Mengejutkan, Penggabungan Galaksi Ini Belum Pernah Terjadi Sebelumnya

Menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb untuk melihat ke masa lalu di alam semesta awal, para astronom menemukan kejutan. Mereka menemukan sekelompok galaksi bergabung bersama di sekitar quasar merah langka di dalam lubang hitam besar. Temuan ini dilakukan oleh Universitas Johns Hopkins dan tim internasional. Temuan ini menawarkan kesempatan yang belum pernah terjadi sebelumnya untuk mengamati bagaimana miliaran tahun yang lalu galaksi bergabung menjadi alam semesta modern.

"Kami pikir sesuatu yang dramatis akan terjadi dalam sistem ini," kata rekan penulis Andrey Vayner, seorang rekan postdoctoral Johns Hopkins yang mempelajari evolusi galaksi. "Galaksi berada pada saat yang sempurna dalam masa hidupnya, akan berubah dan terlihat sangat berbeda dalam beberapa miliar tahun."

Temuan ini sedang dicetak dan akan diterbitkan di Astrophysical Journal Letters. Namun saat ini sudah tersedia di basis data arXiv.

Teleskop Luar Angkasa James Webb, diluncurkan Desember lalu oleh NASA, Badan Antariksa Eropa, dan Badan Antariksa Kanada. Ini adalah teleskop terbesar dan paling kuat yang pernah dikirim ke luar angkasa. Pengamatan umum awalnya terungkap pada bulan Juli. Tetapi citra quasar ini adalah salah satu dari hanya 13 proyek "tampilan awal" yang dipilih melalui kompetisi global yang sangat kompetitif. Ini untuk memutuskan ke mana teleskop diarahkan selama bulan-bulan pertama operasinya.

Meskipun pengamatan sebelumnya oleh NASA/ESA Hubble Space Telescope dan instrumen Near-Infrared Integral Field Spectrometer pada teleskop Gemini-North menunjukkan quasar dan mengisyaratkan kemungkinan sebuah galaksi dalam transisi. Namun, tidak ada yang curiga dengan pencitraan tajam Webb. Mereka melihat beberapa galaksi, setidaknya tiga, berputar-putar di wilayah itu.

"Dengan gambar sebelumnya kami pikir kami melihat petunjuk bahwa galaksi itu mungkin berinteraksi dengan galaksi lain di jalur penggabungan karena bentuknya terdistorsi dalam prosesnya dan kami pikir kami mungkin melihatnya," kata penyelidik utama Nadia L. Zakamska, astrofisikawan Johns Hopkins yang membantu menyusun proyek pada tahun 2017 dengan postdoc Johns Hopkins saat itu Dominika Wylezalek, yang sekarang menjadi pemimpin kelompok di Universitas Heidelberg. "Tapi setelah kami mendapatkan data Webb, saya seperti, 'Saya tidak tahu apa yang kami lihat di sini, apa semua ini!' Kami menghabiskan beberapa minggu hanya menatap dan menatap gambar-gambar ini."

Webb mengungkapkan setidaknya tiga galaksi bergerak sangat cepat, menunjukkan sejumlah besar massa hadir. Tim percaya ini bisa menjadi salah satu area pembentukan galaksi terpadat yang diketahui di alam semesta awal.

Karena cahaya membutuhkan waktu untuk mencapai kita. Ketika kita melihat objek seperti ini di wilayah yang sangat jauh di alam semesta, kita melihat cahaya yang dipancarkan sekitar 11,5 miliar tahun yang lalu, atau dari tahap awal evolusi alam semesta. Kawanan galaksi besar-besaran seperti ini kemungkinan umum terjadi saat itu, kata Zakamska.

"Ini benar-benar akan mengubah pemahaman kita tentang objek ini," kata Vayner, yang berperan penting dalam mengadaptasi data mentah Webb untuk analisis ilmiah.

Quasar yang sangat terang, didorong oleh apa yang disebut Zakamska sebagai lubang hitam "monster" di pusat pusaran galaksi, adalah quasar "sangat merah" yang langka, berusia sekitar 11,5 miliar tahun dan salah satu yang paling kuat yang pernah dilihat dari jarak tersebut. Ini pada dasarnya adalah lubang hitam dalam formasi, kata Vayner, memakan gas di sekitarnya dan tumbuh dalam massa. Awan debu dan gas di antara Bumi dan gas bercahaya di dekat lubang hitam itu membuat quasar tampak merah.

Tim sudah mengerjakan pengamatan lanjutan ke dalam gugus galaksi yang tidak terduga ini. Mereka berharap untuk lebih memahami bagaimana gugus galaksi yang padat dan kacau terbentuk, dan bagaimana ia dipengaruhi oleh lubang hitam supermasif di intinya.

"Apa yang Anda lihat di sini hanyalah sebagian kecil dari apa yang ada di kumpulan data," kata Zakamska. "Terlalu banyak yang terjadi di sini, jadi pertama-tama kami menyoroti apa yang sebenarnya merupakan kejutan terbesar. Setiap gumpalan di sini adalah galaksi bayi yang bergabung ke galaksi induk ini dan warnanya memiliki kecepatan yang berbeda. Semuanya bergerak dengan cara yang sangat rumit. Mulai saat ini, kami akan mulai menguraikan gerakan itu."