Pabrik Bintang di Galaksi Remaja

Sebuah galaksi masif yang berasal dari masa awal alam semesta berhasil ditemukan para ilmuwan. Galaksi tersebut tampak sedang membentuk bintang seperti halnya Matahari dengan kecepatan 100 kali lebih cepat dari Bima Sakti saat ini. Bisa dikatakan galaksi yang ditemukan ini memang tengah berada dalam masa remajanya yang sedang didorong untuk mengalami pertumbuhan dan kadang mengalami masa meledak-ledak di antara dinamika pergaulannya.

Menurut Mark Swinbank dari Universitas Durham, galaksi baru ini memang memberikan informasi masa remajanya pada manusia di Bumi, karena ia butuh waktu yang cukup lama agar cahayanya bisa tiba di Bumi. Apa yang tampak bagi para peneliti di Bumi adalah kondisi si galaksi pada kisaran 10 miliar tahun lalu atau sekitar 3 milyar tahun sesudah dentuman besar.

Penemuan SMM J2135-0102

SMM J2135-0102 ditemukan menggunakan teleskop Atacama Pathfinder Experiment (APEX), yang dioperasikan oleh European Southern Observatory (ESO). Pengamatan lanjutan dilakukan dengan mengkombinasikan lensa gravitasi alam galaksi-galaksi dekat dengan kemampuan teleskop Submillimeter Array yang berada di Hawaii agar mendapatkan penguatan dan perbesaran galaksi serta penampakan yang tajam dari pabrik bintang tersebut.

Perbesaran yang dihasilkan mengungkap detil menakjubkan yang belum pernah terlihat sebelumnya, meskipun galaksi tersebut berada demikian jauh dari Bumi. Untuk bisa mencapai Bumi, cahaya dari galaksi ini butuh waktu sekitar 10 milyar tahun melintasi alam semesta.

Dalam pengamatan lanjutan yang dilakukan dengan teleskop Submillimeter Array (SMA), para pengamat dapat mempelajari awan tempat pembentukan bintang di galaksi dengan tingkat presisi tinggi. Dan saat itu ditemukan kalau pembentukan bintang pada awan debu raksasa di galaksi tersebut berbeda dari apa yang selama ini teramati pada galaksi di area yang lebih dekat. Namun bukan berarti kita tidak bisa memahami galaksi tersebut. Kondisi fisis untuk inti yang rapat pada galaksi dekat bisa diterapkan pada galaksi jauh yang satu ini untuk bisa memahami proses kelahiran bintang di sana.

Pemandangan Yang Lebih Tajam
Dari sudut pandang di Bumi, SMM J2135-0102 berada di belakang gugus masif galaksi yang berada dekat. Gravitasi dari gugus bertindak sebagai lensa yang memperkuat galaksi yang lebih jauh dengan faktor 16 kali untuk kecerlangan maupun ukuran, sehingga detil yang tak terlihat pun bisa tampak.

Pada cahaya tampak, galaksi ini memang tampak gelap karena tertutupi debu. Namun ia memancarkan sejumlah besar cahaya pada panjang gelombang submilimeter (dekat dengan area panjang gelombang radio di spektrum). Dan tak bisa dipungkiri, galaksi ini termasuk galaksi submilimeter paling terang yang diketahui sehingga ia jadi target alami bagi SMA.

SMA merupakan interferometer 8 elemen yang beroperasi pada panjang gelombang 0,3 – 2 milimeter berada di puncak Mauna Kea, Hawaii. Gabungan antara SMA dengan penguatan alami dari lensa gravitasi, memberikan hasil pengamatan dengan resolusi yang sangat tinggi. Dengan demikian bisa didapat detil yang mengungkap berbagai informasi dari galaksi yang jaraknya 10 milyar tahun cahaya.

Galaksi jauh ini memang tak terlihat dan tak terdeteksi karena debu pada cahaya tampak. Namun dengan menggunakan instrumen unik Zpectrometer di Robert C. Byrd Green Bank Telescope milik National Science Foundation, maka jarak galaksi bisa ditentukan dari pengukuran pancaran radio dari molekul karbon monoksida. Pengukuran jarak ini sekaligus membuat para ilmuwan dapat mengetahui dengan pasti efek dari lensa gravitasi pada galaksi tersebut.

Pabrik Bintang
Pada galaksi yang dikenal sebagai SMM J2135-0102, ditemukan juga empat area pembentukan bintang yang berbeda. Setiap area memiliki kecerlangan 100 kali lebih terang dari area pembentukan bintang yang ada di Bima Sakti, contohnya Nebula Orion. Pembentukan bintang yang terjadi di SMM J2135-0102 juga lebih cepat dan giat pada masa awal alam semesta kala galaksi ini melalui masa pertumbuhan besarnya.

Karena waktu yang dibutuhkan cahaya untuk sampai ke kita cukup lama, maka galaksi yang terlihat tersebut baru bisa memberikan informasi tentang dirinya kala 10 milyar tahun lalu atau 3 milyar tahun setelah dentuman besar. Nah, informasi ini memang menunjukan si galaksi kala muda dan ukurannya pun diperkirakan sama dengan Bima Sakti pada saat usianya sama. Nah, jika kita bisa melihat galaksi ini pada kondisinya saat ini aka 10 milyar tahun ke depan, ia tak kan lagi tampak sebagai remaja yang sedang bertumbuh melainkan ia sudah tumbuh seperti halnya Yao Ming, si pemain basket dari China, atau Peter Crouch si pemain bola dari Inggris. Dengan kata lain, pertumbuhannya dari masa remaja ke dewasa akan terjadi demikian pesat menjadi galaksi ellips yang jauh lebih masif dari Bima Sakti.

Penemuan ini menarik karena memberikan pemahaman unik mengenai pembentukan bintang di masa awal alam semesta. Ternyata, pembentukan bintang di masa awal alam semesta pembentukan bintang terjadi lebih efektif dibanding saat ini. Selain itu pertumbuhan galaksi di masa awal alam semesta juga mengalami pertumbuhan yang jauh lebih cepat dan bintang serupa Matahari terbentuk lebih cepat dari pada yang terjadi saat ini. Menurut perhitungan yang dibuat, galaksi yang teramati ini memproduksi bintang dengan laju rata-rata 250 Matahari per tahun.

Sebelumnya, pada tahun 2009, para peneliti di Durham juga menemukan sebuah galaksi bernama MS1358arc yang di dalamnya terjadi pembentukan bintang dengan laju lebih cepat dari biasanya. Galaksi tersebut diamati dengan kondisi saat ia masih muda pada kisaran 12,5 milyar tahun lalu.

SMM J2135-0102 terlihat pada epoh ketika sebagian besar bintang baru lahir dan dengan mempelajari galaksi ini dan galaksi jauh lainnya di masa alam semesta muda, manusia akan dapat mempelajari sejarah Bima Sakti dan galaksi dekat lainnya.

Di masa depan, pengamatan akan mentargetkan lebih banyak lagi area untuk diteliti dengan menggunakan teleskop generasi berikutnya seperti Atacama Large Millimeter Array (ALMA). Tujuannya dengan meneliti lebih banyak galaksi jauh maka diharapkan akan dapat menjawab sebuah pertanyaan tentang kelahiran bintang.

Apakah pembentukan bintang yang terjadi di masa awal alam semesta memang demikian giatnya? ataukah ini hanya terjadi pada galaksi tertentu pada waktu yag juga tertentu?

Sumber : Durham University, Harvard-Smithsonian CfA