Pandangan baru dari Hubble Space Telescope menunjukkan beberapa galaksi terang pertama yang muncul di Semesta, muncul sekitar 13 miliar tahun lalu, atau 900 juta tahun setelah Big Bang. Galaksi seperti ini tidak terlihat 700 juta tahun setelah Big Bang, jadi galaksi yang lebih kecil pasti bergabung bersama dengan sangat cepat agar mereka menjadi besar dan cerah. Penemuan ini dibuat di Hubble Ultra Deep Field dan Field Great Observatory Origins Deep Surveys.
Pencarian sistematis untuk galaksi terang pertama yang terbentuk di alam semesta awal telah mengungkapkan lompatan dramatis dalam jumlah galaksi tersebut sekitar 13 miliar tahun yang lalu. Pengamatan ini dari tahap paling awal dalam evolusi galaksi memberikan bukti baru untuk teori hirarkis pembentukan galaksi - gagasan bahwa galaksi besar dibangun dari waktu ke waktu ketika galaksi yang lebih kecil bertabrakan dan bergabung.
Astronom Rychard Bouwens dan Garth Illingworth di University of California, Santa Cruz, menggunakan Teleskop Luar Angkasa Hubble untuk mengeksplorasi pembentukan galaksi selama 900 juta tahun pertama setelah Big Bang. Mereka melaporkan temuan terbaru mereka dalam jurnal Nature edisi 14 September.
Pengamatan mendalam di tiga bidang gelap langit - bidang Hubble Ultra Deep Field dan Great Observatory Origins Deep Survey - mengumpulkan cahaya redup yang dipancarkan 13 miliar tahun lalu oleh bintang-bintang di galaksi purba. Hanya galaksi yang paling terang yang bisa dideteksi pada jarak yang sangat jauh.
“Ini adalah data inframerah dan optik terdalam yang pernah diambil. Kami sedang melihat tahap yang sangat awal dalam penumpukan galaksi, "kata Illingworth, seorang profesor astronomi dan astrofisika di UCSC.
Para peneliti mengamati ratusan galaksi terang pada sekitar 900 juta tahun setelah Big Bang. Tetapi ketika mereka melihat lebih dalam, sekitar 200 juta tahun sebelumnya, mereka hanya menemukan satu. Santai kriteria pencarian mereka sedikit muncul beberapa kandidat lagi, tetapi jelas banyak perubahan terjadi selama 200 juta tahun itu, kata Illingworth.
“Galaksi yang lebih besar dan lebih bercahaya tidak ada pada tempatnya pada 700 juta tahun setelah Big Bang. Namun 200 juta tahun kemudian ada lebih banyak dari mereka, jadi pasti ada banyak penggabungan galaksi yang lebih kecil selama waktu itu, ”katanya.
Para astronom dapat menentukan kapan cahaya dipancarkan dari sumber yang jauh dengan pergeseran merahnya, ukuran bagaimana ekspansi alam semesta merentangkan panjang gelombang cahaya saat ia melakukan perjalanan melalui ruang melintasi jarak yang sangat jauh. Bouwens, seorang rekan pascadoktoral di UCSC dan penulis pertama makalah Nature, mengembangkan perangkat lunak untuk secara sistematis menyaring data Hubble untuk mencari galaksi pergeseran merah yang tinggi.
Data tersebut berasal dari dua instrumen kuat pada Hubble, Advanced Camera for Survey (ACS) dan Near Infrared Camera dan Multi-Object Spectrograph (NICMOS). Para peneliti membandingkan jumlah galaksi yang terdeteksi pada pergeseran merah 7 hingga 8 (700 juta tahun setelah Dentuman Besar) dengan apa yang mungkin mereka harapkan untuk menemukan jika populasi galaksi pada waktu itu sama dengan populasi yang telah mereka amati pada pergeseran merah 6 (200). juta tahun kemudian). Bergantung pada ketatnya kriteria seleksi mereka, mereka menemukan satu galaksi di mana mereka akan berharap 10, atau empat di mana mereka akan mengharapkan 17.
"Pendekatan kami menyediakan cara yang sangat kuantitatif untuk mengukur penumpukan struktur di alam semesta, sehingga kita dapat melihat seberapa cepat itu berubah dari waktu ke waktu ketika galaksi yang lebih kecil bergabung untuk membentuk yang lebih besar," kata Bouwens.
Galaksi-galaksi yang diamati dalam survei ini jauh lebih kecil dari Bima Sakti kita dan galaksi-galaksi raksasa lainnya yang terlihat hari ini di alam semesta terdekat. Galaksi-galaksi awal ini juga terbakar oleh pembentukan bintang, memancarkan cahaya kebiruan yang berubah menjadi lampu merah selama perjalanan 13 miliar tahun ke detektor sensitif Hubble.
“Sangat menakjubkan bahwa kami dapat melihat kembali ke masa 13 miliar tahun. Kami sedang melihat galaksi yang telah berevolusi dari prekursor yang lebih kecil, tetapi hanya beberapa ratus juta tahun setelah pembentukan bintang-bintang pertama, "kata Illingworth.
Jika Bima Sakti adalah warga negara senior yang galaksi, maka galaksi-galaksi ini adalah balita atau anak-anak prasekolah. Untuk saat ini, para peneliti tidak dapat mendeteksi galaksi bayi yang bahkan lebih kecil yang pasti bergabung untuk membentuk galaksi terang pertama ini.
Tetapi benih galaksi pertama dapat dilihat dalam radiasi latar belakang gelombang mikro kosmik, diukur paling baru dan akurat oleh Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), yang menunjukkan sedikit fluktuasi kepadatan di alam semesta yang sangat homogen sekitar 400.000 tahun setelah Big Bang
“Sangat awal dalam evolusi alam semesta, semuanya sangat lancar. Tetapi seiring berjalannya waktu, alam semesta menjadi semakin gumpal karena gravitasi menarik lebih banyak materi ke daerah yang lebih padat, ”kata Bouwens. "Pengamatan kami terhadap galaksi-galaksi awal memungkinkan kita untuk mengukur seberapa cepat alam semesta berevolusi dari rumpun yang lebih kecil menjadi lebih besar."
Deteksi galaksi pertama yang terbentuk akan dimungkinkan dengan penerus Hubble, James Webb Space Telescope, saat ini direncanakan untuk diluncurkan pada 2013, kata Illingworth. Informasi tambahan tentang pencarian galaksi pertama tersedia di web di http://firstgalaxies.ucolick.org/.
Sumber Asli: Siaran Berita UCSC
