Teleskop FAST China Menulis Ulang Kisah Mengapa Pembentukan Bintang Melambat
Selama beberapa dekade, para astronom menyaksikan alam semesta menjadi semakin sunyi. Galaksi dulunya sangat sibuk, mengubah gas dingin menjadi bintang-bintang baru, tetapi aktivitas itu menurun tajam selama miliaran tahun. Penjelasan utamanya sederhana: galaksi kehabisan bahan bakar. Gas hidrogen dingin, bahan mentah bintang, dianggap terus terkonsumsi dan tidak pernah digantikan cukup cepat.
Sebuah studi internasional baru menunjukkan kisah itu tidak lengkap. Tim internasional yang melibatkan Observatorium Astronomi Nasional China, Observatorium Astronomi Shanghai, dan Universitas Shanghai Jiao Tong menggabungkan dua instrumen paling kuat di dunia untuk mengukur berapa banyak hidrogen netral — gas dingin yang memberi makan pembentukan bintang — yang sebenarnya ada selama 4,5 miliar tahun terakhir.
Instrumen tersebut adalah Teleskop Radio Sferis Apertur Lima Ratus Meter, yang dikenal sebagai FAST, di Provinsi Guizhou, dan Instrumen Spektroskopi Energi Gelap, atau DESI, di Arizona. FAST adalah teleskop radio piringan tunggal terbesar di dunia, dan sensitivitasnya membuatnya luar biasa baik dalam mendeteksi sinyal hidrogen yang lemah. DESI, sementara itu, memetakan jutaan galaksi di seluruh volume ruang yang sangat besar. Bersama-sama, keduanya menawarkan cara untuk membandingkan laju pembentukan bintang dengan pasokan gas pada skala waktu kosmik yang sama.
Hasilnya, yang diterbitkan dalam jurnal Nature Astronomy, adalah keduanya tidak sejalan. Pembentukan bintang telah melemah secara dramatis, tetapi reservoir hidrogen netral tidak mengering pada laju yang sama. Dengan kata lain, galaksi masih mengandung banyak bahan mentah untuk bintang. Yang tampaknya hilang adalah kemampuan untuk mengolahnya.
Temuan ini mengalihkan perhatian dari pasokan ke proses. Gas harus mendingin, menggumpal, dan runtuh di bawah gravitasi sebelum dapat menyala menjadi bintang, dan setiap langkah itu dapat terganggu. Aliran keluar yang didorong oleh bintang yang meledak, pemanasan dari lubang hitam supermasif, atau turbulensi sederhana dari galaksi yang menua semuanya dapat membuat gas terlalu hangat atau terlalu tersebar untuk runtuh secara efisien. Galaksi bisa kaya gas namun tetap hampir steril.
Pembingkaian ulang ini penting karena menyentuh salah satu pertanyaan sentral dalam evolusi galaksi: mengapa era pembentukan bintang alam semesta memuncak miliaran tahun lalu dan terus meredup sejak saat itu. Jika kehabisan bahan bakar bukan penyebab utama, model tentang bagaimana galaksi tumbuh, menua, dan akhirnya menjadi sunyi perlu direvisi.
Bagi komunitas astronomi China, karya ini juga merupakan tonggak dalam kolaborasi internasional. FAST diusulkan dan dibangun di China, tetapi sainsnya yang paling berharga semakin banyak berasal dari memadukannya dengan instrumen di tempat lain. Observasi radio dapat melacak gas dingin yang tidak dapat dilihat oleh survei optik, sementara survei spektroskopi besar menyediakan sampel statistik yang tidak dapat dikumpulkan oleh satu teleskop sendirian.
Ada juga pelajaran yang lebih luas bagi siapa pun yang mengamati langit. Sejarah kosmik bukanlah kisah pengurasan yang sederhana, seperti api yang membakar kayu terakhirnya. Ini lebih terlihat seperti dapur yang masih memiliki bahan di rak tetapi telah kehilangan koki-kokinya. Memahami mengapa — dan apakah perlambatan itu dapat dibalik di galaksi mana pun — akan membuat para astronom sibuk selama bertahun-tahun, dan akan membuat tim seperti ini terus mengarahkan piringan dan spektrograf mereka ke bagian langit yang sama.