Galaksi di Alam Semesta Bayi Sangat Dewasa

Galaksi di Alam Semesta Bayi Sangat Dewasa


Galaksi masif sudah jauh lebih matang di alam semesta awal daripada yang diperkirakan sebelumnya. Hal ini ditunjukkan oleh tim astronom internasional yang mempelajari 118 galaksi jauh dengan Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA).

Kebanyakan galaksi terbentuk saat alam semesta masih sangat muda. Galaksi kita sendiri, misalnya, kemungkinan besar mulai terbentuk 13,6 miliar tahun yang lalu, di alam semesta kita yang berusia 13,8 miliar tahun. Ketika alam semesta hanya sepuluh persen dari usianya saat ini (1-1,5 miliar tahun setelah Big Bang), sebagian besar galaksi mengalami “percepatan pertumbuhan”. Selama waktu ini, mereka membangun sebagian besar massa bintang dan sifat lainnya, seperti debu, kandungan unsur berat, dan bentuk cakram spiral, yang kita lihat di galaksi saat ini. Oleh karena itu, jika kita ingin mempelajari bagaimana galaksi seperti Bima Sakti kita terbentuk, penting untuk mempelajari zaman ini.

Dalam survei yang disebut ALPINE (Program Besar ALMA untuk Menyelidiki C + di Masa Dini), tim astronom internasional mempelajari 118 galaksi yang mengalami “percepatan pertumbuhan” seperti itu di awal alam semesta. “Yang mengejutkan kami, banyak dari mereka jauh lebih dewasa dari yang kami perkirakan,” kata Andreas Faisst dari Infrared Processing and Analysis Center (IPAC) di California Institute of Technology (Caltech).

Galaksi dianggap lebih “dewasa” daripada “primordial” jika mengandung banyak debu dan unsur berat. “Kami tidak menyangka akan melihat begitu banyak debu dan elemen berat di galaksi yang jauh ini,” kata Faisst. Debu dan unsur berat (didefinisikan oleh para astronom sebagai semua unsur yang lebih berat dari hidrogen dan helium) dianggap sebagai produk sampingan dari bintang yang sekarat. Tetapi galaksi di alam semesta awal belum memiliki banyak waktu untuk membangun bintang, jadi para astronom juga tidak berharap untuk melihat banyak debu atau unsur berat di sana.

“Dari penelitian sebelumnya, kami memahami bahwa galaksi muda seperti itu miskin debu,” kata Daniel Schaerer dari Universitas Jenewa di Swiss. “Namun, kami menemukan sekitar 20 persen galaksi yang berkumpul selama periode awal ini sudah sangat berdebu dan sebagian besar sinar ultraviolet dari bintang yang baru lahir sudah tersembunyi oleh debu ini,” tambahnya.

Banyak galaksi juga dianggap relatif dewasa karena menunjukkan keragaman strukturnya, termasuk tanda pertama cakram yang didukung secara rotasi – yang kemudian dapat mengarah ke galaksi dengan struktur spiral seperti yang diamati di galaksi seperti Bima Sakti kita. Cara. Para astronom umumnya menduga galaksi di alam semesta awal terlihat seperti bangkai kereta api karena sering bertabrakan. “Kami melihat banyak galaksi yang bertabrakan, tetapi kami juga melihat beberapa di antaranya berputar secara teratur tanpa tanda-tanda tabrakan,” kata John Silverman dari Institut Fisika dan Matematika Alam Semesta Kavli di Jepang.

ALMA telah menemukan galaksi yang sangat jauh sebelumnya, seperti MAMBO-9 (galaksi yang sangat berdebu) dan Wolfe Disk (galaksi dengan piringan yang berputar). Tetapi sulit untuk mengatakan apakah penemuan ini unik, atau apakah ada lebih banyak galaksi seperti mereka di luar sana. ALPINE adalah survei pertama yang memungkinkan para astronom mempelajari sejumlah besar galaksi di awal alam semesta, dan itu menunjukkan bahwa mereka mungkin berevolusi lebih cepat dari yang diharapkan. Tetapi para ilmuwan belum memahami bagaimana galaksi-galaksi ini tumbuh begitu cepat, dan mengapa beberapa di antaranya sudah memiliki cakram yang berputar.

