Pandangan baru dari Teleskop Angkasa Hubble menunjukkan beberapa galaksi terang pertama yang muncul di Alam Semesta, muncul sekitar 13 miliar tahun yang lalu, atau 900 juta tahun setelah Big Bang. Galaksi seperti ini tidak dapat dilihat 700 juta tahun selepas Big Bang, jadi galaksi yang lebih kecil mesti bergabung bersama dengan cepat agar mereka menjadi besar dan cerah. Penemuan ini dibuat di Padang Deep Hubble Ultra dan Medan Pemeriksaan Deep Observatory Origins.
Pencarian sistematik untuk galaksi terang pertama yang terbentuk di alam semesta awal telah menunjukkan lonjakan dramatik dalam jumlah galaksi seperti itu sekitar 13 bilion tahun yang lalu. Pengamatan tahap-tahap paling awal dalam evolusi galaksi memberikan bukti baru untuk teori hierarki pembentukan galaksi - idea bahawa galaksi besar terbentuk dari masa ke masa ketika galaksi yang lebih kecil bertembung dan bergabung.
Ahli astronomi Rychard Bouwens dan Garth Illingworth di University of California, Santa Cruz, menggunakan Teleskop Angkasa Hubble untuk meneroka pembentukan galaksi selama 900 juta tahun pertama selepas Big Bang. Mereka melaporkan penemuan terbaru mereka dalam jurnal Nature edisi 14 September.
Pemerhatian mendalam di tiga tambalan langit yang gelap - medan Hubble Ultra Deep dan Great Observatories Origins Deep Survey - mengumpulkan cahaya samar yang dipancarkan 13 bilion tahun yang lalu oleh bintang-bintang di galaksi purba. Hanya galaksi terang yang dapat dikesan pada jarak yang sangat jauh.
"Ini adalah data inframerah dan optik terdalam yang pernah diambil. Kami sedang melihat tahap awal pembentukan galaksi, ”kata Illingworth, seorang profesor astronomi dan astrofizik di UCSC.
Para penyelidik memerhatikan beratus-ratus galaksi terang sekitar 900 juta tahun selepas Big Bang. Tetapi ketika mereka melihat lebih dalam, kira-kira 200 juta tahun sebelumnya, mereka hanya menemui satu. Menenangkan kriteria pencarian mereka muncul beberapa calon lagi, tetapi jelas banyak perubahan berlaku selama 200 juta tahun itu, kata Illingworth.
"Galaksi yang lebih besar dan lebih terang tidak ada pada 700 juta tahun selepas Big Bang. Namun 200 juta tahun kemudian ada banyak lagi, jadi pasti ada banyak penggabungan galaksi yang lebih kecil pada masa itu, ”katanya.
Ahli astronomi dapat menentukan kapan cahaya dipancarkan dari sumber yang jauh dengan pergeseran merahnya, ukuran bagaimana pengembangan alam semesta meregangkan panjang gelombang cahaya ketika bergerak melalui angkasa melintasi jarak yang jauh. Bouwens, rakan pasca doktoral di UCSC dan pengarang pertama kertas Nature, mengembangkan perisian untuk menyaring data Hubble secara sistematik untuk mencari galaksi pergeseran merah tinggi.
Data tersebut berasal dari dua instrumen yang kuat di Hubble, Advanced Camera for Surveys (ACS) dan Near Infrared Camera dan Multi-Object Spectrograph (NICMOS). Para penyelidik membandingkan jumlah galaksi yang dikesan pada pergeseran merah 7 hingga 8 (700 juta tahun selepas Big Bang) dengan apa yang mungkin mereka jangkakan jika populasi galaksi seperti populasi yang mereka perhatikan pada pergeseran merah 6 (200 juta tahun kemudian). Bergantung pada ketetapan kriteria pemilihan mereka, mereka menemui satu galaksi di mana mereka mengharapkan 10, atau empat di mana mereka akan mengharapkan 17.
"Pendekatan kami menyediakan cara yang sangat kuantitatif untuk mengukur penumpukan struktur di alam semesta, jadi kita dapat melihat seberapa cepat ia berubah dari masa ke masa ketika galaksi yang lebih kecil bergabung untuk membentuk yang lebih besar," kata Bouwens.
Galaksi yang diperhatikan dalam tinjauan ini jauh lebih kecil daripada Bima Sakti kita sendiri dan galaksi gergasi lain yang dilihat hari ini di alam semesta berdekatan. Galaksi awal ini juga terbakar dengan pembentukan bintang, memancarkan cahaya kebiruan yang dialihkan ke lampu merah selama 13-miliar tahun perjalanannya ke pengesan sensitif Hubble.
"Sangat mengagumkan bahawa kita dapat melihat kembali masa 13 bilion tahun. Kami melihat galaksi yang telah berkembang dari pendahulu yang lebih kecil, tetapi hanya beberapa ratus juta tahun selepas pembentukan bintang pertama, "kata Illingworth.
Sekiranya Bima Sakti adalah warga emas yang galaksi, maka galaksi ini adalah balita atau kanak-kanak prasekolah. Buat masa ini, para penyelidik tidak dapat mengesan galaksi bayi yang lebih kecil yang mesti bergabung untuk membentuk galaksi terang pertama ini.
Tetapi benih galaksi pertama dapat dilihat dalam radiasi latar gelombang mikro kosmik, diukur paling baru dan tepat oleh Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), yang menunjukkan sedikit turun naik kepadatan di alam semesta yang sangat homogen sekitar 400,000 tahun selepas Big Bang.
“Pada awal evolusi alam semesta, semuanya berjalan lancar. Tetapi lama-kelamaan alam semesta menjadi semakin berantakan ketika graviti menarik lebih banyak bahan ke kawasan yang lebih padat, ”kata Bouwens. "Pengamatan galaksi awal memungkinkan kita untuk mengukur seberapa cepat alam semesta berkembang dari gumpalan yang lebih kecil ke yang lebih besar."
Pengesanan galaksi pertama yang akan dibentuk mungkin dilakukan dengan penerus Hubble, Teleskop Angkasa James Webb, yang kini dirancangkan untuk dilancarkan pada tahun 2013, kata Illingworth. Maklumat tambahan mengenai pencarian galaksi pertama boleh didapati di web di http://firstgalaxies.ucolick.org/.
Sumber Asal: Siaran Berita UCSC
