Sumber gambar: CfA
Menurut ahli kosmologi, Alam Semesta awal hanya memiliki campuran hidrogen, helium, dan elemen ringan lainnya, tetapi tidak ada elemen heaver yang diperlukan untuk karbon seperti kehidupan. Dari gas asli, bintang-bintang raksasa yang terbentuk - ada yang 200 kali lebih besar dari Matahari - hidup untuk waktu yang singkat, seringkali hanya beberapa juta tahun. Bintang-bintang raksasa ini dikonversi hingga 50% dari materialnya menjadi elemen heaver, sebagian besar besi, sebelum meledak dengan keras sebagai supernova. Teleskop James Webb, yang akan diluncurkan setelah 2011 akan sangat sensitif sehingga harus dapat melihat ke belakang untuk menyaksikan supernova ini terjadi.
Alam semesta awal adalah tanah tandus hidrogen, helium, dan sentuhan lithium, tidak mengandung unsur-unsur yang diperlukan untuk kehidupan seperti yang kita kenal. Dari gas-gas purba itu terlahir bintang-bintang raksasa 200 kali lebih besar dari Matahari, membakar bahan bakar mereka dengan kecepatan luar biasa sehingga mereka hidup hanya sekitar 3 juta tahun sebelum meledak. Ledakan-ledakan itu memuntahkan unsur-unsur seperti karbon, oksigen, dan besi ke dalam kekosongan dengan kecepatan luar biasa. Simulasi baru oleh ahli astrofisika Volker Bromm (Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian), Naoki Yoshida (Observasi Astronomi Nasional Jepang), dan Lars Hernquist (CFA) menunjukkan bahwa bintang pertama, "generasi terhebat" bintang-bintang menyebarkan jumlah elemen berat yang luar biasa ke ribuan tahun cahaya ruang, dengan demikian menyemai kosmos dengan barang-barang kehidupan.
Penelitian ini diposting online di http://arxiv.org/abs/astro-ph/0305333 dan akan diterbitkan dalam edisi mendatang The Astrophysical Journal Letters.
"Kami terkejut dengan betapa dahsyatnya ledakan supernova pertama," kata Bromm. "Sebuah alam semesta yang berada dalam keadaan tenang yang asli dengan cepat dan tidak dapat diubah ditransformasikan oleh input energi dan unsur-unsur besar yang kolosal, mengatur panggung bagi evolusi kosmik panjang yang akhirnya mengarah pada kehidupan dan makhluk cerdas seperti kita."
Sekitar 200 juta tahun setelah Big Bang, alam semesta mengalami ledakan dramatis pembentukan bintang. Bintang-bintang pertama itu besar dan cepat terbakar, dengan cepat menggabungkan bahan bakar hidrogen mereka menjadi unsur yang lebih berat seperti karbon dan oksigen. Mendekati akhir hidup mereka, sangat membutuhkan energi, bintang-bintang itu membakar karbon dan oksigen untuk membentuk unsur yang lebih berat dan lebih berat hingga mencapai ujung garis dengan besi. Karena besi tidak dapat digabungkan untuk menciptakan energi, bintang-bintang pertama kemudian meledak sebagai supernova, meledakkan unsur-unsur yang telah mereka bentuk menjadi ruang angkasa.
Masing-masing bintang raksasa pertama itu mengubah sekitar setengah dari massanya menjadi unsur-unsur berat, sebagian besar darinya adalah besi. Akibatnya, setiap supernova melemparkan hingga 100 massa matahari besi ke medium antarbintang. Tenggelamnya kematian masing-masing bintang menambah karunia antarbintang. Oleh karena itu, pada usia sangat muda 275 juta tahun, alam semesta secara substansial diunggulkan dengan logam.
Proses penyemaian itu dibantu oleh struktur alam semesta bayi, di mana protogalaxies kecil kurang dari sepersejuta massa Bima Sakti berjejalan seperti orang-orang di mobil kereta bawah tanah yang ramai. Ukuran kecil dan jarak antara protogalaxies memungkinkan supernova individu dengan cepat menyemai volume ruang yang signifikan.
Simulasi superkomputer oleh Bromm, Yoshida, dan Hernquist menunjukkan bahwa ledakan supernova paling energik mengirimkan gelombang kejut yang melemparkan elemen berat hingga 3.000 tahun cahaya. Gelombang kejut itu menyapu gas dalam jumlah besar ke ruang intergalaksi, meninggalkan "gelembung" panas, dan memicu putaran baru pembentukan bintang.
Pakar Supernova Robert Kirshner (CfA) mengatakan, “Hari ini ini adalah teori yang menarik, berdasarkan pada pemahaman terbaik kita tentang bagaimana bintang-bintang pertama bekerja. Dalam beberapa tahun, ketika kita membangun Teleskop Luar Angkasa James Webb, penerus Hubble Space Telescope, kita harus dapat melihat supernova pertama ini dan menguji ide-ide Volker. Tetap disini!"
Lars Hernquist mencatat bahwa bintang-bintang generasi kedua mengandung unsur-unsur berat dari generasi pertama - benih dari mana planet berbatu seperti Bumi dapat tumbuh. "Tanpa yang pertama, 'generasi terhebat' bintang, dunia kita tidak akan ada."
Berkantor pusat di Cambridge, Mass., Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics adalah kolaborasi bersama antara Smithsonian Astrophysical Observatory dan Harvard College Observatory. Para ilmuwan CFA, diorganisasikan ke dalam enam divisi penelitian, mempelajari asal usul, evolusi, dan nasib akhir alam semesta.
Sumber Asli: Siaran Berita CFA
