Mereka di luar sana; galaksi kerdil kecil, sangat lemah dan sangat kuno dengan begitu sedikit bintang sehingga para saintis menggelarnya sebagai 'galaksi hantu.' Teleskop Angkasa Hubble NASA merakam gambar tiga galaksi kecil ini dengan harapan dapat mengungkap misteri 13 bilion tahun dalam pembuatannya.
Ahli astronomi percaya bahawa galaksi kecil seperti hantu yang dilihat di sepanjang Galaksi Bima Sakti adalah antara galaksi tertua, terkecil dan paling murni di Alam Semesta. Pandangan Hubble menunjukkan bahawa bintang mereka mempunyai tarikh lahir yang sama. Galaksi semuanya mula membentuk bintang lebih dari 13 bilion tahun yang lalu tetapi kemudian tiba-tiba berhenti hanya dalam satu bilion tahun setelah Alam Semesta dilahirkan.
"Galaksi-galaksi ini semua kuno dan semuanya sama usia, jadi anda tahu ada sesuatu yang jatuh seperti guillotine dan mematikan pembentukan bintang pada masa yang sama di galaksi-galaksi ini," kata Tom Brown dari Institut Sains Teleskop Angkasa di Baltimore , Md., Pemimpin kajian. "Penjelasan yang paling mungkin adalah reionisasi."
Reionisasi Alam Semesta bermula pada miliar tahun pertama selepas Big Bang. Selama ini, sinaran dari bintang pertama menjatuhkan elektron dari atom hidrogen, mengionkan gas hidrogen. Proses ini juga membolehkan gas hidrogen menjadi telus kepada sinar ultraviolet. Proses yang sama ini mungkin juga menghasilkan pembuatan bintang di galaksi kerdil, seperti dalam kajian Brown. Galaksi ini adalah sepupu kecil kepada galaksi kerdil yang membuat bintang berhampiran Bima Sakti. Dan kerana ukurannya yang kecil, hanya 2.000 tahun cahaya, mereka tidak cukup besar untuk melindungi diri mereka dari cahaya ultraviolet yang keras dari Alam Semesta awal yang menghilangkan bekalan gas hidrogen mereka yang sedikit, sehingga mereka tidak dapat membuat bintang baru.
Ahli astronomi mengemukakan banyak alasan untuk kekurangan bintang dalam galaksi ini selain teori reioniation. Beberapa saintis percaya bahawa kejadian dalaman seperti supernova meletupkan gas yang diperlukan untuk mencipta bintang baru. Yang lain mencadangkan bahawa galaksi hanya menghabiskan bekalan hidrogen yang diperlukan untuk membuat bintang.
Brown mengukur usia bintang dengan melihat kecerahan dan warnanya. Populasi bintang di galaksi fosil ini berkisar antara beberapa ratus hingga beberapa ribu bintang; beberapa seperti matahari, beberapa kerdil merah dan beberapa bintang merah lebih besar daripada Matahari kita. Ketika bukti menunjukkan bahawa bintang-bintang itu memang kuno, Brown meminta bantuan Hubble's Advanced Camera untuk Survei untuk menggali jauh dalam enam galaksi untuk menentukan kapan mereka dilahirkan. Setakat ini, pasukan telah selesai menganalisis data untuk tiga; Hercules, Leo IV dan Ursa Major. Galaksi terletak antara 330,000 tahun cahaya hingga 490,000 tahun cahaya. Sebagai perbandingan, Brown membandingkan bintang galaksi dengan bintang yang terdapat di M92, sebuah kelompok globular berusia 13 bilion tahun yang terletak kira-kira 26.000 tahun cahaya dari Bumi. Dia mendapati mereka seusia.
"Ini adalah fosil galaksi terawal di alam semesta," kata Brown. "Mereka tidak berubah dalam berbilion tahun. Galaksi ini tidak seperti galaksi berdekatan, yang mempunyai sejarah pembentukan bintang yang panjang. "
Penemuan Brown dapat membantu menjelaskan apa yang disebut "masalah satelit yang hilang." Ahli astronomi telah memerhatikan hanya beberapa dozen galaksi kerdil di sekitar Bima Sakti sementara simulasi komputer meramalkan ribuan wujud. Tetapi mungkin mereka memang wujud. Tinjauan Sloan mendapati lebih daripada selusin galaksi kecil yang kelaparan bintang di kawasan Bima Sakti sambil mengimbas sebahagian langit sahaja. Ahli astronomi berpendapat bahawa berpuluh-puluh galaksi ultra-samar mungkin bersembunyi tanpa dikesan dengan kemungkinan beribu-ribu kerdil bahkan lebih kecil yang hampir tidak mempunyai bintang.
Galaksi kecil mungkin kekurangan bintang tetapi mereka masih mempunyai banyak bahan gelap, kerangka di mana galaksi dibina. Galaksi kerdil normal berhampiran Galaksi Bima Sakti mengandungi sepuluh kali lebih banyak bahan gelap daripada bahan biasa. Brown menjelaskan bahawa galaksi-galaksi kecil ini sekarang merupakan pulau yang kebanyakannya gelap, tidak dapat dilihat selama berbilion tahun sehingga para astronom mula menjumpainya dalam Sloan Survey.
Hasil Brown muncul dalam edisi 1 Julai dari Astrophysical Journal Letters.
Kapsyen gambar 1: Imej Hubble ini menunjukkan galaksi kerdil Leo IV yang redup dan berbintang. Gambar di sebelah kiri menunjukkan sebahagian galaksi, yang digariskan oleh kotak segi empat putih. Kotak berukuran 83 tahun cahaya dengan panjang 163 tahun cahaya. Beberapa bintang di Leo IV hilang di tengah bintang jiran dan galaksi yang jauh. Pandangan jarak dekat galaksi latar dalam kotak ditunjukkan di gambar tengah. Gambar di sebelah kanan hanya menunjukkan bintang di Leo IV. Galaksi, yang mengandungi beberapa ribu bintang, terdiri dari bintang seperti matahari, lebih lemah, bintang kerdil merah, dan beberapa bintang gergasi merah lebih terang daripada matahari. Kredit: NASA, ESA, dan T. Brown (STScI)
Kapsyen gambar 2: Simulasi komputer ini menunjukkan sekumpulan gumpalan benda gelap di sekitar galaksi Bima Sakti kita. Sebilangan kepekatan bahan gelap cukup besar untuk mencetuskan pembentukan bintang. Ribuan gumpalan benda gelap wujud bersama galaksi Bima Sakti kita, yang ditunjukkan di tengah panel atas. Gumpalan hijau di panel tengah adalah potongan bahan gelap yang cukup besar untuk mendapatkan gas dari medium intergalaksi dan mencetuskan pembentukan bintang yang berterusan, akhirnya mewujudkan galaksi kerdil. Di panel bawah, gumpalan merah adalah galaksi kerdil ultra-samar yang telah lama berhenti membentuk bintang. Brown dan J. Tumlinson (STScI)
