Misteri alam semesta kita yang tampak terpecahkan!

![Quasar-J0100+2802-JWST]. Di tengah gambar ini – gumpalan cahaya merah muda berujung enam – adalah quasar J0100+2802, terlihat ketika alam semesta berusia 900 juta tahun. Kredit: NASA, Badan Antariksa Eropa, Badan Antariksa Kanada, Simon Lilly (ETH Zurich), Daiichi Kashino (Universitas Nagoya), Jorid Matti (ETH Zurich), Christina Eilers (MIT), Rob Simcoe (MIT), Rangmon Bordoloi (NCSU) ), Roy McKenzie (ETH Zurich), Alyssa Bacon (STScI), Ruari McKenzie (ETH Zurich)*

Sekali waktu, ketika alam semesta masih muda, sulit untuk dilihat. Selama satu miliar tahun pertama setelah Big Bang, ruang antara bintang dan galaksi dipenuhi awan gas hidrogen dingin, yang menyerap semua cahaya. Konsekuensinya, jika ada kehidupan berakal pada saat itu, mereka tidak akan melihat apapun selain kegelapan di angkasa – tidak ada bintang atau galaksi lain yang dapat mereka lihat.

Pada saat para astronom menyebut reionisasi, semua gas hidrogen transparan dari opasitas, dan dipanaskan serta terionisasi. Para astronom mengetahui proses ini terjadi (walaupun kita tidak dapat melihat alam semesta). Namun, hingga saat ini, mereka tidak memiliki bukti kuat tentang bagaimana hal itu terjadi.

Baca selengkapnya: JWST mungkin telah melihat galaksi “paling masif” di awal alam semesta

Kini, tim peneliti bernama Emission Line Galaxies and Intergalactic Gases in the Age of Reionization, atau EIGER – dipimpin oleh Simon Lilley dari ETH Zurich di Swiss – telah menggunakan James Webb Space Telescope untuk memecahkan misteri ini.

Memfokuskan Webb pada celah kecil antara konstelasi Pisces dan Andromeda, tim mengarahkan teleskop langsung ke objek terang kuno yang disebut quasar J0100+2802. Quasar adalah lubang hitam supermasif di jantung galaksi.

Cerita berlanjut

Kesan artis ini menggambarkan seperti apa quasar yang jauh dari dekat. Kredit: ESO/M. Kornmiser

Namun, tim EIGER tidak hanya tertarik pada quasar. Mereka menggunakan Webb untuk mengamati bagaimana cahaya dari quasar bergerak melalui gas dalam perjalanannya dari J0100+2802 ke instrumen teleskop.

“Saat cahaya quasar bergerak ke arah kita melalui berbagai petak gas, ia diserap oleh gas buram atau bergerak bebas melalui gas transparan.” kata NASA.

Dengan menambahkan data dari Web ke pengamatan serupa yang dikumpulkan oleh Teleskop Sangat Besar ESO dan Teleskop Magellan di Observatorium WM Keck di Hawaii dan Observatorium Las Campanas, tim EIGER mencocokkan perilaku cahaya dengan kondisi awal. Galaksi di sepanjang garis. Lihat J0100+2802.

Difoto oleh NASA James Webb Space Telescope, keenam galaksi ini muncul ketika alam semesta baru berusia 900 juta tahun. Kredit: NASA, Badan Antariksa Eropa, Badan Antariksa Kanada, Simon Lilley (ETH Zurich), Daiichi Kashino (Universitas Nagoya), Jorid Matti (ETH Zurich), Christina Eilers (MIT), Rob Simcoe (MIT), Rangmon Bordoloi (NCSU) ), Rory McKenzie (ETH Zürich); Pemrosesan gambar: Alyssa Bacon (STScI) dan Rawari Mackey

“[These early galaxies] lebih kacau daripada alam semesta terdekat,” kata penulis utama buku Jorid Matt dari ETH Zurich Satu Dalam tiga makalah kelompok berdasarkan pengamatan ini, V Untuk setiap konvensi. “Webb membuktikan bahwa mereka aktif membentuk bintang dan pasti telah menembakkan banyak supernova. Mereka memiliki pemuda yang suka berpetualang!”

Hasilnya mengungkapkan bahwa setiap galaksi dikelilingi oleh mantel gas transparan yang panas, terionisasi, dengan radius dua juta tahun cahaya. Dalam hal ukuran, tetangga masif terdekat galaksi kita, Galaksi Andromeda, berjarak sekitar 2,5 juta tahun cahaya.

“Webb tidak hanya dengan jelas mendemonstrasikan keberadaan wilayah yang terlihat di sekitar galaksi, tetapi kami juga mengukur ukurannya,” kata Daiichi Kashino dari Universitas Nagoya, penulis utama makalah tersebut. terakhir Dari makalah yang ditulis oleh tim, dijelaskan Untuk setiap konvensi. “Dengan menggunakan data Webb, kami melihat bahwa galaksi mengionisasi ulang gas di sekitar mereka.”

Sebagaimana diringkas dalam bagan di bawah, hanya galaksi pertama di alam semesta yang bertanggung jawab atas zaman reorganisasi.

Empat Tahap Era Rekonstruksi. Kredit: NASA, ESA, CSA, Joyce Kang (STScI)

Saat mereka melalui pertarungan pembentukan bintang dan kematian bintang melalui supernova, radiasi dari galaksi inilah yang memanaskan dan mengionisasi gas hidrogen, mengubahnya dari buram menjadi transparan. Gelembung transparan dari gas terionisasi ini kemudian mengembang dan menyatu, memungkinkan cahaya menempuh jarak jauh melintasi alam semesta.

Jangan lewatkan: Jupiter memimpin Saturnus dengan 92 Bulan yang dikonfirmasi

Pecahkan lebih banyak teka-teki

Sementara mereka menjawab pertanyaan tentang apa yang pada akhirnya menyebabkan alam semesta tampak yang kita lihat sekarang, tim juga menambahkan misteri lain yang berkembang tentang alam semesta awal.

Mengingat apa yang kita ketahui tentang pembentukan bintang dan bagaimana bintang menumpuk di galaksi, para astronom berpikir bahwa mereka memiliki gagasan bagus tentang berapa banyak galaksi yang mereka temukan di awal alam semesta. Namun, Statistik diterbitkan oleh Web Ini melebihi harapan.

“Kami berharap dapat mengidentifikasi beberapa lusin galaksi yang berada di era reionisasi – tetapi kami dapat dengan mudah mengidentifikasi 117 galaksi,” kata Kashino.

Selain itu, data yang dikumpulkan Webb memungkinkan tim mengukur massa lubang hitam supermasif yang menggerakkan quasar J0100+2802. Mereka menemukan bahwa ia memiliki massa kosmik sekitar 10 miliar kali Matahari kita. Ini adalah lubang hitam supermasif terbesar yang diketahui di alam semesta awal.

Anna Christina Ehlers dari MIT adalah penulis utama makalah tim Kertas ketigaNASA.

“Ini misteri lain yang harus dipecahkan!”

Tonton di bawah: Salah satu bintang paling terang di langit menyembunyikan rahasia