Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) kembali mencetak sejarah dengan menguak misteri evolusi galaksi spiral seperti Bima Sakti. Para astronom, layaknya arkeolog kosmik, menggunakan JWST untuk menelusuri jejak pembentukan galaksi-galaksi purba yang terbentuk hingga 11 miliar tahun lalu. Lebih dari seratus galaksi cakram menjadi objek penelitian untuk mengungkap asal-usul struktur unik yang menjadi ciri khas galaksi spiral.
Fokus utama penelitian ini adalah memahami mengapa galaksi spiral memiliki dua lapisan bintang yang berbeda: cakram tebal dan cakram tipis. Masing-masing cakram memiliki populasi bintang dengan karakteristik dan pergerakan yang berbeda pula.
Untuk menyingkap rahasia formasi "cakram ganda" ini, tim peneliti menganalisis 111 galaksi yang tampak dari sisi samping (edge-on) dari Bumi. Ini adalah momen pertama bagi astronom untuk mempelajari struktur cakram tebal dan tipis pada galaksi yang berasal dari masa-masa awal alam semesta.
"Pengukuran ketebalan cakram galaksi di masa lampau adalah langkah penting bagi studi teoritis, dan hanya mungkin dengan resolusi tinggi JWST," ungkap pemimpin riset.
Kemampuan JWST untuk menembus debu kosmik dan mendeteksi bintang redup yang berumur tua memungkinkan para astronom untuk membedakan dan mengukur ketebalan dua jenis cakram bintang dalam galaksi secara terpisah.
Urutan Kejadian: Cakram Tebal, Lalu Cakram Tipis
Studi ini mengklasifikasikan 111 galaksi menjadi dua kategori: galaksi dengan cakram ganda dan galaksi dengan satu cakram. Hasilnya menunjukkan bahwa cakram tebal terbentuk lebih dulu, berisi bintang-bintang purba, diikuti oleh kemunculan cakram tipis di kemudian hari.
Waktu pembentukan kedua jenis cakram ini ternyata bergantung pada ukuran (massa) galaksi. Galaksi dengan massa besar cenderung membentuk cakram tipis sekitar 8 miliar tahun yang lalu, sementara galaksi bermassa kecil baru mengalaminya saat berusia sekitar 4 miliar tahun.
"Sungguh mengejutkan melihat cakram tipis sudah terbentuk 8 miliar tahun lalu," kata salah satu anggota tim peneliti.
Peran Gas Kosmik dalam Pembentukan Cakram
Untuk mengungkap pemicu transisi ini, tim peneliti menganalisis data pergerakan gas menggunakan teleskop ALMA di Chili. Hasilnya menunjukkan bahwa gas turbulen di alam semesta awal mendorong pembentukan bintang secara besar-besaran, yang menghasilkan cakram bintang tebal.
Seiring waktu, gas menjadi lebih stabil dan tenang, memungkinkan terbentuknya cakram bintang tipis yang menyelimuti bagian dalam galaksi. Proses ini terjadi lebih cepat di galaksi bermassa besar karena mereka lebih efisien dalam mengubah gas menjadi bintang, sehingga gas lebih cepat habis.
Menariknya, waktu terjadinya transisi ini sesuai dengan fase pertumbuhan cakram tipis Bima Sakti, sesuai dengan teori pembentukan galaksi kita.
