Ternyata, Struktur Galaksi di Alam Semesta Awal Jauh Lebih Beragam

Wawan Setiawan - Kamis, 12 Januari 2023 | 12:00 WIB

Unsplash/CC0 Public Domain

Alam semesta luas menyimpan banyak hal yang belum kita ketahui. Teleskop James Webb hadir membawa perubahan dalam mengungkap misteri alam semesta.

Nationalgeographic.co.id—Masih membahas seputar data menakjubkan yang telah ditangkap oleh Teleskop Luar Angkasa James Webb, di mana telah membuat para ilmuwan kagum dan antusias dalam mengungkap segala hal tentang pembentukan bintang, juga evolusi galaksi, baik galaksi yang jauh maupun dekat.

Kali ini, data baru dari James Webb Space Telescope (JWST) mengungkapkan bahwa struktur galaksi di alam semesta awal jauh lebih beragam dan matang daripada yang diketahui sebelumnya. Para ilmuwan membandingkan gambar ratusan galaksi yang diambil oleh JWST untuk Survei Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS).

Gambar-gambar tersebut juga terkait dengan gambar yang sebelumnya diambil oleh Teleskop Luar Angkasa Hubble. Mereka lalu mempresentasikan hasilnya pada pertemuan ke-241 American Astronomical Society.

Studi tersebut meneliti 850 galaksi pada pergeseran merah z tiga hingga sembilan, atau sekitar 11-13 miliar tahun yang lalu.

Associate Professor Jeyhan Kartaltepe dari Rochester Institute of Technology's School of Physics and Astronomy mengatakan bahwa kemampuan JWST untuk melihat pergeseran merah tinggi galaksi yang samar dalam detail yang lebih tajam daripada Hubble memungkinkan tim peneliti untuk menyelesaikan lebih banyak fitur dan melihat campuran galaksi yang luas, termasuk banyak fitur seperti disk dan komponen spheroidal.

NASA/STScI/CEERS/TACC/S. Finkelstein/M. Bagley/J. Kartaltepe

Gambar ini sebuah mozaik dari 690 bingkai individu yang diambil dengan Near Infrared Camera (NIRCam) pada James Webb Space Telescope. Meliputi area langit sekitar delapan kali lebih besar dari First Deep Field Image Webb yang dirilis pada 12 Juli. Ini berisi beberapa contoh galaksi pergeseran merah tinggi dengan berbagai morfologi.

“Ada penelitian sebelumnya yang menekankan bahwa kita melihat banyak galaksi dengan cakram pada pergeseran merah tinggi, yang memang benar. Tetapi dalam penelitian ini kita juga melihat banyak galaksi dengan struktur lain, seperti spheroid dan bentuk tidak beraturan, seperti yang kita lakukan di pergeseran merah lebih rendah," kata Kartaltepe, penulis utama studi ini dan peneliti bersama CEERS. "Ini berarti bahwa bahkan pada pergeseran merah yang tinggi ini, galaksi sudah cukup berevolusi dan memiliki struktur yang luas."

Hasil penelitian ini telah diposting ke ArXiv dan diterima untuk dipublikasikan di The Astrophysical Journal dengan judul “CEERS Key Paper IV: The Diversity of Galaxy Structure and Morphology at z=3-9 with JWST.”

NASA, CEERS team

Teleskop Luar Angkasa James Webb akan memberi para ilmuwan tingkat detail baru dalam studi tentang struktur galaksi. Gambar berdampingan ini membandingkan resolusi galaksi jauh yang dicitrakan oleh Teleskop Luar Angkasa Spitzer dalam inframerah-dekat, kiri, dengan gambar simulasi dari teleskop Webb.

Studi ini menunjukkan kemajuan JWST dalam cakupan kedalaman, resolusi, dan panjang gelombang dibandingkan dengan Hubble. Dari 850 galaksi yang digunakan dalam penelitian yang sebelumnya diidentifikasi oleh Hubble, 488 diklasifikasi ulang dengan morfologi yang berbeda setelah ditampilkan lebih detail dengan JWST.

Kartaltepe mengatakan para ilmuwan baru saja mulai menuai manfaat dari kemampuan JWST yang mengesankan dan bersemangat dengan apa yang akan diungkapkan oleh data yang akan datang.

"Ini memberitahu kita bahwa kita belum tahu kapan struktur galaksi paling awal terbentuk," kata Kartaltepe. "Kami belum melihat galaksi pertama dengan cakram. Kami harus memeriksa lebih banyak galaksi pada pergeseran merah yang lebih tinggi untuk benar-benar mengukur kapan fitur seperti cakram dapat terbentuk."

Studi ini menggunakan kumpulan data awal yang ditangkap oleh CEERS ketika JWST pertama kali online pada bulan Juni, tetapi survei tersebut telah menangkap total 60 jam pengamatan, berpotensi menyediakan ribuan galaksi pergeseran merah tinggi untuk dijelajahi lebih lanjut.

Kartaltepe mengatakan COSMOS-Web, program Pengamat Umum terbesar yang dipilih untuk tahun pertama JWST, akan memberikan sampel yang lebih besar melalui waktu pengamatan 255 jam dengan teleskop. COSMOS-Web memulai kampanye pengamatannya bulan ini.

Beberapa kolaborator Kartaltepe dalam penelitian ini adalah mahasiswa RIT, termasuk siswa Ph.D. ilmu astrofisika dan teknologi Caitlin Rose, Brittany Vanderhoof, dan Isabella Cox; siswa Ph.D. ilmu pencitraan James Liu; dan mahasiswa fisika sarjana Jayse Petersen.