Para astronom telah mengungkap peta paling rinci yang pernah dibuat tentang “jaring kosmik”, kerangka luas dan tak kasat mata yang menyusun alam semesta kita. Dengan menggunakan data dari James Webb Space Telescope (JWST) milik NASA, sebuah tim internasional yang dipimpin oleh para peneliti di University of California, Riverside, telah menelusuri arsitektur kosmik ini hingga ke masa ketika alam semesta baru berusia satu miliar tahun.
Pencapaian ini, yang diterbitkan dalam The Astrophysical Journal, tidak hanya menghasilkan gambar yang menakjubkan; hal ini secara mendasar mengubah kemampuan kita untuk melacak bagaimana galaksi terbentuk dan berevolusi dalam struktur terbesar di alam semesta. Dengan memanfaatkan survei JWST terbesar hingga saat ini, yang dikenal sebagai COSMOS-Web, para ilmuwan kini dapat membedakan filamen dan kelompok individu yang sebelumnya kabur, sehingga menawarkan wawasan yang belum pernah ada sebelumnya tentang sejarah awal kosmos.
Menguraikan Kode Web Kosmik
Untuk memahami pentingnya peta ini, pertama-tama kita harus memahami apa itu jaringan kosmik. Alam semesta bukanlah bintang-bintang yang tersebar secara acak; itu disusun dalam kerangka besar seperti spons.
- Filamen dan Lembaran: Ini adalah struktur padat yang terbuat dari materi gelap dan gas yang membentang sepanjang miliaran tahun cahaya.
- Voids: Ini adalah ruang yang hampir kosong di antara filamen.
- Galaksi: Galaksi ini terbentuk di sepanjang filamen, berkumpul di tempat yang kepadatan materinya paling tinggi.
Arsitektur berskala besar ini bertindak sebagai sistem jalan raya kosmik, yang memandu aliran materi dan energi. Hingga saat ini, mengamati struktur-struktur ini di masa lalu sangatlah sulit karena galaksi-galaksi di dalamnya terlalu redup dan terlalu padat untuk dapat dibedakan dengan jelas.
Mengapa JWST Mengubah Permainan
Teleskop Luar Angkasa James Webb, yang diluncurkan pada tahun 2021, telah merevolusi astronomi dengan sensitivitas inframerahnya yang unggul. Berbeda dengan pendahulunya, Teleskop Luar Angkasa Hubble, JWST dapat mengintip melalui awan debu kosmik dan mendeteksi cahaya dari galaksi yang terbentuk tak lama setelah Big Bang.
Survei COSMOS-Web memanfaatkan kemampuan ini untuk mencakup petak langit yang berkesinambungan kira-kira seukuran tiga bulan purnama. Area spesifik ini dipilih untuk memberikan pandangan mendalam dan luas yang diperlukan untuk merekonstruksi struktur 3D alam semesta.
Peningkatan Penting Dibandingkan Data Sebelumnya:
* Resolusi: Struktur yang tampak sebagai gumpalan tunggal dan kabur dalam data Hubble kini diselesaikan menjadi galaksi dan cluster yang berbeda.
* Kedalaman: JWST mendeteksi galaksi yang jauh lebih redup dalam bidang pandang yang sama.
* Presisi: Jarak ke galaksi-galaksi ini diukur dengan akurasi yang lebih tinggi, sehingga para ilmuwan dapat menempatkan setiap galaksi pada “bagian” waktu kosmik yang tepat.
“Lompatan dalam kedalaman dan resolusi benar-benar signifikan… Apa yang tadinya tampak seperti satu struktur kini berubah menjadi banyak, dan detail yang sebelumnya diperhalus, kini terlihat jelas,” kata Bahram Mobasher, profesor fisika dan astronomi terkemuka di UCR dan salah satu penulis penelitian ini.
Menelusuri Evolusi Selama 13,7 Miliar Tahun
Tujuan ilmiah utama dari penelitian ini adalah untuk memahami evolusi galaksi dalam konteks jaringan kosmik. Dengan memetakan galaksi-galaksi dari alam semesta terdekat (dalam jarak 1 miliar tahun cahaya) kembali ke zaman ketika alam semesta baru berusia beberapa ratus juta tahun, para peneliti dapat mengamati bagaimana lingkungan mempengaruhi pertumbuhan galaksi.
Hossein Hatamnia, penulis utama studi tersebut, mencatat bahwa hal ini memungkinkan dilakukannya studi komprehensif pertama tentang evolusi galaksi melintasi waktu kosmik dalam struktur cluster dan filamen. Pandangan longitudinal ini membantu menjawab pertanyaan kritis tentang mengapa beberapa galaksi tumbuh besar sementara yang lain tetap kecil, dan bagaimana jaringan kosmik memfasilitasi atau menghambat pembentukan bintang di awal alam semesta.
Sains Terbuka: Data Dirilis ke Publik
Sejalan dengan tradisi sains terbuka yang dibangun oleh survei COSMOS sebelumnya, tim peneliti telah membuat semua data tersedia untuk umum. Ini termasuk:
- Saluran pipa yang digunakan untuk membuat peta struktur skala besar.
- Katalog 164.000 galaksi dan kepadatan kosmiknya.
- Video visualisasi yang menunjukkan evolusi jaringan kosmik selama miliaran tahun.
Rilis ini memungkinkan para astronom di seluruh dunia untuk menganalisis data, memverifikasi temuan, dan melakukan penyelidikan baru tanpa menunggu periode kepemilikan berakhir.
Kesimpulan
Survei COSMOS-Web menandai perubahan penting dalam observasi kosmologi, beralih dari gambaran buram ke peta 3D definisi tinggi dari struktur alam semesta. Dengan secara jelas menyelesaikan jaringan kosmik kembali ke tahap awal, JWST memberikan konteks penting yang diperlukan untuk memahami bagaimana galaksi berkumpul dan berevolusi. Data ini tidak hanya menyempurnakan model alam semesta yang ada saat ini, namun juga menetapkan standar baru untuk survei luar angkasa di masa depan.
