PARA astronom berhasil menyingkap rahasia penting mengenai pembentukan debu kosmik yang memenuhi alam semesta pada masa awal kelahirannya. Menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST), para peneliti mempelajari bagaimana galaksi-galaksi purba memproduksi debu yang menjadi bahan utama lahirnya bintang baru dan perkembangan galaksi.
Meskipun JWST memiliki kemampuan yang sangat canggih, mengamati detail proses di galaksi purba yang berjarak sangat jauh masih memiliki keterbatasan. Untuk mengatasi kendala tersebut, tim peneliti memfokuskan pengamatan pada galaksi kerdil Sextans A yang berjarak sekitar 4,6 juta tahun cahaya dari Bumi. Galaksi ini dipilih karena memiliki kondisi kimia yang mirip dengan galaksi-galaksi pertama di alam semesta, yaitu sangat miskin unsur berat atau logam, sebutan astronom untuk unsur yang lebih berat dari hidrogen dan helium.
Pemimpin tim penelitian dari Institut Nasional untuk Astrofisika (INAF) Italia, Claudio Gavetti, menjelaskan alasan di balik pendekatan ini.
“Mempelajari secara langsung galaksi-galaksi yang mendiami alam semesta awal masih sangat sulit. Oleh karena itu, mengamati galaksi terdekat seperti Sextans A, yang memiliki kondisi kimia serupa, memberi kita kesempatan berharga untuk memahami bagaimana generasi bintang pertama berevolusi dan peran apa yang mereka mainkan dalam mengubah medium antarbintang,” ujar Gavetti.
Pada era awal alam semesta, kondisi kimia masih sangat sederhana dan didominasi oleh hidrogen serta sedikit helium. Generasi bintang pertama, yang dikenal sebagai bintang Populasi III, tercatat sangat miskin logam. Ketika bintang-bintang ini mati dalam ledakan supernova, mereka menyebarkan unsur-unsur berat ke medium antarbintang yang kemudian memicu lahirnya generasi bintang berikutnya. Sextans A sendiri diperkirakan hanya memiliki 1 persen hingga 7 persen unsur berat jika dibandingkan dengan Matahari, menjadikannya perantara ideal untuk meneliti galaksi purba.
Dengan memanfaatkan instrumen NIRCam (Near-InfraRed Camera) dan MIRI (Mid-Infrared Instrument) pada JWST, para ilmuwan memetakan populasi bintang di Sextans A pada fase evolusi asymptotic red giant branch. Hasilnya menunjukkan bahwa sekitar 90 persen bintang dalam fase ini tidak diselimuti debu. Namun, tim menemukan sekitar 20 bintang yang terbungkus lapisan debu tebal. “Pabrik debu” ini diperkirakan terbentuk antara 2 hingga 3 miliar tahun lalu dari bintang yang awalnya memiliki massa sekitar 1,5 kali massa Matahari.
Anggota tim peneliti dari INAF, Flavia Dell’Agli, menekankan peran vital JWST dalam pencapaian ini.
“JWST memungkinkan kita mengamati lingkungan dengan detail yang belum pernah ada sebelumnya, yang hingga beberapa tahun lalu berada di luar jangkauan kita. Nilai dari data ini tidak hanya terletak pada gambarnya, tetapi pada kemampuannya untuk dibandingkan dengan model teoretis dan memverifikasi seberapa tepat model tersebut menggambarkan evolusi bintang,” kata Dell’Agli.
Penelitian yang dipublikasikan dalam The Astrophysical Journal ini menjadi langkah besar dalam menyusun gambaran utuh tentang bagaimana alam semesta berevolusi hingga menjadi seperti yang kita lihat hari ini. (Space/Z-2)
