News
Teleskop James Webb Menemukan Beberapa Bintang Pertama di Alam Semesta
Bukti keberadaan bintang generasi pertama di alam semesta telah terungkap berkat pengamatan yang dilakukan oleh James Webb Space Telescope (JWST). Buktinya terletak di salah satu galaksi terjauh yang diketahui.
Galaksi tersebut, diberi nama GN-z11, ditemukan oleh Teleskop Luar Angkasa Hubble pada tahun 2015 dan, sebelum peluncuran Teleskop Luar Angkasa James Webb, galaksi ini dianggap sebagai galaksi terjauh yang pernah diketahui.
Scroll untuk membaca
Scroll untuk membaca
Seperti dilansir LiveScience, dengan pergeseran merah sebesar 10,6, lebih masuk akal untuk membicarakan berapa lama ia ada, dibandingkan seberapa jauh jaraknya.
Itu karena kita melihat GN-z11 terjadi 430 juta tahun setelah Big Bang karena waktu yang dibutuhkan cahayanya untuk mencapai sudut kosmos kita. Sebagai perbandingan, alam semesta saat ini berumur 13,8 miliar tahun.
Oleh karena itu, GN-z11 menjadi target utama studi JWST. Kini, dua makalah baru menjelaskan penemuan mendalam tentang GN-z11 yang mengungkap rincian penting tentang bagaimana galaksi yang ada di alam semesta awal dapat berkembang.
GN-z11 adalah galaksi paling terang yang diketahui pada pergeseran merah ini, dan memang hal ini telah menjadi tema umum untuk galaksi-galaksi pergeseran merah tinggi yang kini hampir sering ditemukan di alam semesta awal oleh JWST.
Banyak dari mereka tampak jauh lebih terang daripada perkiraan model pembentukan galaksi kita. Prediksi tersebut didasarkan pada model standar kosmologi.
Kini, pengamatan baru JWST tampaknya telah menjelaskan apa yang sedang terjadi.
Sebuah tim astronomi, yang dipimpin oleh Roberto Maiolino dari Universitas Cambridge, telah menyelidiki GN-z11 dengan dua instrumen inframerah-dekat JWST, Kamera Inframerah Dekat (NIRCam) dan Spektrometer Inframerah Dekat (NIRSpec).
Para peneliti menemukan bukti adanya bintang generasi pertama, yang disebut bintang Populasi III, serta adanya lubang hitam supermasif yang melahap sejumlah besar materi dan tumbuh dengan kecepatan yang jauh lebih cepat.
Para ilmuwan dapat menghitung usia sebuah bintang berdasarkan kelimpahan unsur-unsur beratnya, yang terbentuk oleh bintang-bintang generasi sebelumnya yang hidup dan mati, memuntahkan unsur-unsur berat tersebut ke luar angkasa dan pada akhirnya didaur ulang di daerah pembentuk bintang untuk membentuk bintang baru. badan bintang.
Bintang termuda yang terbentuk selama lima atau enam miliar tahun terakhir disebut sebagai bintang Populasi I, dan memiliki kelimpahan unsur berat tertinggi.
Matahari kita adalah bintang Populasi I. Bintang yang lebih tua mengandung lebih sedikit unsur berat karena generasi bintang sebelumnya lebih sedikit. Kita menyebutnya bintang Populasi II, dan mereka tinggal di wilayah tertua galaksi Bima Sakti kita.
Namun, bintang-bintang Populasi III sejauh ini hanya bersifat hipotetis.
Ini adalah bintang-bintang pertama yang terbentuk, dan karena tidak ada bintang lain yang muncul sebelum mereka, maka bintang-bintang tersebut tidak mengandung unsur-unsur berat dan hanya terbuat dari hidrogen dan helium murni yang terbentuk selama Big Bang.
Bintang-bintang pertama ini juga dianggap sangat bercahaya, dengan massa setidaknya setara dengan beberapa ratus matahari.
Meskipun para astronom masih belum melihat bintang Populasi III secara langsung, tim Maiolino mendeteksi bukti tidak langsung keberadaan bintang tersebut di GN-z11. NIRSpec mengamati gumpalan helium terionisasi di dekat tepi GN-z11.
“Fakta bahwa kita tidak melihat apa pun selain helium menunjukkan bahwa gumpalan ini pasti murni,” kata Maiolino dalam sebuah pernyataan.
“Ini adalah sesuatu yang diharapkan oleh teori dan simulasi di sekitar galaksi-galaksi masif pada zaman ini – bahwa seharusnya ada kantong-kantong gas murni yang bertahan di lingkaran cahaya, dan kantong-kantong ini mungkin akan runtuh dan membentuk bintang-bintang Populasi III.”
Gas helium ini sedang terionisasi oleh sesuatu yang menghasilkan sinar ultraviolet dalam jumlah besar, yang kemudian disebut sebagai bintang Populasi III.
Kemungkinan besar, helium yang disaksikan merupakan material sisa dari pembentukan bintang-bintang tersebut.
Jumlah sinar ultraviolet yang dibutuhkan untuk mengionisasi semua gas tersebut memerlukan total sekitar 600.000 bintang bermassa matahari, yang bersinar dengan luminositas gabungan 20 triliun kali lebih terang daripada matahari kita.
Angka-angka ini menunjukkan bahwa galaksi jauh seperti GN-z11 lebih mampu membentuk bintang masif dibandingkan galaksi di alam semesta modern.
Sementara itu, berdasarkan hasil kedua, tim Maiolino juga menemukan bukti adanya lubang hitam bermassa dua juta matahari di jantung GN-z11.
Tim juga mendeteksi aliran radiasi kuat yang mengalir dari piringan akresi materi yang berputar-putar di sekitar lubang hitam serta unsur-unsur kimia terionisasi yang biasanya ditemukan di dekat lubang hitam yang bertambah.
Ini adalah lubang hitam supermasif terjauh yang pernah ditemukan sejauh ini, kata tim tersebut, dan nafsu makannya yang besar menyebabkan piringan akresinya menjadi padat dan panas, serta bersinar terang.
Hal ini, dikombinasikan dengan bintang-bintang Populasi III, inilah yang membuat GN-z11 bersinar begitu terang, para peneliti yakin, tanpa melanggar standar kosmologi seperti yang diklaim oleh beberapa orang sebelum waktunya.
Studi tentang gumpalan helium terionisasi dan bintang Populasi III telah diterima untuk dipublikasikan di jurnal Astronomy & Astrophysics, dan pracetaknya dapat ditemukan di sini.
Sementara itu, studi observasi NIRCam terhadap lubang hitam dipublikasikan pada 17 Januari di jurnal Nature.
