Para astronom kini berhasil memetakan kerangka besar alam semesta dengan ketelitian yang belum pernah dicapai sebelumnya. Hasil ini datang dari survei terbesar Teleskop Luar Angkasa James Webb atau JWST, yang memperlihatkan bagaimana galaksi tumbuh, berubah, lalu berhenti membentuk bintang di dalam jaring kosmik.
Peta terbaru itu membantu menjelaskan “skeletal semesta”, yakni struktur raksasa yang tersusun dari filamen gas, ruang hampa, lembaran materi gelap, dan gugusan galaksi. Dari struktur inilah para peneliti melihat jejak evolusi kosmos sejak masa awal alam semesta, sekitar 13 miliar tahun lalu.
Jaring kosmik sebagai perancah alam semesta
Jaring kosmik dikenal sebagai struktur terbesar yang pernah diketahui di alam semesta. Struktur ini berfungsi seperti perancah yang menopang tempat lahirnya galaksi, sekaligus menghubungkan wilayah-wilayah kosmos melalui aliran materi.
Dalam studi yang diterbitkan pada 6 Mei di The Astrophysical Journal, tim internasional yang dipimpin peneliti dari University of California, Riverside, memanfaatkan data JWST untuk membaca hubungan antara lingkungan kosmik dan nasib galaksi. Penelitian itu menyoroti pengaruh faktor internal dan eksternal terhadap pembentukan serta kematian bintang dalam skala waktu kosmik.
Data JWST mengungkap galaksi yang lebih redup dan jauh
Temuan ini bertumpu pada COSMOS-Web, program survei terbesar JWST yang memakan waktu 255 jam pengamatan. Dibandingkan survei COSMOS2020 milik Teleskop Hubble, data JWST punya presisi redshift yang lebih baik dan mampu menangkap galaksi yang lebih redup, lebih kecil massanya, dan lebih jauh.
Kemampuan itu membuat struktur alam semesta yang dulu tampak seperti gumpalan buram kini terlihat lebih jelas. JWST juga membuka akses untuk mengamati jaring kosmik pada masa ketika alam semesta baru berusia beberapa ratus juta tahun, sesuatu yang sebelumnya sulit dijangkau.
Mengapa galaksi berhenti membentuk bintang
Peta kosmik ini menunjukkan bahwa galaksi masif di lingkungan padat cenderung menjadi quiescent atau sekarat karena aktivitas pembentukan bintangnya padam. Para peneliti menduga hal ini terjadi ketika halo materi gelap yang menopang galaksi membesar hingga mencapai 1 triliun massa matahari, lalu memanaskan gas sehingga tidak bisa membentuk bintang baru.
Selain itu, lubang hitam supermasif yang aktif juga dapat menghentikan kelahiran bintang. Jet berkecepatan tinggi dari objek itu mampu mengganggu gas pembentuk bintang dan mematikan proses pertumbuhan galaksi.
Peran lingkungan galaksi berubah seiring waktu
Menurut studi tersebut, mekanisme penghentian bintang yang terkait dengan massa galaksi mendominasi hingga sekitar 7 miliar tahun lalu, atau kira-kira separuh dari usia alam semesta saat ini. Setelah itu, pada alam semesta yang lebih muda, faktor lingkungan di sekitar galaksi lebih sering menjadi penyebab utama terhentinya pembentukan bintang.
Lingkungan padat dapat merampas material pembentuk bintang atau mencegah gas dingin berkumpul di dalam galaksi. Pola ini menunjukkan bahwa jaring kosmik tidak hanya menjadi latar tempat galaksi terbentuk, tetapi juga ikut menentukan kapan galaksi terus tumbuh dan kapan pertumbuhannya berhenti.
Galaksi padat, pertumbuhan cepat, lalu mati lebih awal
Salah satu penulis studi dari UCR, Hossein Hatamnia, mengatakan bahwa jaring kosmik membantu membentuk pertumbuhan galaksi sebelum, selama, dan setelah periode puncaknya. Ia menjelaskan bahwa pada masa awal, wilayah padat tampak menjadi tempat pertumbuhan galaksi yang cepat, sedangkan pada periode berikutnya wilayah yang sama justru berkaitan dengan berhentinya pembentukan bintang.
Bahram Mobasher, profesor fisika dan astronomi di UCR, menekankan bahwa lompatan kedalaman dan resolusi JWST sangat signifikan. Menurut dia, data baru ini memungkinkan para astronom melihat jaring kosmik pada tahap awal yang sebelumnya tidak terjangkau.
Saat ini, katalog berisi 164.000 galaksi yang dipakai untuk menyusun peta jaring kosmik tersebut sudah dibuka untuk publik. Data itu memberi dasar penting bagi penelitian lanjutan tentang bagaimana struktur besar alam semesta membentuk kehidupan galaksi dari masa awal hingga era modern.
