Science, ElrolumNews – Ada satu kelompok bintang yang sampai sekarang belum pernah benar-benar dilihat secara langsung oleh astronom: Population III, generasi bintang pertama yang diperkirakan lahir ketika alam semesta masih sangat muda.
Kini, James Webb Space Telescope memberikan petunjuk baru.
Dalam penelitian yang diterbitkan di Nature Astronomy pada 29 September 2026, para astronom melaporkan penemuan 17 galaksi dalam satu lingkungan yang sangat miskin unsur berat, dengan kandungan logam rata-rata hanya sekitar 3 persen dari kandungan logam Matahari.
Lingkungan tersebut berada di dekat sebuah wilayah gas yang sebelumnya telah menunjukkan pola unsur kimia yang dianggap konsisten dengan kemungkinan pengayaan oleh bintang generasi pertama. Para peneliti mengatakan lingkungan yang relatif belum banyak mengalami evolusi kimia ini dapat menjadi tempat yang menjanjikan untuk mencari sidik jari kimia Population III.
Namun ada satu hal yang perlu ditegaskan sejak awal:
James Webb belum memotret bintang pertama alam semesta.
Yang ditemukan adalah sebuah lingkungan galaksi yang mungkin membantu astronom menemukan jejak mereka.
Ketika alam semesta belum memiliki unsur berat
Pada awal alam semesta, hampir seluruh materi biasa tersusun dari unsur paling ringan, terutama hidrogen dan helium.
Unsur-unsur yang lebih berat—yang dalam astronomi sering disebut “logam”—belum tersedia dalam jumlah berarti. Unsur seperti karbon, oksigen, silikon, besi, dan berbagai unsur lainnya kemudian diproduksi melalui proses nuklir di dalam bintang dan dilepaskan kembali ke ruang antarbintang melalui kematian bintang, termasuk ledakan supernova.
Karena itu, semakin miskin kandungan unsur berat sebuah sistem, semakin menarik sistem tersebut bagi astronom yang ingin memahami tahap awal evolusi kimia alam semesta.
Population III diperkirakan lahir dari gas yang hampir hanya terdiri atas hidrogen dan helium. Mereka menjadi generasi awal yang kemudian mulai mengubah lingkungan kosmik dengan menghasilkan dan menyebarkan unsur-unsur baru.
Jejak kimia mereka mungkin masih dapat ditemukan—meskipun bukan dalam bentuk bintang yang sama.
Masalahnya: bintang pertama mungkin sudah lama mati
Population III diperkirakan hidup pada masa sangat awal setelah Big Bang.
Bintang-bintang tersebut kemungkinan memiliki peran penting dalam mengubah lingkungan di sekitarnya. Setelah sebagian di antaranya berakhir, unsur-unsur yang mereka hasilkan dapat tersebar ke gas antarbintang.
Masalahnya, bintang Population III yang hidup miliaran tahun lalu tidak harus masih ada hingga sekarang.
Sebagian mungkin telah berumur pendek dan berakhir jauh sebelum alam semesta mencapai kondisi seperti sekarang.
Karena itu, astronom mencari sesuatu yang berbeda:
bukan bintangnya, melainkan sidik jari kimia yang ditinggalkannya.
Dalam penelitian terbaru ini, para peneliti menggunakan JWST untuk mencari lingkungan galaksi yang masih sangat miskin unsur berat sehingga pola kimia purba berpotensi lebih mudah dikenali.
17 galaksi dengan kandungan logam hanya sekitar 3 persen Matahari
Hasil pengamatan JWST mengidentifikasi sebuah overdensity, yaitu wilayah dengan konsentrasi galaksi yang lebih tinggi daripada lingkungan rata-rata.
Jumlahnya mencapai 17 galaksi yang terkonfirmasi.
Yang membuat kelompok ini menarik adalah tingkat metalisitasnya. Rata-rata kandungan logam galaksi-galaksi tersebut hanya sekitar 3 persen dari kandungan logam Matahari.
Dalam istilah sederhana, lingkungan tersebut masih sangat miskin unsur-unsur berat dibandingkan galaksi yang lebih matang.
Para peneliti juga menemukan bahwa tingkat metalisitas kelompok tersebut sekitar 0,4 dex lebih rendah dibandingkan galaksi-galaksi sezaman yang berada di lingkungan overdense serupa.
Ini memberikan petunjuk bahwa proses pengayaan kimia di wilayah tersebut berlangsung lebih lambat atau memiliki sejarah yang berbeda.
Dan justru kondisi seperti itulah yang dicari.
Sebuah quasar menjadi “lampu latar” kosmik
Penelitian ini berawal dari sesuatu yang sangat jauh: sebuah quasar bernama SDSS J0100+2802.
Quasar adalah inti galaksi yang sangat terang, ditenagai oleh materi yang jatuh menuju lubang hitam supermasif.
