Teleskop Webb secara mengejutkan mengamati galaksi-galaksi masif dari alam semesta awal

(CNN) Para astronom telah menggunakan Teleskop Antariksa James Webb untuk melihat ke masa lalu ke masa-masa awal alam semesta – dan mereka telah menemukan sesuatu yang tidak terduga.

Observatorium luar angkasa telah mengungkapkan enam galaksi masif yang ada antara 500 juta dan 700 juta tahun setelah Big Bang yang menciptakan alam semesta. Penemuan ini benar-benar menjungkirbalikkan teori yang ada tentang asal usul galaksi, menurut sebuah studi baru yang diterbitkan Rabu di jurnal Science. alam.

“Benda-benda ini jauh lebih masif dari yang diperkirakan siapa pun,” kata rekan penulis studi Joel Lega, asisten profesor astronomi dan astrofisika di Penn State, dalam sebuah pernyataan. “Kami hanya berharap untuk menemukan galaksi muda pada saat ini, tetapi kami menemukan galaksi dewasa seperti milik kami di tempat yang sebelumnya dipahami sebagai awal alam semesta.”

Teleskop mengamati alam semesta dalam cahaya inframerah, yang tidak terlihat oleh mata manusia, dan mampu mendeteksi cahaya redup dari bintang dan galaksi kuno. Dengan melihat ke alam semesta yang jauh, observatorium pada dasarnya dapat melihat kembali sekitar 13,5 miliar tahun yang lalu. (Para ilmuwan telah menentukan bahwa alam semesta berusia sekitar 13,7 miliar tahun.)

“Pengungkapan bahwa pembentukan galaksi masif dimulai begitu awal dalam sejarah alam semesta menjungkirbalikkan apa yang banyak dari kita anggap sebagai sains yang mapan,” kata Lega. “Kami secara informal menyebut makhluk ini Penghancur Alam Semesta — dan mereka tetap setia pada nama mereka sampai sekarang.”

Galaksi sangat masif sehingga bertentangan dengan 99% model yang mewakili galaksi awal di alam semesta, yang berarti para ilmuwan perlu memikirkan kembali bagaimana galaksi terbentuk dan berevolusi. Teori saat ini menunjukkan bahwa galaksi dimulai sebagai awan kecil bintang dan debu yang tumbuh seiring waktu.

“Kami melihat alam semesta paling awal untuk pertama kalinya dan tidak tahu apa yang akan kami temukan,” kata Lega. “Ternyata kami menemukan sesuatu yang sangat tidak terduga sehingga benar-benar menimbulkan masalah bagi sains. Ini mempertanyakan gambaran keseluruhan pembentukan galaksi awal.”

Eksplorasi galaksi awal

Leja dan rekannya mulai menganalisis data Webb bersama Gambar beresolusi tinggi pertama dari teleskop, setelah dirilis pada bulan Juli. Galaksi muncul sebagai titik cahaya yang besar, dan tim terkejut melihatnya – mereka sangat terkejut, mereka mengira telah membuat kesalahan dalam menafsirkan data.

“Ketika kami mendapatkan datanya, semua orang baru mulai menyelami dan hal-hal besar ini muncul dengan sangat cepat,” kata Lega. “Kami mulai melakukan pemodelan dan mencoba mencari tahu apa itu, karena itu sangat besar dan cerah. Pikiran pertama saya adalah bahwa kami membuat kesalahan dan kami akan menemukannya dan melanjutkan hidup kami. Tapi kami baru saja melakukannya tidak menemukan kesalahan itu, meski sudah banyak mencoba.”

Salah satu cara untuk menentukan mengapa galaksi tumbuh begitu cepat, kata Lega, adalah dengan mengambil gambar spektroskopi galaksi, yang melibatkan pemisahan cahaya menjadi panjang gelombang yang berbeda untuk mengidentifikasi elemen yang berbeda, serta menentukan jarak sebenarnya dari galaksi. Data spektroskopi akan memberikan tampilan galaksi yang lebih detail dan ukurannya yang mengesankan.

“Spektrum akan segera memberi tahu kita apakah hal-hal ini nyata atau tidak,” kata Lega. “Ini akan menunjukkan kepada kita seberapa besar mereka, seberapa jauh mereka. Yang lucu adalah kami memiliki semua hal yang kami harap dapat dipelajari dari James Webb dan ini tidak ada di bagian atas daftar. Kami menemukan sesuatu yang kami tidak pernah berpikir untuk menanyakan alam semesta – dan itu terjadi jauh lebih cepat daripada yang saya kira.” Saya membayangkan, tapi ini dia.”

Mungkin juga galaksi yang diidentifikasi dengan data Webb bisa menjadi sesuatu yang sama sekali berbeda.

“Ini adalah pandangan retrospektif pertama sejauh ini, jadi penting bagi kita untuk membuka pikiran tentang apa yang kita lihat,” kata Lega. “Sementara data menunjukkan bahwa mereka adalah galaksi potensial, saya pikir ada kemungkinan yang sangat nyata bahwa beberapa objek ini berubah menjadi lubang hitam supermasif. Terlepas dari itu, jumlah massa yang kami deteksi berarti bahwa massa yang diketahui di bintang-bintang pada periode alam semesta kita ini hingga 100 kali lebih besar.” kali dari yang kami duga sebelumnya. Bahkan jika kami memotong sampel menjadi dua, itu masih merupakan perubahan yang luar biasa.”