Pengamatan terbaru dari Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) telah mengungkapkan bahwa galaksi-galaksi pertama di alam semesta jauh dari struktur terorganisir rapi yang kita lihat sekarang. Sebaliknya, galaksi-galaksi awal ini merupakan kumpulan gas yang bergejolak dan kacau, mengalami periode pembentukan bintang yang intens, dan dipengaruhi oleh lubang hitam supermasif yang berkembang pesat. Hal ini memberikan gambaran yang jelas tentang “era berantakan” dalam sejarah kosmik.
Mengamati Galaksi di Cosmic Dawn
Sebuah tim astronom, yang dipimpin oleh Lola Dunhaive dari Universitas Cambridge, menggunakan instrumen NIRCam JWST untuk mempelajari 272 galaksi kecil, berusia 800 juta hingga 1,5 miliar tahun setelah Big Bang. Cahaya dari galaksi-galaksi jauh ini membutuhkan waktu miliaran tahun untuk mencapai kita, sehingga memberikan jendela unik menuju tahap-tahap awal alam semesta – suatu periode yang dikenal sebagai Fajar Kosmik (50 juta hingga 1 miliar tahun setelah Big Bang) yang mendahului Siang Kosmik (2 hingga 3 miliar tahun setelah Big Bang), ketika pembentukan bintang mencapai puncaknya.
Sifat Galaksi Awal yang Bergejolak
Pengamatan menunjukkan bahwa, tidak seperti piringan gas dan bintang yang berputar mulus di galaksi-galaksi terdekat, pergerakan gas di galaksi-galaksi awal ini bersifat turbulen. Alih-alih mengelilingi pusatnya dalam arus yang teratur, gas malah mengalir ke berbagai arah, menciptakan pusaran yang kacau, gelombang kejut, dan gumpalan materi yang tidak merata. Tim menggambarkan galaksi-galaksi awal ini sebagai “awal terbentuknya cakram”, melalui berbagai fase ketidakstabilan sebelum membentuk struktur teratur yang kita amati saat ini.
Faktor-Faktor yang Menyebabkan Kekacauan
Beberapa faktor berkontribusi terhadap keadaan yang bergejolak ini:
- Pembentukan Bintang Cepat: Bintang yang baru lahir, seperti manusia yang baru lahir, bisa tidak menentu. Bintang-bintang muda ini memancarkan angin bintang yang kuat dan ledakan radiasi berenergi tinggi, sehingga mengganggu awan gas di sekitar tempat mereka terbentuk.
- Gas Antargalaksi yang Lebih Padat: Karena alam semesta telah mengembang sejak Big Bang, alam semesta menjadi lebih kecil dan lebih padat sebelum Siang Kosmik. Hal ini berarti lebih banyak gas antargalaksi yang mengalir ke galaksi-galaksi awal, yang selanjutnya memicu turbulensi.
- Lubang Hitam Supermasif: Lubang hitam supermasif di pusat galaksi ini secara aktif memakan gas, mengeluarkan materi dan radiasi, serta berkontribusi terhadap kekacauan lingkungan.
- Ukuran Lebih Kecil: Dibandingkan dengan galaksi-galaksi di alam semesta saat ini, galaksi-galaksi awal ini relatif kecil (berkisar antara 100 juta hingga 10 miliar kali massa Matahari kita), yang berarti peristiwa seperti ledakan pembentukan bintang dan aktivitas lubang hitam memiliki dampak yang lebih besar terhadap kestabilannya.
Pengecualian dan Penelitian Masa Depan
Meskipun sebagian besar galaksi dalam penelitian ini menunjukkan perilaku turbulen, beberapa galaksi menunjukkan tanda-tanda stabilitas sebelumnya, cenderung lebih besar dan mungkin lebih tangguh. Pengamatan ini sebagian besar mengkonfirmasi prediksi dari model evolusi galaksi yang ada, sehingga memperkuat hubungan antara observasi dan teori.
Dunhaive dan rekan-rekannya berencana untuk menggabungkan pengamatan mereka terhadap gas hidrogen terionisasi dengan pengamatan gas dingin dan debu yang akan datang, sehingga memungkinkan pemahaman yang lebih komprehensif tentang struktur dan evolusi galaksi-galaksi awal ini. “Dengan lebih banyak data, kita akan dapat melacak bagaimana sistem yang bergejolak ini tumbuh dan menjadi spiral anggun yang kita lihat saat ini,” jelas Sandro Tacchella, salah satu penulis studi ini. Data baru ini akan mengungkap lebih banyak tentang struktur dan jalur evolusi galaksi-galaksi kuno yang sedang berkembang ini.
Studi ini menawarkan wawasan berharga mengenai kondisi dinamis dan seringkali kacau yang menjadi ciri alam semesta awal, dan menggarisbawahi peran penting yang dimainkan JWST dalam mengungkap misteri evolusi kosmik.