Karena cahayanya sangat kuat, quasar dapat berfungsi seperti lampu latar alami.
Ketika cahaya quasar menempuh perjalanan menuju Bumi, sebagian cahaya melewati awan gas yang berada di antara quasar dan kita.
Atom-atom dalam gas tersebut menyerap panjang gelombang tertentu.
Dengan mempelajari pola penyerapan itu, astronom dapat mengetahui unsur-unsur yang terdapat di dalam gas tersebut meskipun gasnya sendiri tidak terlihat secara langsung.
Pada garis pandang menuju SDSS J0100+2802 terdapat sebuah metal absorber pada redshift z = 5,945. Pola kelimpahan karbon dan silikon di dalamnya sebelumnya dinilai konsisten dengan beberapa model pengayaan oleh Population III.
Di sinilah penemuan JWST menjadi menarik.
Astronom kemudian menemukan kelompok galaksi yang sangat miskin logam di sekitar lingkungan tersebut.
Alam semesta muda meninggalkan sidik jari kimia
Mengapa keberadaan gas miskin logam begitu penting?
Bayangkan alam semesta sebagai sebuah laboratorium yang secara perlahan menjadi semakin “terkontaminasi” oleh produk bintang.
Setiap generasi bintang menghasilkan unsur-unsur baru.
Ketika unsur-unsur tersebut masuk ke gas antarbintang, generasi bintang berikutnya terbentuk dari bahan yang semakin kaya unsur berat.
Akibatnya, semakin jauh sebuah sistem dari kondisi primordial, biasanya semakin kompleks pula sejarah kimianya.
Tetapi kelompok 17 galaksi yang diamati Webb tampaknya relatif tertinggal dalam proses tersebut.
Rata-rata metalisitas sekitar 3 persen Matahari menunjukkan bahwa lingkungan tersebut masih menyimpan kondisi yang jauh lebih primitif dibandingkan banyak galaksi lain pada zaman kosmik yang sama.
Itulah sebabnya para peneliti menganggapnya sebagai tempat yang menjanjikan untuk mencari pengaruh generasi bintang pertama.
Bukan berarti 17 galaksi itu berisi bintang pertama
Di sinilah hasil penelitian harus dibaca secara hati-hati.
Penemuan tersebut tidak membuktikan bahwa Population III berada di dalam ke-17 galaksi tersebut.
Penelitian menunjukkan bahwa lingkungan itu memiliki kondisi yang mungkin membantu mempertahankan atau mengungkap jejak kimia dari Population III.
Dengan kata lain, Webb menemukan lokasi yang menjanjikan untuk pencarian, bukan jawaban final mengenai identitas bintang pertama.
Perbedaan ini penting.
Dalam astronomi, sebuah pola kimia yang cocok dengan model tertentu belum otomatis membuktikan bahwa satu-satunya penjelasannya adalah Population III.
Diperlukan pengamatan lebih lanjut untuk membedakan berbagai kemungkinan sumber pengayaan tersebut.
Jejak yang mungkin bertahan lebih lama daripada bintangnya
Salah satu gagasan penting dalam penelitian ini adalah bahwa tanda-tanda kimia dari Population III dapat bertahan di lingkungan gas meskipun bintang asalnya sudah lama tidak ada.
Bintang pertama diperkirakan memiliki pengaruh besar terhadap lingkungan sekitarnya.
Ketika bintang tersebut menghasilkan unsur baru dan menyebarkannya, materi tersebut dapat menjadi bagian dari gas yang kemudian digunakan untuk membentuk generasi bintang berikutnya.
Dalam kondisi tertentu, sebagian wilayah dapat tetap relatif miskin logam dan menyimpan informasi tentang proses pengayaan awal.
Karena itu, astronom dapat menggunakan komposisi gas dan galaksi sebagai semacam arsip sejarah.
Seperti membaca fosil untuk memahami kehidupan masa lalu, astronom mencoba membaca unsur-unsur kimia untuk memahami bintang yang mungkin sudah lama menghilang.
Mengapa penemuan ini terjadi pada masa reionisasi?
Galaksi-galaksi tersebut terlihat ketika alam semesta masih berada pada tahap awal evolusinya, menjelang akhir periode yang dikenal sebagai reionisasi.
Reionisasi merupakan fase ketika cahaya dari generasi awal bintang dan sumber energi lainnya secara bertahap mengubah gas hidrogen netral di alam semesta menjadi keadaan terionisasi.
Penelitian baru ini menunjukkan bahwa pada masa tersebut masih terdapat lingkungan galaksi yang sangat miskin logam.
Ini memberi astronom gambaran yang lebih rumit tentang bagaimana pengayaan kimia berlangsung.
Tidak semua wilayah alam semesta muda berkembang dengan kecepatan yang sama.
