Ketika datang untuk mempelajari beberapa galaksi yang paling jauh dan tertua di Semesta, sejumlah tantangan muncul dengan sendirinya. Selain miliaran tahun cahaya jauhnya, galaksi-galaksi ini seringkali terlalu samar untuk dapat dilihat dengan jelas. Untungnya, para astronom mengandalkan teknik yang dikenal sebagai Gravitational Lensing, di mana gaya gravitasi benda besar (seperti gugusan galaksi) digunakan untuk meningkatkan cahaya galaksi yang lebih redup ini.
Dengan menggunakan teknik ini, sebuah tim astronom internasional baru-baru ini menemukan galaksi yang jauh dan sunyi yang seharusnya tidak diketahui. Dipimpin oleh para peneliti dari University of Hawaii di Manoa, tim menggunakan Hubble Space Telescope untuk melakukan kasus paling ekstrim dari pelensaan gravitasi hingga saat ini, yang memungkinkan mereka untuk mengamati galaksi samar yang dikenal sebagai eMACSJ1341-QG-1.
Studi yang menggambarkan temuan mereka baru-baru ini muncul di The Astrophysical Journal Lettersdengan judul "Tiga Puluh Kali: Lensa Gravitasi Ekstrim dari Galaksi Diam di z = 1,6 ″. Dipimpin oleh Harald Ebeling, seorang astronom dari Universitas Hawaii di Manoa, tim tersebut termasuk anggota dari Niels Bohr Institute, Centre Nationale de Recherche Scientifique (CNRS), Institut Ilmu Pengetahuan Teleskop Luar Angkasa, dan European Southern Observatory (ESO).
Demi studi mereka, tim mengandalkan kluster galaksi besar yang dikenal sebagai eMACSJ1341.9-2441 untuk memperbesar cahaya yang datang dari eMACSJ1341-QG-1, sebuah galaksi yang jauh dan redup. Dalam istilah astronomi, galaksi ini adalah contoh dari "galaksi diam", yaitu pada dasarnya galaksi yang lebih tua yang sebagian besar menipiskan persediaan debu dan gas mereka dan karenanya tidak membentuk bintang-bintang baru.
Tim mulai dengan mengambil gambar galaksi pingsan dengan Hubble dan kemudian melakukan tindak lanjut pengamatan spektroskopi menggunakan ESO / X-Shooter spectrograph - yang merupakan bagian dari Very Large Telescope (VLT) di Observatorium Paranal di Chili. Berdasarkan perkiraan mereka, tim menentukan bahwa mereka dapat memperkuat galaksi latar belakang dengan faktor 30 untuk gambar utama, dan faktor enam untuk dua gambar yang tersisa.
Ini menjadikan eMACSJ1341-QG-1 galaksi diam paling kuat yang ditemukan hingga saat ini, dan dengan margin yang agak besar! Seperti Johan Richard - asisten astronom di Universitas Lyon yang melakukan perhitungan lensa, dan rekan penulis dalam penelitian ini - ditunjukkan dalam rilis University of Hawaii News:
"Pembesaran yang sangat tinggi dari gambar ini memberi kita kesempatan langka untuk menyelidiki populasi bintang dari objek yang jauh ini, dan pada akhirnya, merekonstruksi bentuk dan propertinya yang tidak terdistorsi."
Meskipun perbesaran ekstrim lain telah dilakukan sebelumnya, penemuan ini telah menetapkan rekor baru untuk pembesaran galaksi latar belakang yang jarang diam. Galaksi-galaksi yang lebih tua ini tidak hanya sangat sulit dideteksi karena luminositasnya yang lebih rendah; studi mereka dapat mengungkapkan beberapa hal yang sangat menarik tentang pembentukan dan evolusi galaksi di alam semesta kita.
Sebagai Ebeling, seorang astronom di Institut Astronomi UH dan penulis utama studi tersebut, menjelaskan:
“Kami berspesialisasi dalam menemukan kluster yang sangat masif yang bertindak sebagai teleskop alami dan telah menemukan banyak kasus pelensaan gravitasi yang menarik. Penemuan ini menonjol, sebagai pembesaran besar yang disediakan oleh eMACSJ1341 memungkinkan kita untuk mempelajari secara terperinci jenis galaksi yang sangat langka. ”
Galaksi diam adalah umum di alam semesta lokal, mewakili titik akhir evolusi galaksi. Dengan demikian, penemuan pemecahan rekor ini dapat memberikan beberapa peluang unik untuk mempelajari galaksi yang lebih tua ini dan menentukan mengapa pembentukan bintang berakhir pada mereka. Sebagai Mikkel Stockmann, anggota tim dari Universitas Kopenhagen dan seorang pakar evolusi galaksi, menjelaskan:
“Kita melihat galaksi yang lebih jauh, kita juga melihat ke masa lalu, jadi kita melihat benda-benda yang lebih muda dan seharusnya belum menggunakan persediaan gas mereka. Memahami mengapa galaksi ini telah berhenti membentuk bintang dapat memberi kita petunjuk kritis tentang proses yang mengatur bagaimana galaksi berevolusi. "
Dalam nada yang sama, baru penelitian telah dilakukan yang menunjukkan bahwa keberadaan Lubang Hitam Supermasif (SMBH) bisa menjadi apa yang bertanggung jawab untuk galaksi menjadi diam. Ketika jet kuat yang diciptakan lubang-lubang hitam ini mulai mengeringkan inti galaksi dari debu dan gasnya, bintang-bintang potensial mendapati diri mereka kelaparan akan material yang mereka perlukan untuk mengalami keruntuhan gravitasi.
Sementara itu, pengamatan tindak lanjut dari eMACSJ1341-QG1 sedang dilakukan menggunakan teleskop di Observatorium Paranal di Chili dan Observatorium Maunakea di Hawaii. Apa yang diungkapkan oleh pengamatan ini pasti akan memberi tahu kita banyak tentang apa yang akan terjadi dengan Galaksi Bimasakti kita sendiri suatu hari nanti, ketika debu dan gas terakhir habis dan semua bintangnya menjadi raksasa merah dan kurcaci merah berumur panjang.
