0924-2201, tim mendeteksi, untuk pertama kalinya, garis emisi karbon (Lihat di atas). Berdasarkan deteksi garis emisi karbon, tim menemukan bahwa TN J0924-2201 telah mengalami evolusi kimia yang signifikan pada z> 5, sehingga banyak logam sudah ada di alam semesta kuno sejauh 12,5 miliar tahun yang lalu.
Jika Anda ingin membaca temuan tim, Anda dapat mengakses kertas Sifat kimia di galaksi radio paling jauh - Matsuoka, et al di: http://arxiv.org/abs/1107.5116
Sumber: Siaran Pers NAOJ
