Sebuah tim ilmuwan internasional telah mengungkap keberadaan galaksi spiral raksasa di alam semesta dini yang memiliki ukuran tiga kali lipat dibandingkan galaksi serupa pada periode yang sama.
Galaksi cakram merupakan formasi datar yang berotasi, dihuni oleh bintang, gas, serta debu yang mengorbit pusatnya. Tata Surya kita sendiri berputar di dalam cakram Galaksi Bima Sakti.
Swinburne Technological University menjadi satu-satunya institusi riset asal Australia yang terlibat dalam studi global ini. Riset tersebut telah dipublikasikan dalam jurnal astronomi prestisius dan didasarkan pada pengamatan teleskop luar angkasa canggih, termasuk James Webb Space Telescope (JWST).
Dr. Themiya Nanayakkara, seorang ahli pemodelan spektral galaksi dari Swinburne, tergabung dalam tim internasional yang menyusun strategi observasi menggunakan JWST hingga akhirnya berhasil mengidentifikasi galaksi spektakuler ini.
“Kapan dan bagaimana cakram galaksi terbentuk telah menjadi teka-teki yang luar biasa,” ungkapnya. “Melihat galaksi cakram yang besar dan teratur saat alam semesta baru berusia 2,4 miliar tahun memaksa kita untuk meninjau kembali seberapa cepat dan efisiennya alam dalam membangun struktur kosmik.
“Galaksi ini tidak hanya menantang model pembentukan awal yang kita miliki saat ini, tetapi juga menunjukkan bahwa lingkungan dengan kepadatan tinggi dan kaya akan gas dapat menjadi tempat lahir bagi raksasa pertama di jagat raya.”
Observasi ini berfokus pada suatu wilayah langit yang dihuni oleh quasar bercahaya dengan pergeseran merah z = 3,25. Dengan demikian, galaksi yang diteliti diperkirakan berasal dari 11 miliar tahun yang lalu atau sekitar 2 miliar tahun pasca Dentuman Besar.
Memanfaatkan data terbaru dari JWST yang dikumpulkan melalui dua instrumen andalan, yakni NIRCam dan NIRSpec, Dr. Nanayakkara dan timnya berhasil mengidentifikasi galaksi dalam struktur yang padat serta menganalisis pergeseran merah, morfologi, dan dinamika geraknya—semua faktor ini menjadi kunci dalam mengklasifikasikan galaksi cakram.
“Pengamatan kami secara kebetulan mengarah pada penemuan galaksi cakram yang luar biasa dalam wilayah penelitian kami,” jelasnya. “Galaksi ini, yang dinamakan ‘Roda Besar’, memiliki jari-jari optik sekitar 10 kiloparsec (kpc), setidaknya tiga kali lebih besar dibandingkan prediksi simulasi kosmologi saat ini.”
Hasil analisis lebih lanjut yang berbasis pada data NIRSpec mengonfirmasi bahwa galaksi ini memiliki cakram yang berotasi dengan kecepatan sekitar 300 km/s. Nilai ini lebih besar dibandingkan cakram galaksi lain yang telah dikonfirmasi secara sinematik di era yang sama, tetapi sebanding dengan dimensi cakram terbesar di alam semesta modern.
Dr. Nanayakkara juga menyoroti bahwa galaksi ini terbentuk dalam lingkungan yang sangat padat, yang mengindikasikan bahwa kondisi fisik tertentu dapat mendukung pembentukan cakram sejak dini.
“Mengingat kelangkaan galaksi sebanding dengan Roda Besar dalam simulasi kosmologi yang ada, kemungkinan ada faktor fisik yang belum sepenuhnya terakomodasi dalam model pembentukan galaksi saat ini. Secara khusus, lingkungan yang menjadi tuan rumah galaksi jenis ini cenderung mengalami interaksi intens, seperti tabrakan dan aliran gas.
“Oleh karena itu, jika cakram ini mampu mempertahankan bentuknya meskipun berada di lingkungan yang begitu dinamis, ada kemungkinan merger galaksi dalam area ini tidak bersifat destruktif atau bahwa momentum sudut dari aliran gas yang masuk telah diselaraskan dengan cakram galaksi.”
Studi terdahulu mengindikasikan bahwa quasar yang diamati merupakan bagian dari struktur skala besar yang disebut proto-galaxy group, sebuah wilayah dengan konsentrasi tinggi galaksi, gas, serta lubang hitam supermasif—menjadikannya area dengan tingkat kepadatan ekstrem.
Penelitian ini membuka jalan bagi eksplorasi lebih dalam terhadap lingkungan padat tersebut, yang hingga kini masih menjadi salah satu aspek paling minim terjamah dalam studi kosmologi, ujar Dr. Nanayakkara.
“Dengan pengamatan lebih lanjut, kita dapat membangun katalog statistik cakram raksasa di alam semesta awal dan membuka perspektif baru dalam memahami fase awal evolusi galaksi.”
