Para saintis telah menemui cara untuk melihat atmosfer Bumi melewati - dan debu kosmik kuno - untuk melihat galaksi yang terbentuk pada 5 bilion tahun pertama Alam Semesta.
Satu kajian baru, yang dikeluarkan hari ini dalam jurnal Nature, mengungkapkan berita pertama dari wilayah pembentuk bintang dekat dan jauh - termasuk beberapa dari ujung Alam Semesta, yang menjauh dari kita yang terpantas kerana pengembangan Alam Semesta.
Penemuan ini juga menjelaskan sumber Latar Belakang Inframerah Jauh, yang lama diselimuti misteri.
Penemuan berasal dari Teleskop Subpermilet Aperture Besar (BLAST) yang ditanggung oleh Balon, yang melayang 120,000 kaki (36,576 meter) di atas Antartika pada tahun 2006.
Pasukan BLAST memilih untuk memetakan kawasan langit tertentu yang disebut Great Observatories Origins Deep Survey – South (GOODS-South), yang dikaji pada panjang gelombang lain oleh tiga "observatorium hebat" NASA - teleskop angkasa Hubble, Spitzer, dan Chandra . Dalam satu penerbangan balon 11 hari yang epik, BLAST menjumpai lebih dari 10 kali jumlah galaksi ledakan bintang submillimeter yang dikesan dalam satu dekad pemerhatian darat.
"Kami mengukur segalanya, dari ribuan awan kecil di galaksi kita sendiri yang mengalami pembentukan bintang hingga galaksi di Alam Semesta ketika itu hanya seperempat dari usia sekarang," kata penulis utama Mark Devlin, dari University of Pennsylvania.
Pada tahun 1980-an dan 1990-an, galaksi-galaksi tertentu yang disebut Ultraluminous InfraRed Galaxies didapati menghasilkan beratus-ratus kali lebih banyak bintang daripada galaksi tempatan kita sendiri. Galaksi “starburst” ini, berjarak 7-10 miliar tahun cahaya, dianggap membentuk Latar Belakang Inframerah Jauh yang ditemukan oleh satelit COBE. Sejak pengukuran awal sinaran latar ini, eksperimen beresolusi lebih tinggi telah berusaha mengesan galaksi individu yang menyusunnya.
Kajian BLAST menggabungkan pengukuran tinjauan teleskop pada panjang gelombang di bawah 1 milimeter dengan data pada panjang gelombang inframerah yang jauh lebih pendek dari Spitzer Space Telescope. Hasilnya mengesahkan bahawa semua Latar Belakang Inframerah Jauh berasal dari galaksi jarak jauh individu, yang pada dasarnya menyelesaikan persoalan asal-usul radiasi selama satu dekad.
Pembentukan bintang berlaku di awan yang terdiri daripada gas hidrogen dan sejumlah kecil habuk. Debu menyerap cahaya bintang dari bintang muda dan panas, memanaskan awan hingga kira-kira 30 darjah di atas sifar mutlak (atau 30 Kelvin). Cahaya dipancarkan semula pada panjang gelombang inframerah dan submillimeter yang lebih panjang.
Oleh itu, sebanyak 50 peratus tenaga cahaya Alam Semesta adalah cahaya inframerah dari muda, membentuk galaksi. Sebenarnya, terdapat banyak tenaga di Latar Belakang Inframerah Jauh seperti pada cahaya optik total yang dipancarkan oleh bintang dan galaksi di Alam Semesta. Gambar optik yang diketahui dari langit malam hilang separuh daripada gambar yang menggambarkan sejarah kosmik pembentukan bintang, kata penulis.
"BLAST telah memberi kita pandangan baru mengenai Alam Semesta," kata Barth Netterfield dari University of Toronto, penyiasat utama Kanada untuk BLAST, "memungkinkan pasukan BLAST membuat penemuan dalam topik mulai dari pembentukan bintang hingga evolusi yang jauh Galaksi. "
Dalam pengiring Berita & Paparan penulis, Ian Smail, ahli kosmologi komputasi dari Universiti Durham di UK, menulis bahawa "implikasi pemerhatian ini adalah bahawa fasa pertumbuhan aktif kebanyakan galaksi yang dilihat hari ini berada di belakang mereka - mereka merosot menjadi setara dengan pertengahan umur. "
Dia juga menunjukkan bahawa kajian mengenai peristiwa-peristiwa pembentukan bintang yang melampau ini di awal Alam Semesta akan dibantu oleh tiga kemajuan besar yang dijangkakan pada tahun berikutnya atau lebih: kamera submillimeter di ESA / NASA Herschel Space Observatory; pengembangan pengesan format besar yang bekerja pada panjang gelombang submillimeter, termasuk yang dipasang pada Teleskop James Clerk Maxwell; dan fasa pertama Atacama Large Millimeter Array (ALMA).
"Pemerhatian seperti itu akan membolehkan para astronom mengkaji pembahagian gas dan pembentukan bintang dalam galaksi awal ini," tulis Smail, "yang seterusnya akan membantu untuk mengenal pasti proses fizikal yang mencetuskan ledakan pembentukan bintang yang sangat terang dan peranan mereka dalam pembentukan galaksi yang kita lihat di Space Magazine. "
CAPTION GAMBAR LEAD: Teleskop BLAST sebelum dilancarkan di Antartika. BLAST berada di latar depan, seterusnya balon seluas 28 juta kaki kubik, di latar belakang gunung berapi Gunung Erebus. Kredit: Mark Halpern
Sumber: Nature dan siaran akhbar University of Pennsylvania (belum dalam talian). Gambar, gambar, peta langit dan kajian lengkap boleh didapati di laman web BLAST.
