Info Astronomy - Alam semesta hari ini sangat jauh berbeda dengan alam semesta pada saat baru saja terbentuk. Bintang-bintang tidak langsung tiba-tiba ada, sehingga pada awalnya alam semesta begitu gelap tanpa bintang. Nah, kapan bintang pertama terbentuk? Para astronom baru-baru ini menemukan sisa-sisa supernovanya.
Menggunakan Very Large Telescop (VLT) milik European Southern Observatory (ESO), para astronom berhasil menemukan tiga awan gas yang komposisi kimiawinya cocok dengan apa yang diharapkan dari ledakan bintang-bintang pertama di alam semesta. Temuan ini membawa kita satu langkah lebih dekat untuk memahami sifat bintang-bintang pertama yang terbentuk setelah Big Bang.
Menurut para astronom, bintang-bintang pertama yang terbentuk di alam semesta sangat berbeda dari bintang-bintang yang kita lihat hari ini. Bintang pertama diperkirakan terbentuk sekitar 13,5 miliar tahun yang lalu, atau 200 juta tahun setelah Big Bang, yang diketahui hanya terdiri atas elemen-elemen seperti hidrogen dan helium, unsur kimia paling sederhana di alam semesta.
Bintang-bintang ini diyakini memiliki massa puluhan atau ratusan kali lebih besar dari Matahari kita dan hidup dengan waktu singkat sebelum kemudian meledak dalam supernova. Nah, supernova inilah fenomena yang akhirnya memperkaya gas di sekitarnya dengan unsur yang lebih berat untuk pertama kalinya.
Generasi bintang berikutnya yang muncul kemudian terbentuk dari gas yang lebih kaya, dan pada gilirannya memperkaya unsur yang lebih berat ketika mereka juga mati.
Bintang-bintang pertama ini sekarang memang telah lenyap, tetapi para astronom tidak kehabisan akal untuk bisa menelitinya. Bintang-bintang primitif ini dapat dipelajari secara tidak langsung dengan mendeteksi unsur kimiawi yang mereka sebarkan di lingkungan sekitar mereka setelah kematiannya.
Nah, sisa-sisa bintang-bintang pertama di alam semesta itu adalah nebula atau awan gas. Bergantung pada massa bintang-bintang awal dan energi ledakannya, supernova pertama ini melepaskan berbagai elemen kimia seperti karbon, oksigen, dan magnesium, yang ada di lapisan terluar bintang. Namun, sebagian dari ledakan itu tidak cukup energetik untuk melontarkan elemen yang lebih berat seperti besi, yang hanya ditemukan di inti bintang.
Untuk mencari tanda-tanda bintang-bintang pertama yang meledak sebagai supernova berenergi rendah, tim astronom mencari awan gas jauh yang miskin besi tapi kaya akan elemen lainnya. Dan mereka menemukannya: tiga awan jauh di alam semesta awal yang mengandung sangat sedikit besi tapi kaya akan karbon dan elemen lainnya. Inilah sisa ledakan bintang-bintang pertama!
Komposisi kimia yang aneh seperti ini sebelumnya juga telah diamati pada banyak bintang tua di galaksi kita, yang oleh para astronom dianggap sebagai bintang generasi kedua yang terbentuk secara langsung dari "abu" bintang-bintang pertama. Studi baru ini juga menemukan abu semacam itu di alam semesta awal, sehingga menambah satu kepingan yang hilang dalam teka-teki ini.
Untuk mendeteksi dan mempelajari awan gas yang jauh ini, tim astronom menggunakan suar cahaya yang dikenal sebagai quasar, yaitu sumber cahaya yang sangat terang yang ditenagai oleh lubang hitam supermasif di pusat galaksi yang sangat jauh. Ketika cahaya dari quasar menjelajah alam semesta, ia melewati awan gas di mana berbagai elemen kimiawi meninggalkan jejak pada cahaya.
Untuk menemukan jejak kimiawi ini, tim astronom menganalisis data dari beberapa quasar yang diamati dengan instrumen X-shooter pada VLT milik ESO. X-shooter memecah cahaya menjadi rentang panjang gelombang yang sangat luas, atau warna, yang menjadikannya instrumen unik untuk mengidentifikasi berbagai elemen kimia yang berbeda di awan-awan jauh.
Fakta Menarik: Matahari kita juga terbentuk dari "abu" bintang generasi sebelum Matahari, yang membentuk awan gas yang disebut Nebula Surya. Dari Nebula Surya, terbentuk banyak bintang saudara Matahari yang kini sudah terpencar-pencar.
Sumber:
- Saccardi, A., Salvadori, S., ... & Lopez, S. (2023). Evidence of first stars-enriched gas in high-redshift absorbers. The Astrophysical Journal.
- Karlsson, T., Bromm, V., & Bland-Hawthorn, J. (2013). Pregalactic metal enrichment: the chemical signatures of the first stars. Reviews of Modern Physics, 85(2), 809.
- Lahén, N., Naab, T., Kauffmann, G., Szécsi, D., Hislop, J. M., Rantala, A., ... & Hu, C. Y. (2023). Formation of star clusters and enrichment by massive stars in simulations of low-metallicity galaxies with a fully sampled initial stellar mass function. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, stad1147.