Peninggalan Galaksi Paling Awal Ditemukan di Pinggiran Luar Andromeda

Sebuah galaksi kerdil ultra-redup yang tidak biasa telah ditemukan di pinggiran luar Galaksi Andromeda. Temuan ini berkat mata tajam seorang astronom amatir yang memeriksa data arsip yang diproses oleh Community Science and Data Center NSF NOIRLab.

Tindak lanjut kemudian dilakukan oleh para astronom profesional menggunakan Observatorium Gemini Internasional, Program NOIRLab NSF. Tindakan ini berhasil mengungkap bahwa galaksi kerdil yang diberi nama Pegasus V ini mengandung sangat sedikit elemen yang lebih berat dan kemungkinan merupakan fosil galaksi pertama.

Galaksi kerdil ultra-redup ini ditemukan di tepi Galaksi Andromeda menggunakan beberapa fasilitas NOIRLab NSF. Galaksi tersebut pertama kali terdeteksi sebagai bagian dari pencarian sistematis untuk katai Andromeda yang dikoordinasikan oleh David Martinez-Delgado dari Instituto de Astrofísica de Andalucía, Spanyol. Ketika astronom amatir Giuseppe Donatiello menemukan 'noda' yang menarik dalam data di sebuah Gambar Survei Pencitraan Warisan DESI.

Gambar itu diambil dengan Kamera Energi Gelap yang dibuat oleh Departemen Energi AS pada Teleskop 4 meter Víctor M. Blanco di Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO). Data kemudian diproses melalui Community Pipeline yang dioperasikan oleh Community Science and Data Center (CSDC) NOIRLab.

Tindak lanjut pengamatan yang lebih dalam dilakukan oleh para astronom menggunakan teleskop Gemini Utara yang lebih besar, 8,1 meter dengan instrumen GMOS. Mereka berhasil mengungkapkan bahwa bintang redup di Pegasus V adalah benar merupakan galaksi kerdil ultra-redup di pinggiran Galaksi Andromeda. Gemini Utara di Hawai'i adalah satu setengah dari Observatorium Gemini Internasional.

Pengamatan dengan Gemini mengungkapkan bahwa galaksi tersebut tampaknya sangat kekurangan unsur-unsur yang lebih berat dibandingkan dengan galaksi kerdil serupa. Ini berarti bahwa galaksi tersebut sangat tua dan kemungkinan besar merupakan fosil galaksi pertama di alam semesta.

"Kami telah menemukan galaksi yang sangat redup yang bintang-bintangnya terbentuk sangat awal dalam sejarah alam semesta," komentar Michelle Collins, seorang astronom di University of Surrey, Inggris dan penulis utama makalah yang mengumumkan penemuan ini dan menerbitkannya di jurnal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society pada 19 April 2022 dengan judul Pegasus V -- a newly discovered ultra-faint dwarf galaxy on the outskirts of Andromeda.

"Penemuan ini menandai pertama kalinya sebuah galaksi samar ini ditemukan di sekitar Galaksi Andromeda menggunakan survei astronomi yang tidak dirancang khusus untuk tugas tersebut," imbuh Collins.

Galaksi yang paling redup dianggap sebagai fosil galaksi pertama yang terbentuk. Relik galaksi ini berisi petunjuk tentang pembentukan bintang paling awal. Sementara para astronom memperkirakan alam semesta akan dipenuhi dengan galaksi redup seperti Pegasus V, mereka belum menemukan sebanyak yang diprediksi oleh teori mereka. Jika benar-benar ada lebih sedikit galaksi redup daripada yang diperkirakan, ini akan menyiratkan masalah serius dengan pemahaman para astronom tentang kosmologi dan materi gelap.

Oleh karena itu, menemukan contoh galaksi-galaksi redup ini merupakan upaya yang penting, tetapi juga sulit. Bagian dari tantangannya adalah bahwa galaksi-galaksi redup ini sangat sulit dikenali, muncul hanya sebagai beberapa bintang jarang yang tersembunyi dalam gambar langit yang luas.

"Masalah dengan galaksi yang sangat redup ini adalah mereka memiliki sangat sedikit bintang terang yang biasanya kita gunakan untuk mengidentifikasi mereka dan mengukur jarak mereka," jelas Emily Charles, seorang mahasiswa PhD di University of Surrey yang juga terlibat dalam penelitian ini. "Cermin Gemini 8,1 meter memungkinkan kami menemukan bintang tua yang redup ini serta memungkinkan kami mengukur jarak ke Pegasus V dan menentukan bahwa populasi bintangnya sangat tua."

Konsentrasi kuat bintang-bintang tua yang ditemukan tim di Pegasus V menunjukkan bahwa objek tersebut kemungkinan merupakan fosil galaksi pertama. Jika dibandingkan dengan galaksi redup lainnya di sekitar Andromeda, Pegasus V tampaknya sangat tua dan miskin logam. Hal ini menunjukkan bahwa pembentukan bintangnya memang berhenti sangat awal.

"Kami berharap studi lebih lanjut tentang sifat kimia Pegasus V akan memberikan petunjuk tentang periode paling awal pembentukan bintang di Semesta," tutup Collins.