Di galaksi jauh dan jauh yang disebut MACS1149-JD1, terletak 13,28 miliar tahun cahaya, para astronom telah menemukan oksigen, yang menurut mereka dapat muncul di sana hanya 500 juta tahun setelah Big Bang. Ilmuwan yang menulis artikel tentang penemuan itu di jurnal Nature mengatakan bahwa itu adalah penemuan oksigen paling awal dalam skala usia Semesta. Apalagi galaksi yang ditemukan oleh para peneliti ini menjadi galaksi terjauh dengan jarak yang ditentukan secara andal. Model menunjukkan bahwa bintang pertama mulai terbentuk di dalamnya lebih dari 13,5 miliar tahun yang lalu.
Setelah Big Bang, proses kompleks terjadi di Alam Semesta - quark pertama, hadron dan partikel subatomik lainnya lahir, dan setelah mereka atom pertama muncul, yang menjadi bagian dari materi bintang primer. Ketika rekombinasi hidrogen terjadi dan alam semesta mulai mendingin, ia jatuh ke dalam "zaman kegelapan". Pada saat itu, bintang pertama belum menyala dan quasar belum lahir - inti galaksi aktif dengan lubang hitam supermasif di dalamnya. Era ini berakhir dengan "fajar kosmik" - kemunculan galaksi kuno yang kita daftarkan hari ini. Pencarian mereka penting untuk menentukan bagaimana evolusi alam semesta dan unsur kimia dasar terjadi.
Tim astronom internasional yang dipimpin oleh Takuya Hashimoto dari Universitas Sanyo di Osaka mengamati galaksi yang sangat jauh MACS1149-JD1 dengan teleskop ALMA dan menemukan cahaya yang sangat redup dari oksigen terionisasi. Karena perluasan alam semesta, panjang gelombang radiasi infra merah awalnya telah meningkat lebih dari sepuluh kali lipat selama perjalanannya di luar angkasa. Pergeseran merah sumber menunjukkan bahwa sinyal yang direkam oleh para ilmuwan dipancarkan 13,3 miliar tahun yang lalu, atau hanya 500 juta tahun setelah Big Bang. Ini adalah jarak terjauh yang pernah tercatat untuk oksigen, dan keberadaannya menunjukkan bahwa bintang-bintang generasi sebelumnya juga pasti ada di galaksi ini.
Selain emisi oksigen yang tercatat di ALMA, para peneliti juga melihat emisi hidrogen yang lebih lemah dengan VLT. Jarak ke galaksi yang ditentukan dari pengamatan ini konsisten dengan yang diperoleh dari garis oksigen. Dengan demikian, MACS1149-JD1 ternyata adalah galaksi terjauh dengan jarak yang ditentukan secara andal dan galaksi terjauh yang pernah diamati di ALMA atau VLT.
Gambar pertama yang diperbesar menunjukkan galaksi MACS1149-JD1 mana yang dilihat oleh VLT ESO; yang kedua adalah bagaimana Teleskop Luar Angkasa Hubble melihat galaksi ini. Garis putih menunjukkan zona oksigen terionisasi yang terlihat oleh teleskop ALMA.
“Kita melihat galaksi ini di era ketika alam semesta baru berusia 500 juta tahun - dan ternyata pada saat itu ia sudah dihuni oleh bintang-bintang dewasa,” jelas Nicolas Laporte, penulis kedua artikel tersebut.
"Kita dapat menggunakan galaksi ini untuk menyelidiki periode sebelumnya yang sama sekali tidak diketahui dalam sejarah antariksa."
Untuk beberapa waktu setelah Big Bang, tidak ada oksigen di Alam Semesta: ia muncul sebagai hasil dari proses fusi di perut bintang-bintang pertama dan kemudian, ketika ledakan supernova terjadi, ia tersebar di luar angkasa. Pendaftaran oksigen di MACS1149-JD1 menunjukkan bahwa hanya 500 juta tahun setelah dimulainya alam semesta, bintang-bintang generasi awal ini telah terbentuk dan berhasil menghasilkan oksigen yang cukup. Untuk mengetahui kapan tokoh-tokoh pertama mulai muncul, para peneliti merekonstruksi sejarah awal MACS1149-JD1 dari data inframerah yang diperoleh teleskop Hubble dan Spitzer. Ternyata, kecerahan yang diamati dari galaksi dijelaskan dengan baik oleh model di mana awal pembentukan bintang berasal dari zaman hanya 250 juta tahun setelah Big Bang. Apalagi, hari ini diyakinibahwa "zaman kegelapan" datang 377 juta tahun setelah kelahiran alam semesta - dengan kata lain, MACS1149-JD1 mulai terbentuk di era rekombinasi.
Video promosi:
Jadi, MACS1149-JD1 membuat para ilmuwan bertanya-tanya kapan galaksi pertama kali berasal. Usia benda yang mereka temukan menunjukkan bahwa benda-benda itu sudah ada jauh sebelum zaman di mana kita sekarang dapat mendaftarkannya.
Di masa lalu, oksigen terjauh ditemukan di galaksi yang lahir 700 juta tahun setelah Big Bang. Jumlahnya, menurut perkiraan peneliti, ternyata sekitar sepuluh kali lebih sedikit dari jumlah oksigen yang diamati di Matahari.
Nikolay Khizhnyak
