Penemuan Oksigen di Galaksi Jauh Ungkap Peristiwa Awal Alam Semesta

KOMPAS.com - Para astronom telah menemukan oksigen di galaksi paling jauh yang pernah diamati manusia, JADES-GS-z14-0, yang terbentuk hanya sekitar 300 juta tahun setelah Big Bang. Penemuan luar biasa ini menunjukkan bahwa galaksi-galaksi awal mungkin berkembang jauh lebih cepat dari yang selama ini kita perkirakan.

JADES-GS-z14-0 pertama kali ditemukan tahun 2024 melalui pengamatan teleskop luar angkasa James Webb (JWST). Cahaya dari galaksi ini telah menempuh jarak sekitar 13,4 miliar tahun cahaya untuk mencapai Bumi. Artinya, kita melihat galaksi ini sebagaimana keadaannya saat alam semesta baru berusia kurang dari 2% dari usianya saat ini.

Yang membuat galaksi ini mencengangkan adalah hasil pengamatan lanjutan menggunakan teleskop ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) di Gurun Atacama, Chili. Dengan alat ini, dua tim ilmuwan yang bekerja secara terpisah berhasil mendeteksi keberadaan unsur oksigen di dalam galaksi tersebut.

Baca juga: Teleskop James Webb Ungkap Galaksi Tersembunyi di Balik Tornado Kosmik

Oksigen: Tanda Galaksi yang Sudah Matang

Oksigen adalah unsur kimia yang tidak muncul begitu saja di alam semesta awal. Ia terbentuk di dalam bintang-bintang, kemudian tersebar ke lingkungan sekitar saat bintang-bintang tersebut meledak sebagai supernova. Kehadiran oksigen dalam sebuah galaksi menandakan bahwa bintang-bintang telah hidup dan mati, menyebarkan unsur-unsur berat, dan menandai bahwa galaksi itu sudah mengalami proses evolusi kimia.

Karena itulah, para astronom sangat terkejut ketika menemukan bahwa galaksi yang begitu muda ini sudah mengandung oksigen dalam jumlah signifikan.

“Ini seperti menemukan seorang remaja di tempat yang seharusnya hanya ada bayi,” kata Sander Schouws, kandidat PhD dari Leiden Observatory dan penulis utama studi yang dipimpin tim Belanda.

Baca juga: Ilmuwan Temukan Galaksi Terkecil yang Pernah Diamati

ESO/M. Kornmesser Ini adalah gambaran artistik dari JADES-GS-z14-0, yang hingga saat ini merupakan galaksi terjauh yang dikonfirmasi. Galaksi-galaksi di alam semesta awal cenderung menggumpal dan tidak teratur. Ledakan supernova di galaksi ini akan menyebarkan unsur-unsur berat yang terbentuk di dalam bintang, seperti oksigen, yang kini telah terdeteksi dengan Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).

Pembentukan Galaksi Lebih Cepat dari Dugaan

Selama ini, para ilmuwan mengira bahwa di usia 300 juta tahun, alam semesta masih terlalu muda untuk memiliki galaksi yang telah berkembang secara kimiawi. Namun, observasi terhadap JADES-GS-z14-0 menunjukkan bahwa galaksi ini 10 kali lebih kaya akan unsur berat dibandingkan dengan apa yang diperkirakan untuk masa itu.

“Saya benar-benar tercengang oleh hasil ini karena membuka pandangan baru tentang fase-fase awal evolusi galaksi,” ujar Stefano Carniani, ilmuwan dari Scuola Normale Superiore di Pisa, Italia, yang memimpin studi terpisah.

Kedua penelitian ini memberikan bukti kuat bahwa proses pembentukan dan evolusi galaksi bisa terjadi jauh lebih cepat dari yang selama ini diasumsikan dalam teori-teori kosmologi.

Baca juga: Astronom Temukan Galaksi UFO Misterius di Balik Debu Kosmik

Pengukuran Jarak yang Sangat Presisi

Selain mengungkap kandungan kimianya, pengamatan menggunakan ALMA juga memungkinkan para ilmuwan untuk mengukur jarak galaksi ini dengan akurasi yang luar biasa tinggi.

“Deteksi oksigen dengan ALMA memungkinkan kami mengukur jarak galaksi ini dengan tingkat ketepatan 0,005 persen. Ini setara dengan mengetahui jarak 1 kilometer dengan akurasi sampai 5 sentimeter,” jelas Eleonora Parlanti, mahasiswa doktoral di Scuola Normale Superiore dan rekan penulis studi.

Tingkat presisi ini membantu para astronom memahami galaksi jauh dengan lebih akurat—dari komposisi, umur, hingga proses pembentukannya.

Baca juga: Fenomena Misterius di Pusat Galaksi Mungkin Ungkap Materi Gelap Baru

JWST dan ALMA: Kolaborasi Dua Kekuatan Observasi

Galaksi JADES-GS-z14-0 awalnya ditemukan oleh JWST, teleskop luar angkasa paling canggih yang pernah diluncurkan. Namun, penemuan oksigen dan konfirmasi jaraknya dilakukan oleh ALMA, teleskop radio darat yang sangat sensitif terhadap gelombang milimeter dan submilimeter.

“Penemuan ini menunjukkan betapa hebatnya kombinasi JWST dan ALMA dalam mengungkap asal-usul dan evolusi galaksi-galaksi pertama di alam semesta,” ungkap Rychard Bouwens, anggota tim dari Leiden Observatory.

Astronom dari European Southern Observatory, Gergö Popping, yang tidak terlibat langsung dalam studi, juga mengomentari pentingnya hasil ini:

“Saya benar-benar terkejut melihat deteksi oksigen yang begitu jelas di JADES-GS-z14-0. Ini menyiratkan bahwa galaksi bisa terbentuk lebih cepat setelah Big Bang dibandingkan yang selama ini kami duga.”

Penemuan ini bukan hanya mencatatkan rekor galaksi terjauh, tapi juga menunjukkan bahwa alam semesta pada usia 300 juta tahun sudah memiliki galaksi yang matang secara kimiawi. Ini memaksa para ilmuwan untuk meninjau ulang teori-teori tentang pembentukan galaksi awal.

Dengan alat-alat canggih seperti JWST dan ALMA, kita kini mampu mengintip ke masa paling awal dalam sejarah alam semesta—dan yang kita temukan ternyata jauh lebih kompleks dan menakjubkan dari yang kita bayangkan sebelumnya.

Baca juga: Apakah Mungkin Ada Kehidupan Lain di Galaksi Kita?