Keterangan: Render galaksi BX442 dan pelengkap kerdil pendampingnya (kiri atas). Kredit: Institut Dunlap untuk Astronomi & Astrofisika / Joe Bergeron
Cahaya bintang purba yang bepergian selama 10,7 miliar tahun telah membawa kejutan - bukti galaksi spiral jauh sebelum galaksi spiral lainnya diketahui telah terbentuk.
"Ketika Anda kembali ke masa awal ke alam semesta awal, galaksi terlihat sangat aneh, rumpun dan tidak teratur, tidak simetris," kata Alice Shapley, seorang profesor fisika dan astronomi UCLA, dan rekan penulis studi yang dilaporkan dalam jurnal Nature hari ini. . “Sebagian besar galaksi tua terlihat seperti bangkai kereta. Pikiran pertama kami adalah, mengapa yang ini sangat berbeda, dan begitu indah? "
Galaksi saat ini hadir dalam berbagai bentuk dan ukuran yang unik. Beberapa, seperti Galaksi Bima Sakti kita, adalah piringan berputar bintang dan gas yang disebut galaksi spiral. Galaksi-galaksi lain, yang disebut galaksi elips, menyerupai bola-bola raksasa dari bintang-bintang kemerahan yang bergerak secara acak. Lalu ada sejumlah galaksi kecil berbentuk tidak teratur yang terikat bersama oleh gravitasi tetapi tidak memiliki struktur yang terlihat. Populasi yang besar dan beragam dari jenis-jenis galaksi tak beraturan mendominasi Alam Semesta awal, kata Shapely.
Cahaya dari galaksi spiral yang sangat jauh ini, yang menempuh jarak hampir enam triliun mil per tahun, membutuhkan 10,7 miliar tahun untuk mencapai Bumi; hanya 3 miliar tahun setelah Semesta diciptakan dalam sebuah peristiwa yang disebut Big Bang.
Menurut siaran pers dari UCLA, para astronom menggunakan mata tajam dari Hubble Space Telescope untuk memata-matai 300 galaksi yang sangat jauh di awal Semesta. Para ilmuwan awalnya mengira galaksi mereka, salah satu yang paling masif dalam survei mereka dengan nama tak bertuan BX442, adalah ilusi, mungkin dua galaksi saling bertumpukan.
"Fakta bahwa galaksi ini ada sangat mencengangkan," kata David Law, penulis utama studi ini dan rekan pascadoktoral Dunlap Institute di Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics University of Toronto. "Kebijaksanaan saat ini menyatakan bahwa galaksi spiral 'desain besar' seperti itu tidak ada pada saat awal dalam sejarah alam semesta." Galaksi 'desain besar' memiliki lengan spiral yang menonjol dan terbentuk dengan baik.
Untuk memahami gambar mereka lebih jauh, para astronom menggunakan instrumen unik dan canggih yang disebut spektrograf OSIRIS di W.M. Keck Observatory di atas gunung berapi Mauna Kea yang aktif di Hawaii. Instrumen yang dibangun oleh profesor UCLA James Larkin, memungkinkan mereka untuk mempelajari cahaya dari sekitar 3.600 lokasi di dan sekitar BX442. Spektrum ini memberi mereka petunjuk yang mereka butuhkan untuk menunjukkan bahwa mereka memang sedang melihat satu galaksi spiral yang berputar.
Sementara galaksi spiral berlimpah di seluruh kosmos saat ini, itu tidak selalu terjadi. Galaksi spiral di alam semesta awal jarang terjadi karena interaksi yang sering. "BX442 terlihat seperti galaksi di dekatnya, tetapi di alam semesta awal, galaksi bertabrakan jauh lebih sering," kata Shapely. “Gas turun dari media intergalaksi dan bintang-bintang yang terbentuk pada laju yang jauh lebih cepat daripada saat ini; lubang hitam tumbuh pada kecepatan yang jauh lebih cepat juga. Majalah Space membosankan dibandingkan dengan waktu awal ini. "
Shapely dan Law berpikir tarik-menarik gravitasi antara pendamping galaksi kerdil dan BX442 mungkin bertanggung jawab atas penampilan futuristiknya. Temannya muncul sebagai hanya gumpalan kecil di gambar mereka. Simulasi komputer yang dilakukan oleh Charlotte Christensen, seorang mahasiswa pascadoktoral di University of Arizona dan rekan penulis makalah, memberikan bukti untuk ide ini. Akhirnya, BX442 dan galaksi yang lebih kecil kemungkinan akan bergabung.
Shapley mengatakan BX442 mewakili hubungan antara galaksi awal yang jauh lebih bergejolak dan galaksi spiral berputar yang kita lihat di sekitar kita. "Memang, galaksi ini dapat menyoroti pentingnya interaksi merger pada zaman kosmik dalam menciptakan struktur spiral desain besar," katanya.
Mempelajari BX442 kemungkinan akan membantu para astronom memahami bagaimana galaksi spiral seperti bentuk Bima Sakti, tambahnya.
Keterangan 2: HST / Keck gambar komposit warna palsu dari galaksi BX442. Kredit: David Law / Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics
