Satu minggu kemudian, para astronom menemukan galaksi yang lebih dalam pada waktunya

Data dari Teleskop Luar Angkasa Webb baru sampai ke tangan para astronom selama beberapa minggu terakhir, tetapi mereka telah menunggu selama bertahun-tahun, dan sepertinya analisisnya sudah siap. Hasilnya seperti perlombaan kembali ke masa lalu, karena penemuan baru menemukan benda-benda yang terbentuk lebih dekat dengan Big Bang yang menghasilkan alam semesta kita. minggu lalu, Salah satu pencarian ini Sebuah galaksi yang ada muncul kurang dari 400 juta tahun setelah Big Bang. Minggu ini, analisis baru mengungkapkan galaksi yang muncul hanya 233 juta tahun setelah munculnya alam semesta.

Penemuan ini adalah hasil sampingan yang menyenangkan dari pekerjaan yang dirancang untuk menjawab pertanyaan yang lebih umum: Berapa banyak galaksi yang harus kita lihat pada titik waktu yang berbeda setelah Big Bang?

Kembali ke waktu itu

Seperti yang kami laporkan minggu lalu, alam semesta awal tidak tembus cahaya pada panjang gelombang apa pun yang membawa lebih banyak energi daripada yang dibutuhkan untuk mengionisasi hidrogen. Energi ini berada di bagian ultraviolet dari spektrum, tetapi pergeseran merah yang disebabkan oleh perluasan alam semesta selama 13 miliar tahun telah menggeser titik batas ini ke bagian spektrum inframerah. Untuk menemukan galaksi dari waktu ini, kita harus mencari objek yang tidak terlihat pada panjang gelombang inframerah yang lebih pendek (artinya cahaya pernah berada di atas titik potong hidrogen), tetapi muncul dalam panjang gelombang energi yang lebih rendah.

Semakin dalam batas antara terlihat dan tidak terlihat dalam inframerah, semakin kuat pergeseran merah, dan semakin jauh objek. Semakin jauh suatu objek, semakin dekat waktunya dengan Big Bang.

Studi tentang galaksi-galaksi ini dapat memberi tahu kita sesuatu tentang sifat masing-masingnya. Tetapi mengidentifikasi sekelompok besar galaksi awal dapat membantu kita menentukan seberapa cepat mereka terbentuk dan mengidentifikasi setiap perubahan dalam dinamika galaksi yang terjadi pada waktu tertentu di masa lalu alam semesta. Perubahan frekuensi objek yang terlihat dari waktu ke waktu disebut ‘fungsi luminositas’, dan beberapa pekerjaan telah dilakukan untuk menggambarkan fungsi luminositas galaksi awal. Tapi panjang gelombang inframerah dari galaksi pertama diserap oleh atmosfer bumi, dan karena itu harus dicitrakan dari luar angkasa. Ini adalah salah satu tujuan desain Teleskop Webb.

Pekerjaan baru berfokus pada pemeriksaan fungsi luminositas galaksi yang terbentuk tak lama (secara astronomis) setelah Big Bang. Tetapi ketika membuat katalog galaksi awal, para peneliti menemukan apa yang tampak sebagai galaksi tertua yang pernah difoto.

Seleksi Pekerjaan

Para peneliti menggunakan dua sumber data untuk merekonstruksi penampilan galaksi pada titik waktu yang berbeda. Satu diproduksi dengan menganalisis pekerjaan yang dilakukan dengan teleskop inframerah (ESA’s pemandangan teleskop) dan Teleskop Luar Angkasa Spitzer, keduanya mencitrakan galaksi yang relatif lebih tua ketika mereka menghasilkan cahaya yang sekarang mencapai Bumi — sekitar 600 juta tahun atau lebih setelah Big Bang. Data tertanam lainnya yang dihasilkan oleh Webb, termasuk kumpulan data yang dianalisis dalam makalah Laporkan kami Dan daerah itu difilmkan di Rilis gambar publik pertama. Dalam semua kasus, para peneliti mencari hal yang sama: hal-hal yang ada pada panjang gelombang inframerah yang lebih panjang tetapi tidak ada pada yang lebih pendek.

Secara keseluruhan, tim mengidentifikasi 55 galaksi jauh, 44 di antaranya belum pernah diamati sebelumnya. Tiga puluh sembilan di antaranya berasal dari data Web, dan jumlah itu termasuk dua galaksi kuno yang diidentifikasi minggu lalu. Jumlahnya tidak terlalu akurat untuk pergeseran merah yang lebih tinggi, karena hanya didasarkan pada satu atau dua galaksi. Namun secara umum, trennya adalah penurunan bertahap pada objek yang terlihat dalam beberapa ratus juta tahun setelah Big Bang, tanpa perubahan atau pemotongan yang tajam.

Tetapi hal yang menakjubkan adalah bahwa ada data untuk sebuah galaksi pada pergeseran merah yang sangat besar (z = 16,7, bagi mereka yang memahami hal ini). Ini menempatkannya kurang dari 250 juta tahun setelah Big Bang. Jarak ini sebagian bergantung pada fakta bahwa filter panjang gelombang pertama di mana objek tampak sangat redup di sana, menunjukkan bahwa objek tersebut redup pada panjang gelombang yang diizinkan oleh filter. Ini menunjukkan bahwa pemutusan cahaya yang diinduksi hidrogen berada di dekat tepi pita filter.

Seperti galaksi jauh yang dijelaskan minggu lalu, galaksi ini juga tampaknya memiliki materi yang setara dengan satu miliar matahari dalam bentuk bintang. Para peneliti memperkirakan bahwa itu mungkin mulai membentuk bintang 120 juta tahun setelah Big Bang, dan tentu saja terjadi pada 220 juta tahun yang lalu.

Para peneliti cukup yakin bahwa galaksi baru ini adalah penemuan nyata: “Setelah penelitian ekstensif, saat ini kami tidak dapat menemukan penjelasan yang masuk akal untuk objek ini, selain galaksi pergeseran merah baru.” Dan dengan menambahkan konfirmasi independen kedua dari penemuan galaksi sebelumnya, itu sangat meningkatkan kepercayaan kita pada penemuan tersebut. Semua ini menunjukkan bahwa teleskop baru memenuhi janji, setidaknya dalam hal galaksi awal.

Pertanyaan besarnya sekarang adalah apa yang akan muncul ketika mereka diarahkan ke wilayah dengan lensa tinggi, yang mungkin dapat memperbesar objek ke titik di mana kita dapat membayangkan struktur dalam galaksi awal ini. Kami mungkin sudah melakukannya, tetapi kami harus menunggu deskripsi muncul di file arXiv.

file arXiv. Nomor abstrak: 2207.12356 (Tentang arXiv).