Galaksi, yang disebut EGSY8p7, berjarak sekitar 13,2 miliar tahun cahaya. Itu berarti para astronom sekarang melihatnya sebagai ada hanya 600 juta tahun setelah Big Bang.
EGSY8p7 adalah galaksi terjauh yang dikonfirmasi yang spektrumnya diperoleh dengan W. M. Keck Observatory menempatkannya pada pergeseran merah 8,68 pada saat alam semesta berusia kurang dari 600 juta tahun. Ilustrasi ini menunjukkan kemajuan luar biasa yang dibuat dalam beberapa tahun terakhir dalam menyelidiki sejarah kosmik awal. Studi-studi semacam itu penting untuk memahami bagaimana Semesta berevolusi dari periode awal yang gelap menjadi satu ketika galaksi mulai bersinar. Emisi hidrogen dari EGSY8p7 dapat mengindikasikan bahwa itu adalah contoh pertama yang diketahui dari generasi awal galaksi muda yang memancarkan radiasi yang luar biasa kuat. Lihat lebih besar. | Kredit gambar: Adi Zitrin, Institut Teknologi California
Sebuah tim ahli astrofisika telah mengukur galaksi terjauh yang pernah tercatat - galaksi yang disebut EGSY8p7 - dan menangkap emisi hidrogennya seperti yang terlihat ketika alam semesta berusia kurang dari 600 juta tahun.
Selain itu, metode di mana galaksi terdeteksi memberikan wawasan penting tentang bagaimana bintang-bintang pertama di alam semesta menyala setelah Big Bang.
Dengan menggunakan spektograf infra merah yang kuat pada teleskop W. M. Keck di Hawaii, tim mengencani galaksi dengan mendeteksi galaksi Garis emisi Lyman-alpha - tanda tangan gas hidrogen panas yang dipanaskan oleh emisi ultraviolet yang kuat dari bintang-bintang yang baru lahir.
Meskipun ini adalah tanda tangan yang sering dideteksi dalam galaksi yang dekat dengan Bumi, deteksi emisi Lyman-alpha pada jarak yang sangat jauh tidak terduga karena mudah diserap oleh banyak atom hidrogen yang diperkirakan meliputi ruang antara galaksi pada awal alam semesta. .
Hasilnya memberikan wawasan baru tentang apa yang disebut reionisasi kosmik, proses di mana awan gelap hidrogen dipecah menjadi proton dan elektron penyusunnya oleh generasi pertama galaksi.
Astronom Institut Teknologi California (Caltech), Adi Zitrin, penulis utama makalah ini, akan dipublikasikan di Surat Jurnal Astrofisika. Zitrin berkata:
Kita sering melihat garis emisi hidrogen Lyman-alpha pada benda-benda terdekat karena merupakan salah satu pelacak formasi bintang yang paling dapat diandalkan. Namun, ketika kita menembus lebih dalam ke alam semesta, dan karenanya kembali ke masa sebelumnya, ruang antara galaksi mengandung semakin banyak awan gelap hidrogen yang menyerap sinyal ini.
Karya terbaru telah menemukan sebagian kecil galaksi yang menunjukkan garis yang menonjol ini menurun tajam setelah ketika alam semesta berusia sekitar satu miliar tahun, yang setara dengan pergeseran merah sekitar 6.
Redshift adalah ukuran dari seberapa banyak Semesta telah berkembang sejak cahaya meninggalkan sumber yang jauh dan hanya dapat ditentukan untuk objek yang pingsan dengan spektograf pada teleskop besar yang kuat seperti teleskop 10 meter kembar Keck Observatory, yang terbesar di Bumi.
Astronom Caltech, Richard Ellis, adalah rekan penulis makalah ini. Ellis berkata:
Aspek mengejutkan tentang penemuan ini adalah bahwa kami telah mendeteksi garis Lyman-alpha ini di galaksi yang tampak redup pada pergeseran merah 8,68, yang bersesuaian dengan masa ketika alam semesta seharusnya penuh menyerap awan hidrogen.
Terlepas dari memecahkan rekor pergeseran merah sebelumnya pada 7,73, juga diperoleh di Observatorium Keck, deteksi ini memberi tahu kita sesuatu yang baru tentang bagaimana alam semesta berevolusi dalam beberapa ratus juta tahun pertamanya.
Simulasi komputer tentang reionisasi kosmik menunjukkan bahwa alam semesta sepenuhnya buram terhadap radiasi Lyman-alpha dalam 400 juta tahun pertama sejarah kosmik dan kemudian secara bertahap, ketika galaksi pertama lahir, radiasi ultraviolet yang intens dari bintang-bintang muda mereka, membakar hidrogen yang mengaburkan ini. dalam gelembung-gelembung peningkatan jari-jari yang, pada akhirnya, tumpang tindih sehingga seluruh ruang antara galaksi menjadi terionisasi - yaitu, terdiri dari elektron dan proton bebas. Pada titik ini radiasi Lyman-alpha bebas untuk melakukan perjalanan melalui ruang tanpa hambatan.
Sirio Belli adalah seorang mahasiswa pascasarjana Caltech yang membantu melakukan pengamatan kunci. Belli berkata:
Mungkin galaksi yang telah kita amati, EGSY8p7, yang bercahaya luar biasa (secara intrinsik), memiliki sifat khusus yang memungkinkannya untuk membuat gelembung besar hidrogen terionisasi jauh lebih awal daripada yang mungkin terjadi pada galaksi yang lebih khas pada masa ini. EGSY8p7 ditemukan bercahaya dan pada pergeseran merah yang tinggi, dan warnanya yang diukur oleh Hubble dan Spitzer Space Telescopes menunjukkan bahwa ia mungkin didukung oleh populasi bintang-bintang yang luar biasa panas.
Karena penemuan sumber awal semacam itu dengan Lyman-alpha yang kuat agak tak terduga, ia memberikan wawasan baru tentang cara di mana galaksi berkontribusi pada proses reionisasi. Dapat dibayangkan prosesnya tidak merata dengan beberapa wilayah ruang yang berevolusi lebih cepat daripada yang lain, misalnya karena variasi kepadatan materi dari satu tempat ke tempat lain. Atau, EGSY8p7 dapat menjadi contoh pertama dari generasi awal yang radiasi pengionnya sangat kuat. Zitrin berkata:
Dalam beberapa hal, periode reionisasi kosmik adalah bagian terakhir yang hilang dalam pemahaman keseluruhan kita tentang evolusi alam semesta. Selain mendorong kembali perbatasan ke masa ketika Semesta baru berusia 600 juta tahun, yang menarik dari penemuan ini adalah bahwa studi sumber-sumber seperti EGSY8p7 akan menawarkan wawasan baru tentang bagaimana proses ini terjadi.