Dari manakah datangnya cahaya ketika alam semesta gelap?

(Dan Tri) - Para ilmuwan telah mengidentifikasi galaksi katai sebagai sumber "fajar kosmik".

Menurut data dari Teleskop Luar Angkasa Hubble dan James Webb (JWST), sumber foton bebas di awal fajar kosmik adalah galaksi katai kecil yang tumbuh subur, menyingkirkan kabut hidrogen buram yang menyelimuti ruang antargalaksi.

Mereka memancarkan foton pengion, yang mengubah hidrogen netral menjadi plasma, memainkan peran penting dalam reionisasi alam semesta.

“ Penemuan ini menyoroti peran khusus galaksi ultraredup dalam pembentukan alam semesta awal,” kata astrofisikawan Iryna Chemerynska dari Institut Astrofisika di Paris.

Ketika alam semesta masih dalam kegelapan

Segera setelah Big Bang, alam semesta dipenuhi dengan plasma terionisasi yang panas dan padat.

Cahaya tidak dapat menembus karena foton terus-menerus dihamburkan oleh elektron bebas, sehingga membuat alam semesta menjadi gelap.

Big Bang membuka perjalanan evolusi alam semesta (Foto: Luar Angkasa).

Sekitar 300.000 tahun setelah ledakan, alam semesta berangsur-angsur mendingin, proton dan elektron bergabung membentuk hidrogen netral (dengan sedikit helium).

Pada saat ini cahaya dapat ditransmisikan melalui medium netral, tetapi sumber cahaya masih sangat langka, dari hidrogen dan helium, bintang-bintang pertama terbentuk.

Cahaya terang dari bintang-bintang pertama melepaskan elektron dari atom hidrogen, mengubah gas di ruang angkasa menjadi plasma dan membuat alam semesta transparan sehingga cahaya dapat menembusnya.

Sekitar 1 miliar tahun kemudian, periode "fajar kosmik" berakhir, dan semua cahaya di alam semesta secara resmi menyala.

Peran mengejutkan galaksi katai

Pengamatan tahap ini sangat sulit karena jaraknya yang jauh, cahaya redup dan tertutup kabut.

Sebelumnya, para ilmuwan mengira bahwa lubang hitam supermasif atau galaksi raksasa yang meledak bersama bintang-bintang merupakan sumber energi utama.

JWST dirancang untuk melihat jauh ke dalam fajar kosmik, dan menemukan bahwa galaksi katai merupakan pemain kunci.

Sebuah tim internasional yang dipimpin oleh astrofisikawan Hakim Atek dari Institut Astrofisika Paris menganalisis data dari gugus galaksi Abell 2744, bersama dengan Hubble.

Diperkirakan 50.000 sumber cahaya inframerah dekat terlihat di bidang pandang gugus Abell 2744 (Gambar: NASA).

Gugusan galaksi ini sangat padat sehingga membengkokkan ruang-waktu, menciptakan efek lensa kosmik yang memperbesar cahaya dari galaksi yang jauh.

Berkat itu, para ilmuwan mengamati galaksi katai sangat dekat dengan periode "fajar kosmik".

Hasilnya menunjukkan bahwa galaksi katai bukan hanya merupakan jenis galaksi yang paling umum, tetapi juga jauh lebih terang dari yang diperkirakan.

Faktanya, galaksi katai jumlahnya 100 kali lebih banyak daripada galaksi besar, dan jumlah total radiasi pengion yang dipancarkannya empat kali lebih tinggi daripada yang biasanya dianggap dipancarkan oleh galaksi besar.

“Mereka secara harfiah adalah 'pembangkit listrik kosmik', yang memancarkan radiasi untuk mengionisasi ulang seluruh alam semesta,” tegas Atek.

Galaksi-galaksi bermassa rendah ini merupakan sumber radiasi berenergi tinggi sehingga pengaruhnya dapat mengubah seluruh keadaan alam semesta.

Source: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/anh-sang-xuat-hien-tu-dau-khi-vu-tru-chim-trong-bong-toi-20251006074930452.htm