Para astronom telah melihat, untuk pertama kalinya, sebuah inti galaksi padat menyala dengan cahaya jutaan bintang baru lahir di alam semesta awal.
Temuan ini menyoroti bagaimana galaksi elips, kumpulan besar gas-miskin dari bintang yang lebih tua, mungkin pertama kali terbentuk di alam semesta awal. Ini adalah pertanyaan yang telah menghindarkan para astronom selama beberapa dekade.
Tim peneliti pertama kali menemukan inti galaksi kompak, dijuluki GOODS-N-774, dalam gambar dari Hubble Space Telescope. Pengamatan selanjutnya dari Spitzer Space Telescope, the Herschel Space Observatory, dan W.M. Keck Observatory membantu menjadikan ini temuan ilmiah yang benar.
Inti terbentuk 11 miliar tahun yang lalu, ketika alam semesta berusia kurang dari 3 miliar tahun. Meskipun hanya sebagian kecil dari ukuran Bima Sakti, pada saat itu sudah mengandung bintang dua kali lebih banyak dari galaksi kita sendiri.
Simulasi teoretis menunjukkan bahwa galaksi elips raksasa terbentuk dari dalam ke luar, dengan inti besar menandai tahap pertama pembentukan. Tetapi sebagian besar pencarian untuk inti pembentuk ini muncul dengan tangan kosong, menjadikan ini pengamatan pertama dan penemuan yang fenomenal.
"Kami benar-benar belum melihat proses pembentukan yang dapat menciptakan hal-hal yang sepadat ini," jelas penulis utama Erica Nelson dari Universitas Yale dalam siaran pers. “Kami menduga bahwa proses pembentukan inti ini adalah sebuah fenomena unik bagi alam semesta awal karena alam semesta awal, secara keseluruhan, lebih kompak. Hari ini, alam semesta begitu menyebar sehingga tidak dapat membuat objek seperti itu lagi. "
Di samping menentukan ukuran galaksi dari gambar Hubble, tim menggali gambar inframerah-jauh yang diarsipkan dari Spitzer dan Herschel untuk menghitung seberapa cepat galaksi kompak menciptakan bintang. Tampaknya menghasilkan 300 bintang per tahun, tingkat 30 kali lebih besar dari Bima Sakti.
Pembentukan bintang yang hiruk pikuk kemungkinan terjadi karena inti galaksi terbentuk jauh di dalam sumur gravitasi materi gelap. Massanya yang luar biasa tinggi terus-menerus menarik gas, menekannya dan memicu pembentukan bintang.
Tapi semburan formasi bintang ini menciptakan debu, yang menghalangi cahaya tampak. Ini membantu menjelaskan mengapa para astronom belum melihat inti yang jauh sebelumnya, karena mereka mungkin dengan mudah terlewatkan dalam survei sebelumnya.
Tim berpikir bahwa tidak lama setelah periode waktu awal yang dapat kita lihat, intinya berhenti membentuk bintang. Ini kemungkinan kemudian bergabung dengan galaksi-galaksi kecil lainnya, hingga berubah menjadi galaksi yang jauh lebih besar, mirip dengan galaksi elips yang lebih masif dan tenang yang kita lihat sekarang.
"Saya pikir penemuan kami menjawab pertanyaan apakah mode membangun galaksi ini benar-benar terjadi atau tidak," kata rekan penulis Pieter van Dokkum dari Universitas Yale. "Pertanyaannya sekarang adalah, seberapa sering ini terjadi?"
Tim mencurigai bahwa inti galaksi lainnya berlimpah, tetapi tersembunyi di balik debu mereka sendiri. Teleskop inframerah masa depan, seperti James Webb Space Telescope, harus dapat menemukan lebih banyak objek awal ini.
Makalah ini diterbitkan 27 Agustus di Nature dan tersedia online.
