Teleskop Luar Angkasa Hubble menemukan bintang terdekat dan terjauh yang diketahui

Cahaya bintang, bintang yang bersinar, seberapa jauh malam terlihat.

Para astronom pada hari Rabu mengumumkan penemuan bintang terjauh dan tertua yang pernah terlihat, sebuah titik cahaya yang bersinar 12,9 miliar tahun lalu, atau hanya 900 juta tahun setelah Big Bang yang melahirkan alam semesta.

Ini berarti bahwa cahaya dari bintang menempuh perjalanan 12,9 miliar tahun cahaya untuk mencapai Bumi.

Hasilnya adalah bagian dari upaya untuk menggunakan Teleskop Luar Angkasa Hubble Untuk mencari beberapa galaksi tertua dan terjauh di alam semesta. Secara kebetulan yang beruntung, para astronom dapat melihat sistem bintang tunggal di dalam salah satu galaksi tersebut.

kata Brian Welch, seorang mahasiswa pascasarjana di Universitas Johns Hopkins di Baltimore, dan penulis Sebuah makalah penelitian yang diterbitkan Rabu di jurnal Nature menjelaskan penemuan itu.

Biasanya, objek yang jauh terlalu gelap untuk dilihat. Tetapi teori relativitas umum Einstein, yang menjelaskan bagaimana gravitasi membelokkan ruang, menawarkan solusi yang berguna. Gugus galaksi besar di dekatnya dapat bertindak sebagai lensa untuk memperkuat cahaya dari bintang dan galaksi jauh di belakangnya.

Sebuah survei menggunakan Teleskop Luar Angkasa Hubble memeriksa 41 gugus galaksi. “Ketika Anda melihat sekelompok kluster galaksi yang sangat masif, ada kemungkinan besar Anda akan menemukan beberapa objek yang sangat masif di belakang mereka,” kata Welch.

Mr Welch mengatakan bahwa gugus galaksi biasanya memperbesar kecerahan objek di belakangnya hingga 10 kali.

Namun, cahaya tidak diperbesar secara merata. Riak di ruang-waktu dapat menciptakan bintik-bintik bercahaya, seperti riak di permukaan kolam renang yang menciptakan pola bintik-bintik bercahaya di dasar kolam. Meneliti galaksi yang jauh dan diperbesar, para astronom menemukan bahwa titik cahaya sejajar dengan salah satu riak, dan luminositasnya diperkuat seribu kali lipat atau lebih.

“Galaksi ini agak terbentang di busur berbentuk bulan sabit yang panjang ini,” kata Mr. Welch. “Dan kemudian bintang hanyalah salah satu komponen dari itu.”

Saat alam semesta mengembang, objek yang jauh bergerak lebih cepat. Ini menggeser frekuensi cahaya ke arah panjang gelombang yang lebih panjang. Bintang yang ditemukan oleh Mr. Welch dan rekan-rekannya memiliki apa yang disebut para astronom sebagai pergeseran merah 6,2, jauh di atas rekor sebelumnya untuk bintang individu terjauh. Bintang ini, yang dilaporkan pada 2018, memiliki pergeseran merah 1,5, yang sesuai dengan ketika alam semesta berusia sekitar empat miliar tahun.

Para peneliti menyebut bintang baru Earendel – dalam bahasa Inggris Kuno “bintang pagi”. Jika itu adalah bintang tunggal, para astronom memperkirakan itu adalah bintang masif — sekitar 50 kali massa matahari kita. Itu juga bisa menjadi sistem bintang dua atau lebih.

Penjajaran Earendel dan gugus galaksi akan berlangsung selama bertahun-tahun, sehingga Earendel akan menjadi salah satu target selama tahun pertama pengamatan oleh gugus yang baru diluncurkan. Teleskop Luar Angkasa James Webbyang memiliki cermin lebih besar dari Hubble dan mengumpulkan cahaya pada panjang gelombang inframerah yang lebih panjang.

Pengamatan Webb akan dapat mengukur kecerahan di seluruh spektrum panjang gelombang. Ini akan membantu para astronom menentukan suhu bintang. “Kami benar-benar membutuhkan spektrum itu untuk mengatakan dengan kepastian mutlak bahwa ini adalah bintang dibandingkan dengan jenis lain,” kata Welch.

Mr Welch mengatakan bahwa kemudian, pengamatan yang lebih rinci oleh Webb dapat menentukan komposisi Earendel. Big Bang hanya menghasilkan unsur-unsur paling ringan, seperti hidrogen dan helium. Dengan demikian, bintang-bintang pertama diperkirakan mengandung unsur-unsur yang lebih berat dengan konsentrasi yang lebih rendah, yang muncul dari reaksi fusi di dalam bintang-bintang dan dalam ledakan-ledakan bintang-bintang yang sekarat. Hipotesis saat ini adalah bahwa dengan lebih sedikit elemen yang lebih berat, bintang pertama harus besar dan cerah.

“Kelihatannya sangat panas dan sangat masif,” kata Stephen Finkelstein, astronom dari University of Texas di Austin yang tidak terlibat dalam penelitian tersebut, tentang Earndale.

Namun, bintang ini saja tidak akan cukup untuk membuktikan keadaan bintang terbesar di alam semesta awal. “Tapi dia pasti mendukung itu,” kata Dr Finkelstein. “Jika Anda mulai membentuk sejumlah besar, dan banyak dari mereka tampak sangat masif, bukti akan semakin kuat bahwa bintang yang lebih masif adalah norma di alam semesta yang jauh.”

Teleskop Webb juga harus dapat menemukan bintang pembesar yang jauh seperti Earendel, meskipun jumlah bintang yang berbaris secara kebetulan dengan lensa gravitasi tetap tidak terlihat. Bahkan mungkin dapat mengidentifikasi beberapa bintang pada pergeseran merah antara 10 dan 20, yang sesuai dengan periode antara 100 juta dan 500 juta tahun setelah Big Bang.

“Itu tepat di jendela itu ketika kita berpikir bahwa bintang-bintang pertama sedang terbentuk,” kata Dr. Finkelstein.