Para ilmuwan telah menemukan cara untuk melihat melewati atmosfer Bumi - dan debu kosmik kuno - untuk melihat galaksi yang terbentuk dalam 5 miliar tahun pertama Semesta.
Sebuah studi baru, yang dirilis hari ini di jurnal Nature, mengungkap berita pertama dari daerah pembentuk bintang di dekat dan jauh - termasuk beberapa dari tepi Semesta, yang berpacu jauh dari kita yang tercepat karena ekspansi Semesta.
Temuan ini juga menjernihkan sumber-sumber Far Infrared Background, yang telah lama diselimuti misteri.
Penemuan ini berasal dari Teleskop Submillimetre Besar Aperture-borne (BLAST), yang melayang 120.000 kaki (36.576 meter) di atas Antartika pada 2006.
Tim BLAST memilih untuk memetakan wilayah tertentu dari langit yang disebut Great Observatories Origins Deep Survey-South (GOODS-South), yang dipelajari pada panjang gelombang lain oleh tiga "observatorium hebat" NASA - teleskop luar angkasa Hubble, Spitzer, dan Chandra . Dalam satu penerbangan balon 11 hari epik, BLAST menemukan lebih dari 10 kali jumlah total galaksi starburst submillimeter yang terdeteksi dalam satu dekade pengamatan berbasis darat.
"Kami mengukur semuanya, mulai dari ribuan awan kecil di galaksi kita sendiri yang sedang mengalami pembentukan bintang hingga galaksi di Semesta ketika baru seperempat dari usianya sekarang," kata pemimpin penulis Mark Devlin, dari University of Pennsylvania.
Pada 1980-an dan 1990-an, galaksi-galaksi tertentu yang disebut Galaksi InfraR Ultraluminous ditemukan mengandung ratusan kali lebih banyak bintang daripada galaksi lokal kita sendiri. Galaksi "starburst" ini, 7-10 miliar tahun cahaya jauhnya, dianggap membentuk Latar Belakang Inframerah Jauh yang ditemukan oleh satelit COBE. Sejak pengukuran awal radiasi latar ini, percobaan dengan resolusi lebih tinggi telah mencoba mendeteksi galaksi individual yang menyusunnya.
Studi BLAST menggabungkan pengukuran survei teleskop pada panjang gelombang di bawah 1 milimeter dengan data pada panjang gelombang inframerah yang jauh lebih pendek dari Spitzer Space Telescope. Hasilnya mengkonfirmasi bahwa semua Latar Belakang Inframerah Jauh berasal dari masing-masing galaksi yang jauh, pada dasarnya memecahkan satu dekade pertanyaan asal usul radiasi.
Pembentukan bintang terjadi di awan yang terdiri dari gas hidrogen dan sejumlah kecil debu. Debu menyerap cahaya bintang dari bintang muda dan panas, memanaskan awan hingga sekitar 30 derajat di atas nol mutlak (atau 30 Kelvin). Cahaya dipancarkan kembali pada panjang gelombang inframerah dan submillimeter yang jauh lebih panjang.
Dengan demikian, sebanyak 50 persen energi cahaya Semesta adalah cahaya inframerah dari muda, yang membentuk galaksi. Faktanya, ada banyak energi di Latar Belakang Inframerah Jauh seperti pada total cahaya optik yang dipancarkan oleh bintang dan galaksi di Semesta. Gambar optik familiar dari langit malam hilang setengah dari gambar yang menggambarkan sejarah kosmik pembentukan bintang, kata para penulis.
"BLAST telah memberi kita pandangan baru tentang Semesta," kata Barth Netterfield dari University of Toronto, peneliti utama Kanada untuk BLAST, "memungkinkan tim BLAST untuk membuat penemuan dalam berbagai topik mulai dari pembentukan bintang hingga evolusi jauh. Galaksi. "
Dalam sebuah pendampingan Berita & Tampilan Sepotong, penulis Ian Smail, kosmolog komputasi dari Durham University di Inggris, menulis bahwa “implikasi dari pengamatan ini adalah bahwa fase pertumbuhan aktif sebagian besar galaksi yang terlihat hari ini jauh di belakang mereka - mereka menurun ke dalam padanannya yang setara dengan menengah usia."
Dia juga menunjukkan bahwa studi tentang peristiwa pembentukan bintang ekstrem di awal Semesta ini akan dibantu oleh tiga kemajuan besar yang akan terjadi sekitar satu tahun ke depan: kamera submillimeter pada ESA / NASA Herschel Space Observatory; pengembangan detektor format besar yang bekerja pada panjang gelombang submillimeter, termasuk yang dipasang pada Teleskop James Clerk Maxwell; dan fase pertama dari Atacama Large Millimeter Array (ALMA).
"Pengamatan seperti itu akan memungkinkan para astronom untuk mempelajari distribusi gas dan pembentukan bintang dalam galaksi-galaksi awal ini," tulis Smail, "yang pada gilirannya akan membantu mengidentifikasi proses fisik yang memicu semburan pembentukan bintang yang ultraluminous ini dan peran mereka dalam pembentukan galaksi yang kita lihat di Space Magazine. "
CAPTION GAMBAR LEAD: Teleskop BLAST sesaat sebelum diluncurkan di Antartika. BLAST berada di latar depan, di samping balon 28 juta kaki kubik, di latar belakang adalah gunung berapi Gunung Erebus. Kredit: Mark Halpern
Sumber: Nature dan siaran pers University of Pennsylvania (belum online). Gambar, foto, peta langit, dan studi lengkap tersedia di situs web BLAST.
