"Sistem triple yang sangat langka, terlihat ketika alam semesta berusia 800 juta tahun, memberikan wawasan ke tahap paling awal pembentukan galaksi." - Richard Ellis
Para astronom yang menggunakan kekuatan gabungan dari Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) telescope dan Hubble Space Telescope milik NASA telah menemukan trio galaksi-galaksi primitif yang berjauhan di dalam gumpalan besar gas purba hampir 13 miliar tahun cahaya dari Bumi.
"Sistem rangkap tiga yang sangat langka ini, terlihat ketika alam semesta baru berusia 800 juta tahun, memberikan wawasan penting ke tahap awal pembentukan galaksi selama periode yang dikenal sebagai 'fajar kosmik,' ketika alam semesta pertama kali bermandikan cahaya bintang," kata Richard Ellis, Profesor Astronomi Steele di Institut Teknologi California dan anggota tim peneliti. "Yang lebih menarik, galaksi-galaksi ini tampak siap untuk bergabung menjadi satu galaksi raksasa, yang akhirnya bisa berkembang menjadi sesuatu yang mirip dengan Bima Sakti."
Lihat ukuran penuh | Gambar komposit sistem triple langka - dijuluki Himiko - di alam semesta awal. Data Hubble, Spitzer, dan Subaru digabungkan untuk membuat gambar ini. Lingkaran gas hidrogen terionisasi mengelilingi ketiga galaksi. Pengamatan dengan teleskop Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) tidak mendeteksi tanda-tanda apa pun dari karbon, menunjukkan bahwa ketiga objek ini mungkin sangat primitif dan belum memiliki cukup waktu untuk menyemai media intergalaksi dengan elemen berat. Kredit: NASA / Hubble; NASA / Spitzer; NAOJ / Subaru
Para peneliti pertama kali mendeteksi objek ini, yang nampak seperti gelembung raksasa dari gas terionisasi, pada tahun 2009. Dijuluki Himiko (setelah seorang ratu legendaris Jepang kuno), benda itu hampir 10 kali lebih besar dari galaksi-galaksi khas pada zaman itu dan ukurannya sebanding. ke Bima Sakti kita sendiri. Pengamatan selanjutnya dengan Spitzer Space Telescope menunjukkan bahwa Himiko mungkin mewakili sebuah galaksi tunggal, yang akan membuatnya menjadi luar biasa masif untuk periode alam semesta awal itu.
"Pengamatan baru mengungkapkan bahwa, alih-alih satu galaksi tunggal, Himiko memiliki tiga sumber berbeda, sumber cahaya, yang pembentukan bintangnya yang intens memanaskan dan mengionisasi awan gas raksasa ini," kata Masami Ouchi, seorang profesor di Universitas Tokyo yang memimpin tim astronom internasional dari Jepang dan Amerika Serikat.
Lihat ukuran penuh | Bagian langit yang mengandung banyak galaksi muda, termasuk Himiko, seperti yang dicitrakan oleh Hubble's Wide Field Camera 3. Kredit: NASA / Hubble
Area-area formasi bintang yang geram seperti itu harus dipenuhi dengan unsur-unsur berat seperti karbon, silikon, dan oksigen. Unsur-unsur ini ditempa dalam tungku nuklir bintang masif dan berumur pendek seperti yang meledak dalam tiga galaksi yang terdeteksi oleh Hubble. Pada akhir kehidupan mereka yang relatif singkat, bintang-bintang ini meledak sebagai supernova, menabur media intergalaksi dengan debu halus dari unsur-unsur berat.
"Ketika debu ini dipanaskan oleh radiasi ultraviolet dari bintang-bintang besar yang baru lahir, debu kemudian memancarkan kembali pada panjang gelombang radio," kata Kotaro Kohno, anggota tim juga dengan Universitas Tokyo. "Radiasi semacam itu tidak terdeteksi di Himiko."
“Anehnya, pengamatan dengan ALMA mengungkapkan tidak adanya sinyal dari karbon, yang disintesis dengan cepat pada bintang muda. Mengingat sensitivitas ALMA, ini benar-benar luar biasa, ”kata Ouchi. "Persisnya bagaimana aktivitas yang intens ini dapat direkonsiliasi dengan komposisi kimia primitif dari Himiko cukup membingungkan."
Para astronom berspekulasi bahwa sebagian besar gas di Himiko bisa primordial, campuran unsur-unsur ringan hidrogen dan helium, yang diciptakan dalam Big Bang. Jika benar, ini akan menjadi penemuan penting yang menandakan deteksi galaksi purba yang terlihat selama pembentukannya.
Lihat ukuran penuh | Himiko terlihat dengan Hubble. Tiga galaksi bayi jelas diselesaikan di mana hanya satu yang diketahui ada sebelumnya. Objek-objek ini sangat energik, menunjukkan bahwa mereka sedang mengalami periode pembentukan bintang yang intens. Kredit: NASA / Hubble
Ellis menyimpulkan situasinya: “Para astronom biasanya bersemangat ketika sinyal dari suatu objek terdeteksi. Tetapi, dalam hal ini, tidak adanya sinyal dari elemen-elemen berat adalah hasil yang paling menarik! "
Data ALMA diambil sebagai bagian dari program sains awal dengan hanya sebagian dari pelengkap akhirnya dari 66 antena. Penelitian di masa depan dengan teleskop ALMA lengkap dan generasi berikutnya dari observatorium berbasis darat dan luar angkasa akan terlihat lebih jauh ke masa lalu, memberi lebih banyak cahaya tentang asal-usul dan evolusi bintang dan galaksi pertama. Hasilnya diterima untuk publikasi di Astrophysical Journal.
Melalui NRAO