Berkat peningkatan terbaru dalam teleskop berbasis-ruang dan berbasis-darat, para astronom telah mampu menyelidiki lebih dalam ke Semesta daripada sebelumnya. Dengan melihat miliaran tahun yang lalu, kita dapat menguji teori kita tentang sejarah pembentukan dan evolusi galaksi. Sayangnya, mempelajari Alam Semesta yang paling awal adalah tugas yang menakutkan, dan tugas yang berada di luar kemampuan instrumen kita saat ini.
Tetapi dengan menggabungkan kekuatan Teleskop Luar Angkasa Hubble dengan teknik yang dikenal sebagai pelensaan gravitasi, tim astronom membuat penemuan pertama sebuah galaksi kompak yang berhenti membuat bintang hanya beberapa miliar tahun setelah Big Bang. Penemuan galaksi semacam itu yang ada begitu awal di alam semesta belum pernah terjadi sebelumnya dan merupakan tantangan besar bagi teori tentang bagaimana galaksi besar terbentuk dan berevolusi.
Temuan mereka dilaporkan dalam sebuah studi berjudul "Galaksi Besar, Piringan Disk Mati di Semesta Awal", yang muncul dalam edisi 22 Juni jurnal. Alam.Seperti yang ditunjukkan dalam penelitian ini, tim mengandalkan data dari Hubble yang mereka gabungkan dengan pelensaan gravitasi - di mana sekelompok besar galaksi memperbesar dan meregangkan gambar galaksi yang lebih jauh di luar mereka - untuk mempelajari galaksi jauh yang dikenal sebagai MACS 2129-1.
Apa yang mereka temukan benar-benar tidak terduga. Mengingat usia galaksi - tanggal hanya tiga miliar tahun setelah Big Bang - mereka berharap untuk melihat bola kacau bintang yang terbentuk karena galaksi awal bergabung. Sebagai gantinya, mereka memperhatikan bahwa galaksi, yang berbentuk cakram (seperti Bima Sakti), benar-benar mati - yang berarti bahwa pembentukan bintang telah berhenti di dalamnya.
Ini adalah kejutan, mengingat bagaimana para astronom tidak berharap untuk melihat ini begitu awal di Semesta. Terlebih lagi, ini adalah pertama kalinya bukti langsung diperoleh yang menunjukkan bagaimana setidaknya beberapa galaksi "mati" paling awal di Semesta berevolusi dari benda berbentuk cakram menjadi galaksi elips raksasa yang biasa kita lihat di Space Magazine .
Seperti yang dijelaskan oleh Sune Toft - seorang peneliti dari Pusat Kosmologi Gelap di Niels Bohr Institute dan penulis utama studi ini - ini mungkin memaksa pemikiran ulang tentang bagaimana galaksi berevolusi di alam semesta awal:
"Wawasan baru ini mungkin memaksa kita untuk memikirkan kembali seluruh konteks kosmologis tentang bagaimana galaksi terbakar awal dan berkembang menjadi galaksi berbentuk elips lokal, Mungkin kita telah buta terhadap fakta bahwa galaksi" mati "awal sebenarnya bisa berupa cakram, hanya karena kita belum bisa menyelesaikannya. "
Dalam studi sebelumnya, diasumsikan bahwa galaksi mati yang jauh memiliki struktur yang mirip dengan galaksi elips lokal tempat mereka berevolusi. Sebelum penelitian ini, konfirmasi hipotesis ini tidak dimungkinkan karena instrumen saat ini tidak cukup kuat untuk melihat sejauh itu ke ruang angkasa. Tetapi dengan menggabungkan kekuatan lensa gravitasi dengan resolusi tinggi Hubble, Toft dan timnya mampu melihat galaksi mati ini dengan jelas.
Menggabungkan pengukuran kecepatan rotasi dari ESO Very Large Telescope (VLT) dengan data arsip dari survei Cluster Lensing Dan Supernova dengan Hubble (CLASH), mereka dapat menentukan ukuran galaksi, massa, dan usia serta (tidak berfungsi). ) tingkat pembentukan bintang. Pada akhirnya, mereka menemukan bahwa galaksi terpencil tiga kali lebih besar dari Bima Sakti, meskipun hanya setengah ukurannya, dan berputar lebih dari dua kali lebih cepat.
Mengapa galaksi ini berhenti membentuk bintang masih belum diketahui, dan akan membutuhkan survei tindak lanjut menggunakan instrumen yang lebih canggih. Tetapi sementara itu, ada beberapa teori yang mungkin. Misalnya, itu bisa merupakan hasil dari inti galaksi aktif, di mana lubang hitam supermasif di pusat MACS 2129-1 menghambat pembentukan bintang dengan memanaskan gas galaksi dan mengeluarkannya dari galaksi.
Atau itu mungkin akibat gas dingin yang dialirkan ke pusat galaksi di mana ia dipanaskan dan dikompresi dengan cepat, sehingga mencegahnya menjadi dingin dan membentuk awan pembentuk bintang. Tetapi ketika sampai pada bagaimana jenis-jenis galaksi yang mati dan awal ini bisa mengarah ke galaksi elips yang kita lihat hari ini, Toft dan rekan-rekannya berpikir mereka tahu jawabannya. Seperti yang dia jelaskan, bisa melalui merger:
"Jika galaksi-galaksi ini tumbuh melalui penggabungan dengan teman-teman kecil, dan teman-teman kecil ini datang dalam jumlah besar dan dari segala macam sudut berbeda ke galaksi, ini pada akhirnya akan mengacak orbit bintang-bintang di galaksi. Anda juga bisa membayangkan merger besar. Ini pasti juga akan menghancurkan gerakan bintang-bintang. ”
Di tahun-tahun mendatang, Toft dan timnya berharap untuk memanfaatkan James Webb Telescope (yang akan diluncurkan pada 2018) untuk mencari galaksi yang mati lebih awal, dengan harapan dapat menjelaskan pertanyaan-pertanyaan yang belum terselesaikan yang diangkat oleh penemuan ini. Dan dengan kemampuan untuk menyelidiki lebih dalam ke ruang angkasa, para astronom mengantisipasi bahwa akan lebih banyak terungkap tentang alam semesta awal.
