Sebelum alam semesta kita mencapai ulang tahunnya yang ke 1 milyar, sebuah galaksi yang tidak biasa terbentuk dan mulai membuat bintang-bintang baru dengan kecepatan yang luar biasa. Kemudian, hanya 800 juta tahun kemudian, galaksi ultramassive tiba-tiba terdiam, menurut sebuah penelitian baru.
Galaksi yang sangat besar, yang disebut XMM-2599, menonjol sebagai langka di hari-hari awal alam semesta.
"Secara umum, galaksi yang terbentuk awal harus lebih kecil dalam massa, karena model pembentukan struktur saat ini adalah hierarkis - galaksi kecil, bermassa rendah akan diharapkan terbentuk terlebih dahulu, dan kemudian mereka akan bergabung untuk membentuk galaksi yang lebih besar lebih besar pada suatu lain waktu, "rekan penulis Danilo Marchesini, seorang profesor fisika dan astronomi di Universitas Tufts, mengatakan dalam sebuah pernyataan. Tetapi XMM-2599, dengan massa Bima Sakti sebanyak enam kali, sepenuhnya menolak prediksi ini.
Beberapa model numerik memprediksi bahwa galaksi monster seperti itu ada di alam semesta awal, tetapi galaksi yang diprediksi itu diharapkan akan secara aktif membentuk bintang, Gillian Wilson, seorang profesor fisika dan astronomi di University of California, Riverside (UCR), mengatakan dalam sebuah pernyataan. dari universitas. "Apa yang membuat XMM-2599 begitu menarik, tidak biasa, dan mengejutkan adalah bahwa ia tidak lagi membentuk bintang."
Dan tidak ada yang tahu kenapa.
Marchesini, Wilson dan rekan-rekan mereka menggambarkan penemuan membingungkan dalam sebuah studi baru yang diterbitkan hari ini (5 Februari) di The Astrophysical Journal Letters.
Tim menemukan XMM-2599 dengan mengukur radiasi elektromagnetik yang berasal dari bintang-bintang yang jauh, yang memungkinkan para peneliti untuk menentukan sifat kimia dan fisik galaksi. Radiasi harus sering melintasi ruang angkasa yang luas sebelum mencapai instrumen yang terhubung ke Bumi, dan perjalanannya bisa memakan waktu lama. Itu berarti bahwa, dengan melakukan pengukuran spektroskopi, para ilmuwan dapat melihat sekilas seperti apa alam semesta kita di masa lalu.
Menggunakan pengukuran mereka, tim mengembangkan model matematika untuk memprediksi bagaimana XMM-2599 akan terbentuk melalui waktu. "Bahkan sebelum alam semesta berusia 2 miliar tahun, XMM-2599 telah membentuk massa lebih dari 300 miliar matahari, menjadikannya sebuah galaksi yang sangat padat," penulis utama Benjamin Forrest, seorang peneliti postdoctoral di Departemen Fisika dan Astronomi UCR, kata dalam pernyataan UCR.
Model itu menunjukkan bahwa galaksi menghasilkan sebagian besar bintangnya dalam "kegilaan besar" ketika alam semesta berusia kurang dari 1 miliar tahun, kata Forrest. Selama produksi puncak, galaksi menghasilkan lebih dari 1.000 massa matahari setiap tahun; pada saat yang sama, Bima Sakti kita hanya membentuk satu bintang baru, kata pernyataan itu. Model-model itu meramalkan bahwa XMM-2599 seharusnya terus menghasilkan bintang-bintang baru, seperti kebanyakan galaksi dalam zaman sejarah kosmik. Sebaliknya, galaksi monster jatuh tidak aktif, mungkin karena kurangnya bahan bakar atau karena aktivitas dari lubang hitam di pusatnya, kata Wilson.
"Kami telah menangkap XMM-2599 dalam fase tidak aktif," kata Wilson. Sementara galaksi tidak lagi membuat bintang-bintang baru, galaksi itu tidak dapat kehilangan massa yang terkumpul, tambahnya. "Seiring berjalannya waktu, bisakah gravitasi menarik galaksi pembentuk bintang terdekat dan menjadi kota galaksi yang cerah?"
Secara teori, XMM-2599 bisa menjadi tokoh sentral di salah satu "gugus galaksi paling terang dan paling masif di alam semesta lokal," kata rekan penulis Michael Cooper, seorang profesor astronomi di Universitas California, Irvine, dalam sebuah pernyataan. Pernyataan UCR. "Atau, itu bisa terus ada dalam isolasi. Atau kita bisa memiliki skenario yang terletak di antara dua hasil ini."
Para penulis belum tahu mengapa XMM-2599 berhenti memproduksi bintang, atau bagaimana galaksi dapat berevolusi di masa depan. Mereka menyimpulkan bahwa, mengingat betapa tiba-tiba galaksi itu tidak aktif, keberadaan XMM-2599 "pemahaman kita saat ini tentang bagaimana galaksi ultra-masif terbentuk dan berevolusi di alam semesta awal."
