Galaksi 'Dead' yang memecahkan rekor ditemukan oleh JWST hidup cepat dan mati muda di alam semesta awal
Menggunakan James Webb Space Telescope (JWST), para astronom telah menemukan galaksi “mati” yang paling jauh (dan dengan demikian paling awal) hingga saat ini. Penemuan ini menunjukkan bahwa galaksi “sekarat” jauh lebih awal di alam semesta daripada yang diyakini sebelumnya.
“Kematian” untuk galaksi mengacu pada pelambatan, atau bahkan berhenti, dari pembentukan bintang yang intens, yang menghentikan galaksi tumbuh. Galaksi mati semacam itu lebih formal disebut sebagai “diam,” atau “padam.” Galaksi awal mati yang dilihat oleh JWST telah disebut sebagai galaksi “merah dan mati” karena kurangnya bintang -bintang biru muda panas yang besar dan banyaknya bintang merah kecil tua mereka. Mereka juga dijuluki “titik merah kecil” karena penampilan mereka dalam gambar JWST.
Cahaya dari galaksi yang memecahkan rekor baru ini, yang ditunjuk Rubies-uds-QG-Z7, telah melakukan perjalanan ke kami selama 13 miliar tahun, yang berarti JWST melihatnya karena hanya 700 juta tahun setelahnya Big Bang. Itu menjadikannya galaksi pertama yang disebut galaksi (MQG) yang terlihat pada masa pertumbuhan alam semesta berusia 13,8 miliar yang berusia 13,8 miliar.
“Kami menemukan galaksi yang membentuk 15 miliar kali massa matahari di bintang -bintang dan kemudian berhenti membentuk bintang sebelum alam semesta baru berusia 700 juta tahun,” kata anggota tim Andrea Weibel dari University of Geneva (Unige) Departemen Astronomi kepada Space.com. “Ini menjadikan Rubies-Us-QG-Z7 galaksi diam besar yang paling jauh yang diketahui hingga saat ini.”
Penemuan ini dapat menantang model kami tentang bagaimana galaksi berkembang – dan akhirnya berhenti tumbuh – karena penghentian kelahiran bintang.
“Pengamatan ini menyiratkan bahwa beberapa galaksi telah berhenti membentuk bintang ketika alam semesta baru berusia 700 juta tahun,” kata Weibel. “Sejauh ini, model dan simulasi mengandung sangat sedikit objek seperti itu, lebih dari 100 kali lebih sedikit dari keberadaan Rubi-Uds-QG-Z7 menunjukkan. Ini berarti bahwa proses fisik dan mekanisme yang mengatur pembentukan bintang dan penghentiannya di galaksi di alam semesta awal mungkin harus ditinjau kembali.”
Hidup cepat; mati muda.
Galaksi diam segera terjadi di sekitar Bima Sakti. Itu diharapkan karena semakin jauh kita melihat, semakin jauh ke masa lalu kita bepergian. Dengan demikian, galaksi masif lokal memiliki banyak waktu untuk mulai membentuk bintang, tumbuh menjadi massa yang luar biasa, dan kemudian menghabiskan gas dan debu yang dibutuhkan untuk konstruksi bintang, sehingga menjadi padam. Kita harus mengharapkan galaksi yang lebih jauh untuk tetap menikmati pemuda mereka yang melemahkan bintang.
Namun, karena JWST telah menyelidiki dan lebih jauh ke masa lalu, telah ditemukan sebelumnya dan sebelumnya MQGS. Beberapa galaksi merah dan mati ini ditemukan sedini 1,2 miliar tahun setelah Big Bang. Ditemukan sebagai bagian dari “Red Unknowns: Survei Extragalactic Infrared Cerah,” atau Rubi, Program, Rubi-Uds-QG-Z7 mendorong deteksi MQGs kembali dengan 500 juta tahun lagi.
