ALMA Temukan Bayi Galaksi Monster Terbungkus Jaring Materi Gelap

Citra galaksi monster. Di sebelah kiri adalah gambar yang diambil pada panjang gelombang sub-milimeter dengan ASTE. Sepertinya hanya ada satu galaksi monster yang cerah. Di tengah adalah gambar yang diambil pada panjang gelombang sub-milimeter yang sama, tapi kali ini menggunakan fasilitas ALMA. Dengan resolusi 60 kali lebih baik dan sensitivitas 10 kali lebih baik, kita dapat melihat bahwa sebenarnya ada 3 galaksi monster yang saling berdekatan. Di sebelah kanan adalah foto daerah yang sama dalam cahaya tampakyang diambil oleh Teleskop Subaru. Kita bisa melihat bahwa tidak semua galaksi monster muncul di foto ini, atau setidaknya bahwa beberapa dari mereka sangat kabur (galaksi dalam lingkaran).

AstroNesia ~ Para astronom menemukan sarang bayi galaksi monster berjarak 11,5 miliar tahun cahaya menggunakan Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA). Galaksi muda ini tampaknya berada di persimpangan filamen raksasa jaring materi gelap. Temuan ini penting untuk memahami bagaimana galaksi monster seperti ini terbentuk dan bagaimana mereka berevolusi menjadi galaksi elips besar.

Saat ini kita hidup dalam waktu yang relatif tenang dalam sejarah alam semesta. Tapi sepuluh miliar tahun lalu, jauh sebelum Matahari dan Bumi terbentuk, daerah alam semesta ini dihuni oleh galaksi raksasa dengan tingkat pembentukan bintang ratusan atau ribuan kali lebih besar dari yang kita amati sekarang di galaksi Bima Sakti.  


Tidak ada galaksi raksasa yang tersisa di alam semesta modern, tapi astronom percaya bahwa galaksi muda ini akan menjadi galaksi elips raksasa yang terlihat di alam semesta modern.

Teori pembentukan galaksi saat ini memprediksikan bahwa galaksi raksasa terbentuk di lingkungan khusus di mana materi gelap terkonsentrasi. Tapi sampai sekarang sangat sulit menentukan posisi bintang aktif pembentuk galaksi dengan presisi yang cukup untuk benar-benar menguji prediksi ini. Sebagian dari masalah ini adalah bintang yang membentuk galaksi monster sering terhalang dalam debu, membuat mereka sulit diamati dalam cahaya tampak. Galaksi yang tertutup debu memancarkan gelombang radio yang kuat dengan panjang gelombang submillimeter, tapi teleskop radio biasanya tidak memiliki resolusi yang dibutuhkan untuk menentukan posisis  secara individu.

Untuk mencari galaksi monster ini, tim peneliti yang dipimpin oleh Hideki Umehata dari Japan Society for the Promotion of Science yang tinggal di European Southern Observatory, Jerman), Yoichi Tamura (asisten profesor di University of Tokyo), dan Kotaro Kohno (seorang profesor di Universitas Tokyo) menggunakan ALMA untuk membuat pengamatan yang luas dari bagian kecil langit yang disebut SSA22 di konstelasi Aquarius.

Sebelum pengamatan ALMA mereka, tim mencari galaksi bayi di SSA22 dengan ASTE, 10-m submillimeter telescope yang dioperasikan oleh NAOJ. Meskipun sensitivitas dan resolusi itu tidak cukup untuk memastikan, dalam gambar ASTE mereka bisa melihat indikasi bahwa mungkin ada sekelompok galaksi monster di wilayah itu. Dengan sensitivitas sepuluh kali lebih baik dan resolusi 60 kali lebih baik, ALMA memungkinkan para astronom untuk menentukan lokasi dari sembilan galaksi monster di SSA22.

Tim membandingkan posisi galaksi ini dengan lokasi cluster galaksi muda berjarak 11,5 miliar tahun cahaya dari Bumi di SSA22 yang telah dipelajari dalam cahaya tampak oleh teleskop Subaru, yang dioperasikan oleh National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). Bentuk cluster yang diamati oleh teleskop Subaru menunjukkan adanya jaring 3D besar materi gelap tak terlihat. Struktur materi gelap ini dianggap sebagai nenek moyang dari struktur skala besar di alam semesta. Salah satu contoh yang paling terkenal dari struktur skala besar di alam semesta modern adalah kosmik Great Wall, struktur filamen raksasa yang membentang lebih dari 500 juta tahun cahaya. Struktur filamen di SSA22 bisa disebut proto-Great Wall.

Galaksi monster diduga selalu lahir di pusat dari struktur seperti jaring materi gelap yang dibentuk oleh galaksi muda.

Tim menemukan bahwa galaksi muda monster ini tampaknya terletak tepat di persimpangan filamen materi gelap. Temuan ini mendukung model saat ini bahwa galaksi raksasa terbentuk pada wilayah di mana materi gelap terkonsentrasi. Dan karena galaksi elips besar modern hanya sebuah galaksi monster yang telah melunak seiring usianya menua, mereka juga harus berasal dari grup dalam struktur skala besar.

Hasil ini merupakan langkah yang sangat penting untuk pemahaman yang komprehensif tentang hubungan antara distribusi materi gelap dan galaksi monster. Timini  akan melanjutkan pencarian galaksi monster yang lebih luas untuk melihat kembali lebih jauh ke dalam sejarah awal alam semesta untuk mempelajari evolusi struktur skala besar.