Para astronom baru-baru ini mencetak sejarah dengan merekonstruksi struktur kerangka atau "skeletal" alam semesta menggunakan tingkat detail yang belum pernah ada sebelumnya. Melalui survei paling ambisius yang pernah dijalankan oleh Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST), peta terbaru ini memaparkan perjalanan evolusi galaksi sejak masa awal kosmos.
Struktur raksasa yang berhasil dipetakan ini dikenal sebagai jaring kosmik atau cosmic web, yang sudah ada sejak sekitar 13 miliar tahun lalu. Jaring kosmik ini merupakan organisasi materi terbesar di alam semesta yang menjadi tempat bernaungnya berbagai gugusan galaksi dalam skala masif.
Komponen utama yang menyusun struktur kerangka jaring kosmik ini meliputi:
- Filamen gas raksasa yang menghubungkan antar galaksi.
- Gugusan bintang dan materi bercahaya lainnya.
- Ruang hampa atau void yang sangat luas di antara struktur.
- Lembaran materi gelap (dark matter) yang menjadi fondasi organisasi kosmos.
Setiap elemen dalam jaring kosmik tersebut berfungsi sebagai perancah yang menjaga keutuhan struktur alam semesta dalam skala besar. Informasi mengenai pemetaan ini memberikan gambaran jelas bagaimana galaksi-galaksi besar terbentuk dan berinteraksi satu sama lain.
Data Mendalam dari Program COSMOS-Web
Penelitian komprehensif ini secara resmi dipublikasikan pada 6 Mei di The Astrophysical Journal oleh tim internasional yang dipimpin peneliti dari University of California, Riverside (UCR). Mereka memanfaatkan kekayaan data dari JWST untuk membedah bagaimana faktor internal dan eksternal memengaruhi siklus hidup bintang di seluruh waktu kosmik.
Keberhasilan luar biasa ini dimungkinkan berkat program COSMOS-Web, yang merupakan inisiatif survei terbesar milik James Webb dengan total waktu pengamatan mencapai 255 jam. Survei ini memberikan perspektif baru yang jauh melampaui pencapaian teknologi antariksa generasi sebelumnya.
Beberapa keunggulan utama data dari Teleskop James Webb dibandingkan survei terdahulu:
| Fitur Pengamatan | Data COSMOS2020 (Hubble) | Data COSMOS-Web (JWST) |
|---|---|---|
| Presisi Redshift | Terbatas dan kurang akurat | Sangat tinggi untuk jarak jauh |
| Sensitivitas Cahaya | Hanya menangkap objek terang | Mampu melihat galaksi sangat redup |
| Massa Galaksi | Terfokus pada massa besar | Mendeteksi galaksi bermassa kecil |
| Jangkauan Waktu | Terbatas pada era menengah | Mencapai masa 1 miliar tahun pasca Big Bang |
Tabel di atas menunjukkan lonjakan signifikan dalam kemampuan deteksi yang memungkinkan ilmuwan melihat detail alam semesta yang sebelumnya tidak terjangkau. Resolusi tinggi ini menjadi kunci untuk memahami mengapa galaksi-galaksi tertentu berhenti melahirkan bintang baru.
Misteri Kematian Galaksi dan Penghentian Bintang
Salah satu temuan paling menarik dari peta kosmik ini adalah status galaksi-galaksi masif yang berada di lingkungan yang sangat padat. Banyak dari galaksi tersebut ditemukan dalam kondisi quiescent atau mati karena proses pembentukan bintang di dalamnya telah sepenuhnya padam.
Tim peneliti mengajukan teori bahwa fenomena ini berkaitan erat dengan ukuran massa galaksi itu sendiri. Ketika halo materi gelap yang menopang galaksi tumbuh hingga mencapai satu triliun kali massa matahari, gas di dalamnya akan memanas secara ekstrem.
Suhu gas yang sangat panas tersebut mencegah material mendingin dan berkumpul untuk membentuk bintang baru. Faktor internal ini menjadi penyebab utama berhentinya pertumbuhan galaksi-galaksi raksasa di pusat kerumunan kosmik.
Selain faktor panas, peran lubang hitam supermasif yang berada di pusat galaksi juga sangat krusial dalam proses "pembunuhan" bintang ini. Lubang hitam yang aktif akan memuntahkan semburan jet berkecepatan tinggi yang sangat mematikan bagi material pembentuk bintang.
Mekanisme penghentian pembentukan bintang yang didorong oleh massa galaksi ini tercatat mendominasi hingga sekitar 7 miliar tahun yang lalu. Durasi tersebut mencakup sekitar separuh dari total usia alam semesta yang kita kenal saat ini.
Perbedaan Evolusi di Alam Semesta Modern
Kondisi pada alam semesta yang lebih muda atau era modern ternyata menunjukkan pola yang sedikit berbeda dalam hal penghentian bintang. Di era ini, faktor lingkungan di sekitar galaksi memegang peranan yang lebih dominan dibandingkan sekadar massa galaksi itu sendiri.
Galaksi di lingkungan padat sering kali mengalami perampasan material pembentuk bintang akibat interaksi dengan galaksi tetangga. Hal ini mengakibatkan galaksi tidak lagi mampu melakukan akumulasi gas dingin yang diperlukan untuk memicu kelahiran bintang-bintang baru.
Hossein Hatamnia, astronom dari UCR dan salah satu penulis studi ini, menjelaskan peran vital jaring kosmik dalam siklus pertumbuhan galaksi tersebut. Ia menyebutkan bahwa jaring kosmik memengaruhi galaksi sebelum, selama, dan setelah masa puncak pertumbuhannya.
Pada masa awal semesta, wilayah yang padat justru menjadi tempat di mana galaksi tumbuh dengan sangat cepat dan agresif. Namun, seiring berjalannya waktu, kepadatan lingkungan tersebut justru menjadi faktor penghambat yang menghentikan aktivitas pembentukan bintang secara permanen.
Teknologi canggih pada JWST kini telah mengubah pandangan manusia terhadap struktur skala besar di luar angkasa. Objek-objek yang sebelumnya hanya tampak sebagai gumpalan buram kini terlihat jelas sebagai galaksi kuno yang redup namun penuh detail sejarah.
Bahram Mobasher, profesor fisika dan astronomi di UCR, menekankan bahwa lompatan resolusi ini merupakan pencapaian signifikan bagi dunia sains. Berkat James Webb, manusia kini bisa mengamati jaring kosmik saat alam semesta baru berusia beberapa ratus juta tahun.
Sebagai bentuk keterbukaan informasi ilmiah, katalog yang berisi sekitar 164.000 galaksi hasil pemetaan ini telah dirilis. Data tersebut kini dapat diakses oleh publik dan peneliti di seluruh dunia untuk dipelajari lebih lanjut guna mengungkap rahasia kosmos lainnya.
