Perpustakaan Digital ITB

Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji evolusi kerapatan laju pembentukan bintang (Star Formation Rate Density, SFRD) di alam semesta melalui analisis Star Formation Rate (SFR), fungsi luminositas H?, dan diagram BPT (Baldwin, Phillips & Terlevich) pada berbagai rentang redshift. Data yang digunakan berasal dari tiga survei besar dengan cakupan redshift yang saling melengkapi, yaitu JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey) pada rentang 0.62 < z < 6.82, 3D-HST (Hubble Space Telescope) pada rentang 0.01 < z < 5.89, dan SDSS (Sloan Digital Sky Survey) pada rentang 0.00022 < z < 0.39721. Untuk menjaga konsistensi analisis, setiap survei diwakili oleh satu dataset utama, yaitu JADES Medium Resolution Grating Spectra GOODS-N, 3D-HST GOODS-N, dan SDSS Starforming. Nilai SFR dihitung berdasarkan luminositas intrinsik garis emisi H? dengan menerapkan koreksi atenuasi debu, kemudian digunakan untuk mengonstruksi fungsi luminositas H? pada berbagai bin redshift menggunakan pendekatan fungsi Schechter. Fungsi luminositas tersebut selanjutnya diintegrasikan untuk memperoleh nilai SFRD pada setiap rentang redshift. Diagram BPT berbasis rasio garis emisi [O III]/H?, [S II]/H?, dan [N II]/H? digunakan untuk mengidentifikasi mekanisme ionisasi gas dan mengevaluasi kontribusi aktivitas inti galaksi aktif (AGN). Hasil penelitian menunjukkan bahwa SFRD mengalami peningkatan dari redshift rendah (z = 0.00022) menuju redshift menengah hingga mencapai puncaknya pada z ? 2.155, kemudian menurun pada redshift yang lebih tinggi. Hasil ini mendekati studi oleh Madau & Dickinson (2014) yang mendapatkan puncak SFRD pada redshift z ? 1.9. Nilai SFRD kemudian menurun setelah puncak sampai redshift mendekati 4. Namun pada redshift z ? 4.236, nilai SFRD kembali mengalami kenaikan. Akan tetapi, ini masih berada dalam rentang prediksi model evolusi SFRD yang dijelaskan oleh Hopkins & Beacom (2006). Analisis diagram BPT pada berbagai rentang redshift menunjukkan adanya evolusi sifat ionisasi galaksi yang jelas terhadap redshift. Pada redshift rendah (0 ? z ? 1.5) yang merepresentasikan alam semesta lokal, distribusi galaksi pada diagram BPT [S II] dan [N II] masih mengikuti pola klasik alam semesta lokal. Pola ini mencerminkan kondisi medium antarbintang (ISM) yang telah berkembang dengan metalisitas relatif tinggi. Pada redshift mevi nengah (1.5 ? z ? 2.5) yang merepresentasikan masa cosmic noon, galaksi menunjukkan peningkatan rasio [O III]/H? yang signifikan akibat ionisasi kuat oleh bintang muda masif. Selain itu, rasio [N II]/H? cenderung meningkat, yang mengindikasikan tingkat kandungan nitrogen yang melimpah seiring bertambahnya metalisitas gas. Pada diagram BPT [S II], peningkatan rasio [S II]/H? juga teramati, yang dapat dikaitkan dengan kontribusi ionisasi dari gelombang kejut, yang diakibatkan oleh aktivitas supernova atau interaksi antar galaksi. Sementara itu, pada redshift tinggi (z ? 2.5) yang merepresentasikan masa awal alam semesta (early universe), galaksi menunjukkan rasio [O III]/H? yang sangat tinggi sebagai akibat adanya ionisasi oleh bintang masif panas bermetalisitas rendah (metal-poor) tanpa adanya kontribusi ionisasi oleh AGN. Namun, rasio [N II]/H? dan [S II]/H? tidak menunjukkan peningkatan yang signifikan, yang mencerminkan rendahnya metalisitas gas untuk rasio [N II]/H?, serta kondisi daerah HII yang sangat padat sehingga emisi [S II] cenderung teredam untuk rasio [S II]/H?.