WASHINGTON - Sejak dioperasikan tahun lalu, Teleskop Luar Angkasa James Webb telah melakukan pengamatan inovatif yang melibatkan beberapa galaksi paling awal di alam semesta. Orang mungkin menyebutnya bayi galaksi.

Namun Webb telah memperoleh data yang lebih baik tentang galaksi dalam pengembangannya. Para astronom menyebutnya sebagai galaksi “remaja”. Dan, seperti yang ditunjukkan oleh penelitian baru, mereka mirip dengan manusia remaja dalam beberapa hal, termasuk dalam hal pertumbuhan yang cepat dan sedikit ketidakdewasaan.

Para peneliti fokus pada galaksi yang terbentuk sekitar 2-3 miliar tahun setelah peristiwa Big Bang sekitar 13,8 miliar tahun lalu yang mengawali terbentuknya alam semesta. Studi ini menghitung rata-rata data yang diperoleh Webb tentang cahaya di berbagai panjang gelombang yang berasal dari 23 galaksi tersebut – “DNA kimia” mereka – untuk memberikan gambaran gabungan karakteristik galaksi remaja.

“Galaksi remaja ini memiliki DNA kimia yang sangat unik, yang menunjukkan bahwa mereka telah membentuk sejumlah bintang – mereka sudah cukup berkembang – namun masih berkembang pesat,” kata Allison Strom, seorang profesor fisika dan astronomi di Northwestern University di Illinois dan penulis utama studi yang diterbitkan minggu ini di Astrophysical Journal Letters.

Menurut para peneliti, galaksi-galaksi ini belum terlihat atau bertindak seperti galaksi saat ini.

“Mereka melewati beberapa proses penting pada masa ini – banyak di antaranya yang belum kita pahami dan berharap dapat segera memahaminya dengan lebih baik – yang menentukan akan menjadi jenis galaksi apa mereka,” kata astronom dan salah satu pemimpin studi Gwen Rudie dari Carnegie Observatories. di California.

Gas yang terdeteksi di daerah pembentuk bintang – tempat pembibitan bintang – di galaksi remaja jauh lebih panas, sekitar 24.000 derajat Fahrenheit (13.350 derajat Celcius), dibandingkan yang teramati di galaksi saat ini.

“Suhu di bagian galaksi ini didominasi oleh bintang-bintang muda dan sifat-sifat gasnya, jadi menemukan suhu yang berbeda berarti ada sesuatu yang berbeda tentang bintang-bintang dan gas di galaksi-galaksi remaja tersebut,” kata Strom.

Galaksi-galaksi tersebut teramati bersinar dengan delapan unsur – hidrogen, helium, oksigen, nitrogen, belerang, argon, nikel, dan silikon.

“Oksigen patut diperhatikan karena merupakan salah satu komponen terpenting dari `DNA galaksi`, dalam hal melacak pertumbuhan masa lalu. Kebetulan, oksigen juga merupakan unsur paling melimpah ketiga di alam semesta (setelah hidrogen dan helium),” kata Strom.

“Nikel tersebut mengejutkan karena, meskipun kami memperkirakan sejumlah nikel mungkin ada, biasanya nikel tersebut tidak bersinar cukup terang untuk dilihat bahkan di galaksi yang sangat dekat. Jadi melihatnya adalah suatu kejutan dan mungkin mengindikasikan bahwa ada sesuatu yang berbeda. tentang bintang masif yang menyebabkan gas bersinar,” tambah Strom.

Rudie mengatakan lebih dari delapan elemen ini mungkin ada di galaksi-galaksi ini tetapi belum terdeteksi.

“Karena unsur-unsur yang lebih berat daripada hidrogen dan helium sebagian besar terbentuk di bintang, mengetahui galaksi terbentuk dapat memberi tahu kita berapa banyak bintang yang terbentuk di masa lalu dan seberapa cepat hal itu terjadi,” kata Strom.

Temuan ini, tambah Strom, “menunjukkan gambaran bahwa galaksi-galaksi ini masih ‘belum matang’ secara kimia dan terbentuk dengan sangat cepat.”

Webb, yang diluncurkan pada tahun 2021 dan mulai mengumpulkan data tahun lalu, telah mengubah pemahaman tentang alam semesta awal.

Studi baru ini menyajikan hasil pertama dari Survei CECILIA yang menggunakan Webb untuk meneliti kimia galaksi jauh. Nama CECILIA adalah kependekan dari Chemical Evolution Constrained use Ionized Lines in Interstellar Aurorae, sekaligus menghormati astronom abad ke-20 yang inovatif, Cecilia Payne-Gaposchkin.

“Ada banyak kegembiraan mengenai bagaimana Webb memungkinkan kita melihat beberapa galaksi pertama, namun bahkan dengan Webb, kemampuan kita untuk mengatakan banyak tentang galaksi-galaksi tersebut masih terbatas,” kata Strom. “Pada saat yang sama, teleskop memungkinkan kita mengamati galaksi-galaksi di kemudian hari dalam sejarah alam semesta dengan tingkat detail yang luar biasa, dan CECILIA adalah yang pertama dan, sejauh ini, contoh terbaik dalam hal ini.”