Galaksi-galaksi besar dan kuno yang menghantui jangkauan berdebu dari alam semesta kita telah bersembunyi, tidak terlihat oleh teleskop luar angkasa Hubble yang terkenal. Tetapi sekarang, para astronom yang menyaring data inframerah telah menemukan 39 dari mereka - bersembunyi di tempat-tempat aneh dari alam semesta awal di mana (dan kapan) langit malam akan terlihat sangat berbeda dari milik kita.
Jika Anda mendekati salah satu dari galaksi yang sudah lama ada di dalam pesawat ruang angkasa, itu mungkin akan paling tidak dikenali bagi Anda: bintang yang bisa Anda lihat dengan mata telanjang, debu yang berputar, lubang hitam besar di tengahnya. Dan jika Anda entah bagaimana muncul di sana hari ini, kemungkinan akan terlihat sangat berbeda daripada yang terjadi lebih dari 11 miliar tahun yang lalu, dalam sejarah awal alam semesta kita. Tetapi cahaya yang mencapai Bumi pada tahun 2019 dari galaksi-galaksi besar dan jauh ini harus melakukan perjalanan sejauh miliaran tahun, menunjukkan kepada kita seperti apa bagian dari alam semesta dalam 2 miliar tahun pertama keberadaannya. Dan cahayanya begitu diubah sehingga Hubble - yang dibuat untuk melihat dalam sinar ultraviolet, cahaya tampak dan inframerah dekat - tidak bisa melihatnya sama sekali.
Itu karena galaksi-galaksi yang jauh ini, seperti kebanyakan hal yang jauh di alam semesta kita, bergerak menjauh dari kita - sebuah konsekuensi dari energi gelap yang mendorong perluasan ruang. Seperti yang dilaporkan Live Science sebelumnya, cahaya dari benda-benda yang melaju jauh dari kita akan direntangkan menjadi panjang gelombang yang lebih panjang dan lebih merah. Dan galaksi super-tahan ini melaju begitu cepat, menurut para peneliti yang menemukan mereka, bahwa sinar ultraviolet dan cahaya tampak yang mereka pancarkan telah bergeser sepenuhnya ke rentang panjang gelombang "submillimeter" yang bahkan Hubble tidak dapat mendeteksi.
Akibatnya, para peneliti menulis dalam sebuah makalah yang diterbitkan 7 Agustus di jurnal Nature, sebagian besar astronom yang berfokus pada 2 miliar tahun pertama alam semesta akhirnya mempelajari bola aneh: galaksi yang sangat jauh yang meskipun begitu tidak bergerak relatif terhadap Bumi yang Hubble bisa melihatnya. Tetapi galaksi-galaksi yang tidak tergeser ini mungkin bukan norma.
"Ini menimbulkan pertanyaan tentang kelimpahan sebenarnya dari galaksi masif dan kepadatan laju pembentukan bintang di awal Semesta," catat para peneliti. Dengan kata lain, berapa banyak galaksi yang benar-benar ada saat itu, dan seberapa cepat mereka membuat bintang?
Para astronom di masa lalu melihat galaksi masif individu dari masa lalu, tulis para peneliti, serta galaksi yang lebih kecil yang cenderung diselimuti debu. Tetapi untuk pekerjaan ini, tim menggunakan serangkaian teleskop sensitif submillimeter untuk melihat 39 galaksi kuno yang sebelumnya tak terlihat ini.
"Sulit meyakinkan teman-teman kita bahwa galaksi ini setua yang kita duga. Kecurigaan awal kita tentang keberadaan mereka berasal dari data inframerah Spitzer Space Telescope," Tao Wang, penulis utama makalah dan astronom di Universitas Tokyo, mengatakan dalam sebuah pernyataan. "Tetapi memiliki mata yang tajam dan mengungkapkan detail pada panjang gelombang submillimeter, panjang gelombang terbaik untuk mengintip melalui debu yang ada di alam semesta awal. Meski begitu, butuh data lebih lanjut dari Teleskop Sangat Besar yang imajinatif bernama di Chili untuk benar-benar membuktikan bahwa kita melihat galaksi raksasa purba di mana tidak ada yang terlihat sebelumnya. "
Dan temuan-temuan itu penting untuk model-model alam semesta awal dan untuk menjelaskan bagaimana alam semesta modern kita ada.
"Kelimpahan galaksi masif dan berdebu yang begitu tinggi di alam semesta awal menantang pemahaman kita tentang pembentukan galaksi masif," tulis para peneliti di koran tersebut.
Beberapa model yang berbeda meramalkan kepadatan yang jauh lebih rendah dari galaksi-galaksi semacam ini, meskipun para peneliti telah lama mencurigai beberapa akan ada di luar sana. Dengan penemuan baru ini, para ilmuwan harus kembali dan memperbaiki model mereka untuk menjelaskan kumpulan data baru dari hal-hal yang sebelumnya tidak terlihat.
Galaksi-galaksi ini, tulis para peneliti, kemungkinan merupakan bagian dari kelompok yang memunculkan galaksi masif modern. Tetapi mereka memiliki lebih banyak debu dan jauh lebih padat daripada galaksi Bima Sakti.
"Langit malam akan tampak jauh lebih megah. Semakin banyak kepadatan bintang berarti akan ada lebih banyak bintang yang dekat dengan tampak lebih besar dan lebih terang," kata Wang dalam pernyataannya. "Tapi sebaliknya, jumlah debu yang besar berarti bintang-bintang yang lebih jauh akan jauh lebih tidak terlihat, sehingga latar belakang bintang-bintang dekat yang cerah ini mungkin merupakan kekosongan yang sangat gelap."
