Para astronom telah melihat, untuk pertama kalinya, teras galaksi padat yang menyala dengan cahaya berjuta-juta bintang yang baru lahir di alam semesta awal.
Penemuan ini menjelaskan bagaimana galaksi elips, kumpulan bintang tua yang besar dan miskin gas, mungkin pertama kali terbentuk di alam semesta awal. Ini adalah persoalan yang telah dihindari ahli astronomi selama beberapa dekad.
Pasukan penyelidik pertama kali menemui teras galaksi padat, yang dijuluki GOODS-N-774, dalam gambar dari Teleskop Angkasa Hubble. Pemerhatian kemudian dari Spitzer Space Telescope, Herschel Space Observatory, dan W.M. Keck Observatory membantu menjadikan ini sebagai penemuan saintifik yang benar.
Inti terbentuk 11 bilion tahun yang lalu, ketika alam semesta berusia kurang dari 3 bilion tahun. Walaupun hanya sebahagian kecil dari ukuran Bima Sakti, pada waktu itu ia sudah mengandungi bintang dua kali lebih banyak daripada galaksi kita sendiri.
Simulasi teori menunjukkan bahawa galaksi elips raksasa terbentuk dari dalam ke luar, dengan inti besar menandakan tahap pembentukan pertama. Tetapi kebanyakan carian untuk inti pembentuk ini dilakukan dengan tangan kosong, menjadikan ini pemerhatian pertama dan penemuan yang luar biasa.
"Kami benar-benar tidak melihat proses pembentukan yang dapat membuat perkara yang padat ini," jelas penulis utama Erica Nelson dari Yale University dalam siaran pers. "Kami mengesyaki bahawa proses pembentukan teras ini adalah fenomena yang unik untuk alam semesta awal kerana alam semesta awal, secara keseluruhan, lebih padat. Hari ini, alam semesta begitu tersebar sehingga tidak dapat membuat objek seperti itu lagi. "
Di samping menentukan ukuran galaksi dari gambar Hubble, pasukan menggali gambar inframerah jauh yang diarkibkan dari Spitzer dan Herschel untuk mengira seberapa pantas galaksi padat mencipta bintang. Nampaknya menghasilkan 300 bintang setiap tahun, kadarnya 30 kali lebih besar daripada Bima Sakti.
Pembentukan bintang kegilaan mungkin berlaku kerana teras galaksi terbentuk jauh di dalam perigi graviti bahan gelap. Jisimnya yang sangat tinggi sentiasa menarik gas masuk, memampatkannya dan mencetuskan pembentukan bintang.
Tetapi letupan pembentukan bintang ini menghasilkan debu, yang menyekat cahaya yang dapat dilihat. Ini membantu menjelaskan mengapa ahli astronomi tidak pernah melihat inti yang jauh sebelum ini, kerana mereka mungkin mudah terlepas dalam tinjauan sebelumnya.
Pasukan berpendapat bahawa tidak lama selepas jangka masa awal yang dapat kita lihat, inti berhenti membentuk bintang. Ia kemudiannya bergabung dengan galaksi lain yang lebih kecil, sehingga ia berubah menjadi galaksi yang jauh lebih besar, serupa dengan galaksi elips yang lebih besar dan menenangkan yang kita lihat hari ini.
"Saya rasa penemuan kami menyelesaikan persoalan apakah mod galaksi ini benar-benar berlaku atau tidak," kata penulis buku Pieter van Dokkum dari Universiti Yale. "Persoalannya sekarang, seberapa sering hal ini terjadi?"
Pasukan itu mengesyaki bahawa teras galaksi lain banyak, tetapi tersembunyi di sebalik debu mereka sendiri. Teleskop inframerah masa depan, seperti Teleskop Angkasa James Webb, harus dapat menemukan lebih banyak objek awal ini.
Makalah ini diterbitkan pada 27 Ogos di Nature dan boleh didapati dalam talian.
