Para astronom yang menggunakan teleskop James Webb, Hubble, dan ALMA telah membuat penemuan mengejutkan: galaksi-galaksi dari alam semesta awal menjadi matang jauh lebih cepat dari perkiraan. “Remaja kosmik” ini, yang ada sekitar 1 miliar tahun setelah Big Bang, menunjukkan karakteristik yang sebelumnya diperkirakan berkembang dalam jangka waktu yang lebih lama, sehingga menimbulkan pertanyaan tentang model evolusi galaksi yang sudah ada.
Pengayaan Bahan Kimia Secara Cepat
Tim peneliti mengamati 18 galaksi yang berjarak sekitar 12,5 miliar tahun cahaya. Temuan utamanya adalah bahwa galaksi-galaksi ini sangat kaya akan unsur-unsur berat—logam seperti karbon dan oksigen—meskipun usianya masih muda. Model standar memperkirakan bahwa unsur-unsur berat terakumulasi secara bertahap melalui siklus hidup bintang dan ledakan supernova. Namun, galaksi-galaksi ini tampak “matang secara kimiawi”, seolah-olah mereka melewatkan tahap perkembangan.
“Sungguh mengejutkan melihat galaksi-galaksi yang matang secara kimiawi,” jelas Andreas Faisst dari Caltech. “Ini seperti melihat anak usia 2 tahun bertingkah seperti remaja. Bagaimana logam terbentuk dalam waktu kurang dari 1 miliar tahun?” Hal ini menimbulkan pertanyaan mendasar tentang proses yang mengatur produksi logam di alam semesta awal, dan apakah simulasi yang ada saat ini mencerminkan kenyataan secara akurat.
Struktur Dewasa yang Tak Terduga
Selain komposisi kimianya, galaksi juga menunjukkan struktur yang berkembang secara mengejutkan. Banyak diantaranya yang memiliki piringan bintang yang berputar, serupa dengan yang ditemukan di galaksi spiral dewasa seperti Bima Sakti kita. Fitur-fitur seperti itu sebelumnya diperkirakan muncul jauh di kemudian hari dalam sejarah galaksi. Kehadiran struktur-struktur ini pada masa yang sangat awal menunjukkan bahwa alam semesta mungkin telah mempercepat pembentukan galaksi dengan lebih efisien daripada yang diperkirakan sebelumnya.
Lubang Hitam Lapar dan Gas Kaya Logam
Pertumbuhan pesat ini tidak terbatas pada galaksi itu sendiri. Lubang hitam supermasif di pusatnya juga mengumpulkan materi dengan kecepatan tinggi, sehingga memicu perkembangan pesatnya. Selain itu, gas yang mengelilingi galaksi-galaksi ini—media sirkumgalaksi—juga diperkaya dengan logam, yang membentang hingga puluhan ribu tahun cahaya. Hal ini menunjukkan bahwa pengayaan logam tidak hanya terjadi di galaksi itu sendiri tetapi merupakan fenomena yang tersebar luas di awal alam semesta.
Penelitian dan Implikasinya di Masa Depan
Tim peneliti sekarang berencana untuk membandingkan pengamatan ini dengan simulasi pertumbuhan galaksi dan pengayaan logam tingkat lanjut. Tujuannya adalah untuk menyempurnakan pemahaman kita tentang pembentukan bintang, produksi debu, dan evolusi kimia awal alam semesta.
“Kombinasi observasi dan simulasi memberikan sinergi yang kuat untuk memahami detail pembentukan bintang… Pengetahuan tentang hal ini pada akhirnya akan membantu kita memahami pembentukan bintang dan planet pertama serta bagaimana Bima Sakti kita terbentuk.”
Temuan ini menyoroti bahwa alam semesta awal mungkin merupakan lingkungan yang lebih dinamis dan berkembang pesat dibandingkan perkiraan sebelumnya. Memahami bagaimana galaksi menjadi matang begitu cepat akan sangat penting untuk mengungkap asal usul struktur kosmik dan rumah galaksi kita.