Beberapa lingkungan dapat mengalami pembentukan bintang dan pengayaan unsur secara lebih cepat, sementara wilayah lainnya mempertahankan karakteristik yang lebih primitif.
Webb membantu mencari “fosil” kosmik
Keunggulan James Webb bukan hanya kemampuannya melihat sangat jauh.
JWST juga dapat menguraikan cahaya inframerah menjadi spektrum.
Dari spektrum tersebut, astronom dapat mencari tanda-tanda unsur tertentu dan memperkirakan karakteristik fisik galaksi yang sangat jauh.
Dalam penelitian ini, data JWST digunakan untuk mengidentifikasi anggota kelompok galaksi sekaligus mempelajari kandungan logamnya. Data tersebut kemudian dikombinasikan dengan informasi spektroskopi lain untuk memahami hubungan antara kelompok galaksi dan absorber di sepanjang garis pandang quasar.
Hasilnya adalah gambaran yang jauh lebih lengkap daripada sekadar sebuah titik cahaya di langit.
Astronom kini memiliki sebuah lingkungan kosmik yang dapat dipelajari secara lebih mendalam.
Ada kemungkinan Population III terbentuk lebih lambat dari dugaan sederhana
Penelitian tersebut juga menghasilkan implikasi menarik mengenai kapan dan di mana Population III dapat terbentuk.
Analisis para peneliti memberikan estimasi massa minimum halo materi gelap sekitar:
log(Mh,min/M☉) = 10,68⁺⁰·⁹³₋¹·⁷².
Hasil tersebut konsisten dengan kemungkinan bahwa Population III masih dapat terbentuk pada tahap yang relatif terlambat, di bagian luar halo yang cukup besar untuk mendinginkan gas hidrogen atomik.
Artinya, pembentukan bintang pertama mungkin tidak berhenti seketika setelah alam semesta mulai dipenuhi generasi bintang berikutnya.
Dalam lingkungan tertentu, kondisi yang mendukung pembentukan bintang yang sangat miskin logam mungkin bertahan lebih lama.
Ini merupakan salah satu alasan mengapa kelompok galaksi tersebut menarik untuk penelitian lanjutan.
Kita belum melihat awal alam semesta secara langsung
Ada godaan untuk menyebut setiap galaksi sangat jauh sebagai “foto masa lalu alam semesta”.
Secara prinsip memang benar bahwa cahaya membutuhkan waktu untuk mencapai kita.
Tetapi yang lebih menarik adalah bahwa pengamatan seperti ini memungkinkan astronom menyusun kembali sejarah kosmik dari bukti-bukti yang sangat tipis.
Sebuah absorber dalam perjalanan cahaya quasar.
Tujuh belas galaksi yang tampak sangat miskin logam.
Pola karbon dan silikon.
Sebuah model tentang bagaimana bintang pertama dapat memperkaya lingkungan.
Semua potongan tersebut kemudian dirangkai menjadi satu gambaran mengenai alam semesta ketika usianya masih sangat muda.
Penemuan ini baru membuka pintu
Jika pengamatan berikutnya menemukan pola kimia yang sama di lingkungan serupa, keyakinan terhadap hubungan antara wilayah tersebut dan pengayaan Population III dapat semakin kuat.
Sebaliknya, jika pengamatan lebih rinci menunjukkan bahwa pola tersebut dapat dijelaskan oleh generasi bintang yang lebih muda, maka interpretasinya harus disesuaikan.
Itulah cara ilmu pengetahuan bekerja.
Penemuan ini bukan akhir pencarian bintang pertama.
Justru sebaliknya.
James Webb mungkin baru saja membantu astronom menemukan salah satu tempat terbaik untuk mencari jejak mereka.
Dan ketika teleskop generasi berikutnya mengamati kelompok galaksi seperti ini dengan sensitivitas yang lebih tinggi, para astronom mungkin akhirnya dapat menentukan apakah unsur-unsur yang mereka lihat benar-benar merupakan warisan dari bintang-bintang pertama yang pernah menerangi alam semesta.
Untuk saat ini, 17 galaksi miskin logam tersebut menjadi semacam arsip kosmik—sebuah lingkungan yang mungkin menyimpan cerita tentang masa ketika alam semesta baru belajar membuat bintang.
Sumber Berita
Nature Astronomy — Zihao Li dkk., First-star imprints in a metal-poor galaxy overdensity near the end of reionization, diterbitkan 29 September 2026.
arXiv — Zihao Li dkk., First-star imprints in a metal-poor galaxy overdensity near the end of reionization, arXiv:2606.31638; versi penelitian diperbarui 8 September 2026.
Nature — Early Universe Research — ringkasan penelitian tentang jejak bintang pertama dan galaksi miskin logam.
Nature Astronomy — Research Articles 2026 — publikasi dan konteks penelitian astronomi terbaru terkait alam semesta awal.
