Sejumlah bintang tua di galaksi kerdil Sextans A ternyata masih mampu menghasilkan debu dalam jumlah besar, meski hidup di lingkungan yang sangat miskin unsur berat. Temuan dari Teleskop Luar Angkasa James Webb atau JWST ini memberi petunjuk baru tentang asal bahan baku pembentukan bintang dan galaksi pada masa awal alam semesta.
Dari populasi bintang yang diamati, sekitar 90 persen tidak diselimuti debu. Namun, para peneliti menemukan sekitar 20 bintang yang tertutup lapisan debu tebal dan berperan sebagai “pabrik debu” di galaksi tersebut.
Galaksi Dekat dengan Kondisi Mirip Alam Semesta Purba
Sextans A berjarak sekitar 4,6 juta tahun cahaya dari Bumi dan dipilih bukan semata-mata karena lokasinya yang relatif dekat. Galaksi ini memiliki komposisi kimia yang menyerupai galaksi-galaksi pertama, yaitu sangat miskin unsur berat yang dalam astronomi disebut logam.
Pada alam semesta awal, materi terutama terdiri atas hidrogen dan sejumlah kecil helium. Unsur yang lebih berat baru tersebar luas setelah generasi bintang awal mati dalam ledakan supernova dan melepaskan materinya ke medium antarbintang.
Generasi awal tersebut dikenal sebagai bintang Populasi III dan sangat miskin logam. Material hasil kematian bintang-bintang ini kemudian membantu membentuk generasi bintang berikutnya serta memperkaya lingkungan antarbintang.
| Aspek | Data Sextans A | Maknanya bagi riset |
|---|---|---|
| Jarak dari Bumi | Sekitar 4,6 juta tahun cahaya | Memungkinkan pengamatan rinci terhadap galaksi miskin logam |
| Kandungan unsur berat | Sekitar 1% hingga 7% dibandingkan Matahari | Menyerupai kondisi kimia galaksi purba |
| Bintang berdebu | Sekitar 20 bintang | Menjadi sumber utama debu di antara populasi yang diamati |
| Usia pembentukan pabrik debu | Sekitar 2 hingga 3 miliar tahun lalu | Memberi gambaran evolusi bintang bermassa rendah |
Debu Bukan Sekadar Sisa Bintang
Debu kosmik merupakan komponen penting dalam evolusi galaksi karena berkaitan dengan bahan penyusun kelahiran bintang baru. Debu juga menjadi bagian dari medium antarbintang, ruang di antara bintang-bintang yang terus berubah akibat aktivitas dan kematian bintang.
Di Sextans A, bintang-bintang penghasil debu yang ditemukan berada pada fase asymptotic red giant branch. Bintang pada fase ini diperkirakan terbentuk dari bintang awal dengan massa sekitar 1,5 kali massa Matahari.
Penemuan tersebut penting karena produksi debu pada lingkungan rendah logam masih menjadi salah satu pertanyaan dalam studi galaksi purba. Pengamatan langsung terhadap galaksi yang benar-benar berada di masa awal alam semesta masih sulit dilakukan, sehingga Sextans A menjadi laboratorium kosmik yang bernilai.
Claudio Gavetti dari Institut Nasional untuk Astrofisika atau INAF Italia menjelaskan bahwa galaksi terdekat dengan kondisi kimia serupa dapat membuka peluang besar bagi penelitian ini. “Mempelajari secara langsung galaksi-galaksi yang mendiami alam semesta awal masih sangat sulit,” ujar Gavetti.
Ia menambahkan bahwa pengamatan terhadap Sextans A membantu ilmuwan memahami evolusi generasi bintang awal dan perannya dalam mengubah medium antarbintang. Pendekatan ini memungkinkan para astronom menghubungkan kondisi galaksi lokal dengan proses yang terjadi saat alam semesta masih muda.
Peran NIRCam dan MIRI pada JWST
Tim menggunakan instrumen NIRCam atau Near-InfraRed Camera dan MIRI atau Mid-Infrared Instrument pada JWST untuk memetakan populasi bintang di Sextans A. Kombinasi pengamatan inframerah dekat dan menengah memungkinkan lapisan debu di sekitar bintang terlihat lebih jelas.
Flavia Dell’Agli dari INAF menilai kemampuan JWST membuat lingkungan semacam ini dapat dipelajari dengan rincian yang sebelumnya sulit dijangkau. “JWST memungkinkan kita mengamati lingkungan dengan detail yang belum pernah ada sebelumnya, yang hingga beberapa tahun lalu berada di luar jangkauan kita,” kata Dell’Agli.
Menurutnya, nilai data bukan hanya terletak pada gambar yang dihasilkan teleskop. Data tersebut juga dapat dibandingkan dengan model teoretis untuk menguji seberapa tepat model evolusi bintang menggambarkan proses pembentukan debu.
Hasil penelitian ini telah dipublikasikan dalam The Astrophysical Journal. Kajian terhadap Sextans A memperlihatkan bahwa bintang-bintang di galaksi miskin logam tetap dapat menyumbang debu, sebuah proses yang penting untuk menelusuri perubahan alam semesta hingga bentuknya saat ini.