Pengamatan dari ALMA sangat penting untuk penelitian ini karena teleskop radio dapat melihat formasi bintang yang tersembunyi oleh debu dan melacak pergerakan gas yang dipancarkan dari daerah pembentuk bintang. Survei galaksi di alam semesta awal biasanya menggunakan teleskop optik dan inframerah. Ini memungkinkan pengukuran formasi bintang yang tidak tertutup dan massa bintang. Namun, teleskop ini mengalami kesulitan untuk mengukur daerah yang dikaburkan oleh debu, tempat terbentuknya bintang, atau pergerakan gas di galaksi ini. Dan terkadang mereka tidak melihat galaksi sama sekali. “Dengan ALMA kami menemukan beberapa galaksi jauh untuk pertama kalinya. Kami menyebut ini Hubble-gelap karena tidak dapat dideteksi bahkan dengan teleskop Hubble, ”kata Lin Yan dari Caltech.

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang galaksi jauh, para astronom ingin mengarahkan ALMA ke masing-masing galaksi untuk waktu yang lebih lama. “Kami ingin melihat dengan tepat di mana debu itu dan bagaimana gas bergerak. Kami juga ingin membandingkan galaksi berdebu dengan galaksi lain pada jarak yang sama dan mencari tahu apakah mungkin ada sesuatu yang istimewa tentang lingkungan mereka, ”tambah Paolo Cassata dari Universitas Padua di Italia, sebelumnya di Universidad de Valparaíso di Chili.

ALPINE adalah survei multi-panjang gelombang galaksi pertama dan terbesar di alam semesta awal. Untuk sampel besar galaksi, tim mengumpulkan pengukuran di optik (termasuk Subaru, VISTA, Hubble, Keck dan VLT), inframerah (Spitzer), dan radio (ALMA). Studi multi-panjang gelombang diperlukan untuk mendapatkan gambaran lengkap tentang bagaimana galaksi dibangun. “Survei yang begitu besar dan kompleks hanya dimungkinkan berkat kerja sama antara banyak lembaga di seluruh dunia,” kata Matthieu Béthermin dari Laboratoire d’Astrophysique de Marseille di Prancis.

National Radio Astronomy Observatory adalah fasilitas dari National Science Foundation, yang dioperasikan di bawah persetujuan kerja sama oleh Associated Universities, Inc.

# # #

Daftar publikasi ALPINE hingga saat ini dapat ditemukan di sini: http://alpine.ipac.caltech.edu/#publications

Semua makalah ALPINE didedikasikan untuk mengenang Olivier Le Fèvre, Penyelidik Utama ALPINE.

Co-Principal Investigator dari ALPINE adalah:
– Andreas Faisst, Caltech / IPAC, AS
– Lin Yan, Caltech, AS
– Peter Capak, Caltech / IPAC, AS
– John Silverman, Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe, Jepang
– Matthieu Béthermin, Laboratorium Astrofisika Marseille, Prancis
– Paolo Cassata, Universitas Padua, Italia
– Daniel Schaerer, Universitas Jenewa, Swiss

The Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), fasilitas astronomi internasional, merupakan kemitraan dari Organisasi Eropa untuk Penelitian Astronomi di Belahan Bumi Selatan (ESO), US National Science Foundation (NSF) dan National Institutes of Natural Sciences ( NINS) Jepang bekerja sama dengan Republik Chili. ALMA didanai oleh ESO atas nama Negara Anggotanya, oleh NSF bekerja sama dengan National Research Council of Canada (NRC) dan Kementerian Sains dan Teknologi (MOST) dan oleh NINS bekerja sama dengan Academia Sinica (AS) di Taiwan dan Institut Ilmu Astronomi dan Luar Angkasa Korea (KASI).

Konstruksi dan pengoperasian ALMA dipimpin oleh ESO atas nama Negara Anggotanya; oleh National Radio Astronomy Observatory (NRAO), dikelola oleh Associated Universities, Inc. (AUI), atas nama Amerika Utara; dan oleh National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) atas nama Asia Timur. Joint ALMA Observatory (JAO) menyediakan kepemimpinan dan manajemen terpadu dari konstruksi, komisioning, dan pengoperasian ALMA.


Diposting Oleh : https://singaporeprize.co/

About the author