Para astronom yang ingin mengetahui kapan reionozasi Semesta terjadi telah menemukan beberapa galaksi paling awal sekitar 800 juta tahun setelah Big Bang. Usia satu galaksi dikonfirmasi oleh ciri khas tanda tangan hidrogen netral pada 787 juta tahun setelah Big Bang. Temuan ini adalah konfirmasi usia pertama dari apa yang disebut galaksi putus pada waktu yang jauh dan menentukan ketika zaman reionisasi kemungkinan dimulai.
Periode reionisasi adalah tentang waktu terjauh yang dapat diamati oleh para astronom. Big Bang, 13,7 miliar tahun lalu, menciptakan alam semesta yang panas dan keruh. Sekitar 400.000 tahun kemudian, suhu mendingin, elektron dan proton bergabung membentuk hidrogen netral, dan murk pun hilang. Beberapa waktu sebelum 1 miliar tahun setelah Big Bang, hidrogen netral mulai membentuk bintang di galaksi pertama, yang memancarkan energi dan mengubah hidrogen kembali menjadi terionisasi. Meskipun bukan sup plasma kental periode sebelumnya tepat setelah Big Bang, formasi bintang ini memulai zaman reionisasi.
Para astronom tahu bahwa era ini berakhir sekitar 1 miliar tahun setelah Big Bang, tetapi ketika itu telah dimulai, mereka telah lenyap.
Kami mencari galaksi 'putus sekolah', ”kata Masami Ouchi, yang memimpin tim astronom AS dan Jepang melihat kembali ke zaman reionisasi. “Kami menggunakan filter merah yang semakin progresif yang mengungkapkan peningkatan panjang gelombang cahaya dan menonton galaksi yang hilang dari atau 'putus' gambar yang dibuat menggunakan filter tersebut. Galaksi yang lebih lama, lebih jauh 'drop out' dari filter yang semakin merah dan panjang gelombang spesifik dapat memberi tahu kita jarak dan usia galaksi. Apa yang membuat penelitian ini berbeda adalah bahwa kami mensurvei area yang lebih dari 100 kali lebih besar dari yang sebelumnya dan, sebagai hasilnya, memiliki sampel galaksi awal yang lebih besar (22) daripada survei sebelumnya. Selain itu, kami dapat mengonfirmasi usia satu galaksi, "lanjutnya. "Karena semua galaksi ditemukan menggunakan teknik putus sekolah yang sama, mereka cenderung seusia."
Tim Ouchi dapat melakukan survei sebesar itu karena mereka menggunakan filter super-red yang dibuat khusus dan kemajuan teknologi unik lainnya dalam sensitivitas merah pada kamera lapangan lebar dari Subaru Telescope 8,3 meter. Mereka melakukan pengamatan dari tahun 2006 hingga 2009 di bidang Subaru Deep Field dan Great Observatory Origins Deep Survey. Mereka kemudian membandingkan pengamatan mereka dengan data yang dikumpulkan dalam penelitian lain.
Para astronom bertanya-tanya apakah alam semesta mengalami reionisasi secara instan atau bertahap dari waktu ke waktu, tetapi yang lebih penting, mereka telah mencoba untuk mengisolasi ketika alam semesta mulai reionisasi. Pengukuran kepadatan dan kecerahan Galaxy adalah kunci untuk menghitung laju pembentukan bintang, yang memberi tahu banyak tentang apa yang terjadi ketika. Para astronom melihat laju pembentukan bintang dan laju di mana hidrogen terionisasi.
Dengan menggunakan data dari penelitian mereka dan lainnya, mereka menentukan bahwa tingkat pembentukan bintang secara dramatis lebih rendah dari 800 juta tahun menjadi sekitar satu miliar tahun setelah Big Bang, kemudian sesudahnya. Oleh karena itu, mereka menghitung bahwa laju ionisasi akan sangat lambat selama waktu awal ini, karena tingkat pembentukan bintang yang rendah ini.
“Kami benar-benar terkejut bahwa laju ionisasi tampak sangat rendah, yang akan menjadi kontradiksi dengan klaim satelit WMAP NASA. Disimpulkan bahwa reionisasi dimulai paling lambat 600 juta tahun setelah Big Bang, ”kata Ouchi. “Kami pikir teka-teki ini dapat dijelaskan dengan laju produksi foton pengion yang lebih efisien pada galaksi awal. Pembentukan bintang masif mungkin jauh lebih kuat daripada di galaksi hari ini. Lebih sedikit, bintang masif menghasilkan lebih banyak foton pengion daripada banyak bintang kecil, ”jelasnya.
Penelitian ini akan dipublikasikan dalam Astrophysical Journal edisi Desember.
Sumber: EurekAlert