“Galaksi besar yang diamati di awal alam semesta hanya memiliki jumlah waktu yang sangat terbatas untuk membentuk bintang -bintang mereka. Ini berarti mereka pasti telah terbentuk dengan cepat dan efisien, yang membantu kita untuk membatasi dan, dalam beberapa kasus, bahkan menantang teori dan model pembentukan dan pertumbuhan galaksi,” kata Weibel. “Namun, Rubies-Us-QG-Z7 tidak hanya masif tetapi telah berhenti membentuk bintang 50 hingga 100 juta tahun sebelum kita mengamatinya, sementara galaksi normal di zaman ini masih membangun massa bintang mereka melalui pembentukan bintang.”
Weibel menjelaskan bahwa massa Rubi-Uds-QG-Z7 dan riwayat pembentukan yang direkonstruksi menunjukkan pembentukan bintang yang relatif efisien untuk galaksi. Itu tidak secara langsung menantang model pembentukan bintang yang ada.
“Galaksi sangat kompak dan mungkin merupakan contoh objek di mana banyak gas dan debu – bahan bakar pembentukan bintang – runtuh dan berkumpul menjadi volume kecil, di mana bintang dapat membentuk dengan cepat dan efisien untuk jangka waktu yang lama, atau dalam berbagai ledakan,” kata Weibel. “Apa yang membuat Rubies-Us-QG-Z7 menonjol adalah berhenti membentuk bintang sejak awal.”
MQG ini mungkin menonjol dari titik -titik merah kecil yang terlihat oleh JWST dengan cara selain kematiannya yang cepat.
“Dalam gambar JWST, Rubies-Us-QG-Z7 menyerupai benda-benda bernama Little Red Dots, yang telah ditemukan dengan JWST,” kata Weibel. “Banyak dari benda -benda ini ternyata memiliki garis emisi yang kuat dan/atau menunjukkan tanda -tanda inti galaksi aktif (AGN). Dengan demikian, setidaknya sebagian kecil dari cahaya yang kita amati dari titik -titik merah kecil sebenarnya mungkin berasal dari akresi supermasif supermasif supermassif supermasif lubang hitambukan bintang. “
Namun, Weibel menambahkan bahwa Rubies-Uds-QG-Z7 tidak menunjukkan tanda-tanda AGN, yang berarti cahayanya berasal dari bintang-bintang, bukan dari kondisi kekerasan di sekitar lubang hitam makan.
“Ini kemudian menyiratkan massa yang agak tinggi dan ketenangannya, yang keduanya mengejutkan,” lanjut Weibel. “Sejauh ini, kami hanya menemukan satu objek seperti itu di semua data JWST yang kami selidiki.”
Dari sini, tim menghitung bahwa galaksi seperti Rubies-Us-QG-Z7 harus memperhitungkan sekitar satu dari 1 juta galaksi.
“Namun, ini cukup tidak pasti, karena kami tidak tahu betapa beruntungnya kami menemukan satu di sepetak kecil langit yang telah kami pindai sejauh ini,” kata Weibel. “Dengan mudah-mudahan bertahun-tahun lagi mengambil data, kami akan dapat mencari area langit yang lebih besar dan mendapatkan ide yang lebih baik tentang bagaimana galaksi umum seperti Rubies-Ugd-QG-Z7 sebenarnya.”
Melakukan resolusi yang lebih tinggi dan pencitraan spektroskopi yang lebih dalam dari galaksi ini dapat mengungkapkan kelimpahan berbagai elemen, yang akan membantu membatasi sejarah pembentukan Rubi-Uds-QG-Z7.
“Kami akan mendapatkan lebih banyak data tentang galaksi ini dalam siklus 4 pengamatan JWST yang akan datang. Secara khusus, spektroskopi resolusi yang lebih tinggi,” kata Weibel.
JWST mungkin membutuhkan uluran tangan untuk mempelajari Rubi-Us-QG-Z7 dari proyek teleskop radio terbesar di Bumi, Atacama Milimeter Besar/Submillimeter Array (ALMA), yang terdiri dari 66 antena yang terletak di wilayah gurun Atacama di Chili utara.
“Data dari teleskop ALMA pada panjang gelombang cahaya yang lebih panjang dapat memberi kita wawasan langsung tentang kandungan gas dan debu galaksi, yang terkait erat dengan sejarah pembentukan bintang masa lalu dan masa depan,” kata Weibel.
Penelitian tim diterbitkan pada 1 April di Jurnal Astrofisika.
