Protocluster SPT2349-56, Struktur Paling Masif di Alam Semesta Awal

Kredit: NRAO/AUI/NSF; S. Dagnello

Mengintip miliaran tahun cahaya ke masa lalu ketika alam semesta baru berusia sekitar 10% dari usianya saat ini, para astronom telah menemukan tumpukan raksasa kosmik yang terdiri dari 14 galaksi starburst muda yang menyatu untuk membentuk salah satu struktur paling masif di alam semesta.

Menggunakan beberapa teleskop paling kuat saat ini, tim astronom internasional dari berbagai negara telah mengamati konsentrasi padat galaksi yang saling mengarah satu sama lain.

Pada akhirnya, megamerger akan membentuk sebuah gugus galaksi yang terikat secara gravitasi oleh materi gelap tak kasat mata.

Tahap penyatuan yang disebut protocluster ini dianggap sebagai penemuan yang sangat luar biasa.

“Mengamati sebuah gugus galaksi masif dalam tahap formasi yang penuh gejolak semacam itu benar-benar penemuan spektakuler,” ungkap astrofisikawan Scott Chapman dari Universitas Dalhousie, salah satu penulis makalah ilmiah yang telah dipublikasikan di jurnal Nature.

“Tetapi fakta bahwa fenomena berlangsung begitu awal dalam sejarah kosmos, adalah tantangan berat bagi pengetahuan kita saat ini terkait bagaimana struktur masif terbentuk di alam semesta.”

14 galaksi di protocluster SPT2349-56 yang dicitrakan oleh ALMA.
Kredit: ALMA; ESO/NAOJ/NRAO; B. Saxton, NRAO/AUI/NSF

Protocluster yang diberi kode SPT2349-56 terletak 12,4 miliar tahun cahaya dari Bumi, dihuni oleh galaksi-galaksi berdebu yang memproduksi bintang 1.000 kali lebih cepat daripada Bima Sakti. Namun protocluster hanya menempati volume ruang tiga kali lebih luas daripada seluruh galaksi kita.

Protocluster adalah struktur yang sangat langka, SPT2349-56 adalah satu dari dua protocluster yang pernah ditemukan.

Satu tim astronom lain juga telah mempublikasikan penemuan protocluster sejenis di arXiv dan The Astrophysical Journal, yaitu 10 galaksi starburst berdebu dari alam semesta awal yang diberi nama Dusty Red Core.

Para astronom dapat mengungkap penemuan segala macam objek kosmik yang terbentuk pada awal alam semesta, seperti bintang, galaksi dan gugus galaksi, tetapi ukuran dan komposisi protocluster masih tetap misterius.

“Usia hidup bintang di galaksi starburst berdebu relatif pendek, karena mereka mengkonsumsi molekul gas pada tingkat yang luar biasa,” jelas rekan penulis makalah ilmiah Iván Oteo dari Universitas Edinburgh.

“Kapan dan di mana saja, galaksi starburst berdebu adalah minoritas di alam semesta. Jadi menemukan mereka dalam jumlah yang sangat banyak secara bersamaan justru sangat membingungkan.”

Menurut model kosmos yang diyakini oleh para astronom, alam semesta setelah Big Bang masih gelap untuk sementara waktu. Baru sekitar 1 miliar tahun kemudian, seluruh alam semesta mengalami ionisasi dan mulai transparan sehingga galaksi-galaksi generasi pertama dapat diamati.

Gugus galaksi ini muncul sekitar 1,4 miliar tahun setelah Big Bang. Berdasarkan prediksi model evolusi kosmos, gugus galaksi seharusnya membutuhkan waktu lebih lama untuk berevolusi.

“Bagaimana ikatan galaksi ini berkembang begitu cepat adalah sebuah misteri,” ujar Tim Miller dari Universitas Yale, penulis utama makalah ilmiah yang telah dipublikasikan di jurnal Nature.

“Protocluster SPT2349-56 tidak terbentuk secara bertahap selama miliaran tahun sebagaimana perkiraan para astronom. Penemuan ini memberikan peluang besar untuk mempelajari bagaimana galaksi-galaksi masif bersatu untuk membangun gugus galaksi raksasa.”

Kredit: ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Miller dkk.

SPT2349-56 pertama kali diamati sebagai bercak cahaya redup yang dicitrakan oleh South Pole Telescope pada tahun 2010, dan dianggap cukup unik untuk menjamin studi tindak lanjut menggunakan teleskop yang lebih kuat.

Atacama Large Millimeter Array (ALMA) dan Atacama Pathfinder Experiment  (APEX) besutan ESO selanjutnya digunakan untuk mengambil gambar objek dalam resolusi yang lebih tinggi untuk mengungkap lebih banyak detail.

Obek kosmik di alam semesta awal terlalu redup untuk dipelajari oleh teleskop, jadi tidak menutup kemungkinan ada lebih banyak protocluster di luar sana, menurut para peneliti.

“Penemuan ALMA hanyalah puncak gunung es. Observasi tambahan menggunakan APEX menunjukkan jumlah galaksi starburst yang mungkin tiga kali lebih banyak," pungkas astronom Carlos De Breuck dari ESO.

“Observasi yang sedang berlangsung menggunakan instrumen MUSE di Very Large Telescope (VLT) ESO diharapkan mengidentifikasi eksistensi galaksi tambahan.”

Ditulis oleh: Michelle Starr, www.sciencealert.com

Sumber: This Megamerger of 14 Galaxies Could Become The Most Massive

#terimakasihgoogle