Buku Sejarah Alam Semesta dalam Satu Gambar

Para astronom telah menyusun “buku sejarah” terbesar dan terlengkap dari galaksi-galaksi di alam semesta hanya dalam satu gambar, menggunakan rangkaian data observasi Teleskop Antariksa Hubble NASA selama 16 tahun.

Mosaik kosmos ini dirakit dari sekitar 7.500 eksposur gambar dan menghasilkan potret terluas dari alam semesta jauh yang mengandung 265.000 galaksi 500 tahun setelah Big Bang. “Buku sejarah” kosmos menceritakan evolusi galaksi dalam kurun waktu 13,3 miliar tahun yang lalu hingga sekarang.

Mosaik mengungkap evolusi galaksi yang mengarah ke galaksi raksasa seperti yang dapat diamati di lingkungan kosmik terdekat.

Upaya ambisius Hubble Legacy Field ini menggabungkan pengamatan beberapa survei deep-field Hubble, termasuk eXtreme Deep Field (XDF) yang menyediakan pemandangan terjauh kosmos. Rentang panjang gelombang membentang dari cahaya ultraviolet hingga inframerah-dekat, sekaligus mengabadikan fitur-fitur utama perakitan galaksi seiring waktu.

Kredit: NASA, ESA, G. Illingworth dan D. Magee (Universitas California, Santa Cruz), K. Whitaker (Universitas Connecticut), R. Bouwens (Universitas Leiden), P. Oesch (Universitas Jenewa) dan Tim Hubble Legacy Field

“Kami melampaui survei deep-field dan telah memanen banyak galaksi jauh dari rangkaian data terbesar yang pernah diproduksi Hubble,” ungkap Garth Illingworth dari Universitas California di Santa Cruz, penanggung jawab tim yang menyusun buku sejarah kosmos. “Gambar ini memuat sejarah lengkap pertumbuhan galaksi di alam semesta, sejak dari bayi galaksi hingga tumbuh menjadi galaksi raksasa.”

Tidak ada gambar lain yang dapat melampauinya sampai teleskop antariksa masa depan diluncurkan. “Kami telah merakit mosaik sebagai alat bantu yang bisa digunakan oleh komunitas astronom di seluruh dunia,” tambah Illingworth. “Kami berharap survei ini menyediakan pemahaman yang lebih mendalam, koheren dan lebih baik terkait evolusi alam semesta selama beberapa tahun mendatang.”

Mosaik kosmos juga menghasilkan katalog besar galaksi-galaksi jauh. “Pengukuran resolusi tinggi terhadap sejumlah besar galaksi dalam katalog ini memungkinkan studi ekstragalaktik dalam skala luas,” jelas peneliti utama katalog Katherine Whitaker Universitas Connecticut di Storrs. “Survei semacam ini kerap menghasilkan penemuan tak terduga yang berdampak besar atas pemahaman kita terhadap evolusi galaksi.”

Adegan video dimulai dari pemandangan ribuan galaksi di Hubble Ultra Deep Field dan mengarah ke Hubble Legacy Field yang mengandung 265.000 galaksi.
Kredit: NASA, ESA, G. Illingworth (Universitas California, Santa Cruz) dan G. Bacon (STScI)

Galaksi adalah “penjuru kosmik”, seperti yang pernah digambarkan oleh astronom Edwin Hubble satu abad yang lalu. Galaksi memungkinkan para astronom untuk melacak ekspansi kosmos, memberikan petunjuk pada fisika yang mendasari kosmos, menunjukkan kapan elemen kimiawi pertama kali muncul dan pada akhirnya mengarah pembentukan tata surya kita dan kehidupan.

Pemandangan alam semesta dalam skala yang lebih luas ini mengandung sekitar 30 kali jumlah galaksi daripada survei deep-field sebelumnya. Meskipun wilayah ruang “buku sejarah” kosmos ini hanya mencakup wilayah langit selebar Bulan purnama, XDF mampu menembus kosmos jauh ke masa lalu.

The Legacy Field juga mengungkap kumpulan benda langit yang tidak biasa. Sebagian besar adalah sisa-sisa fenomena penggabungan galaksi, suatu masa di alam semesta awal ketika galaksi-galaksi muda berukuran kecil saling bertabrakan dan bergabung untuk menjadi galaksi yang lebih besar.

Grafik ini membandingkan dimensi Hubble Legacy Field di langit dengan ukuran sudut Bulan. Hubble Legacy Field adalah salah satu pemandangan terluas kosmos yang pernah diambil menggunakan Hubble. Potret terbaru, sebuah mosaik dari hampir 7.500 eksposur gambar mencakup wilayah langit hampir selebar Bulan purnama. Legacy Field dan Bulan, masing-masing memperlihatkan sudut sekitar setengah derajat di langit.
Kredit: Hubble Legacy Field Image: NASA, ESA, G. Illingworth dan D. Magee (Universitas California, Santa Cruz); Gambar Bulan: NASA, Pusat Penerbangan Antariksa Goddard dan Universitas Negeri Arizona

Mengumpulkan semua data observasi bukanlah tugas yang mudah, karena mosaik terdiri dari 31 karya kolektif program Hubble yang dihasilkan berbagai tim astronom. Hubble telah menghabiskan lebih banyak waktu di wilayah kecil langit ini daripada di wilayah lain, total waktu yang dihabiskan mencapai lebih dari 250 hari.

“Tujuan kami adalah untuk mengumpulkan 16 tahun eksposur menjadi sebuah gambar warisan,” jelas penanggung jawab pemrosesan gambar Dan Magee dari Universitas California di Santa Cruz. “Sebelumnya, sebagian besar eksposur tidak pernah dirakit secara konsisten untuk dapat dimanfaatkan oleh para astronom. Setelah ini, para astronom dapat memilih data di Legacy Field dan menjadikannya basis penelitian. Cara ini sangat praktis karena memudahkan pengumpulan data sebelum melakukan analisis ilmiah.”

Buku sejarah kosmos telah tersedia untuk komunitas astronomi di seluruh dunia dan dapat diakses melalui Mikulski Archive for Space Telescopes (MAST). MAST yang bermarkas di Space Telescope Science Institute di Baltimore, Maryland, adalah database online astronomi dari data yang dikumpulkan oleh Hubble dan misi NASA lainnya.

Teleskop Antariksa Hubble telah menempuh perjalanan panjang untuk mengambil “sampel inti” alam semesta jauh. Setelah diluncurkan pada tahun 1990, para astronom mendiskusikan apakah sebagian waktu operasional Hubble layak digunakan untuk mengambil potongan kecil bidang langit yang tampak kosong. Gambar Hubble Deep Field yang dihasilkan pada tahun 1995 menangkap beberapa ribu galaksi hanya dalam satu jepretan.

Upaya ini mendemonstrasikan kemampuan terbaik Hubble yang mempersiapkan panggung untuk pengambilan gambar bidang langit masa depan. Pada tahun 2002, Advanced Camera for Surveys Hubble bahkan berhasil mengungkap 10.000 galaksi hanya dalam satu kali jepretan. Para astronom menggunakan eksposur gambar yang diambil oleh Wide Field Camera 3 (WFC3) Hubble, instrumen yang dipasang di Hubble pada tahun 2009 untuk merakit jepretan eXtreme Deep Field pada tahun 2012. Tidak seperti kamera Hubble sebelumnya, WFC3 mencakup rentang panjang gelombang yang lebih luas dari ultraviolet hingga inframerah-dekat.

Mosaik gambar terbaru ini adalah karya pertama dari serangkaian gambar Hubble Legacy Field. Tim sedang mengerjakan rangkaian gambar kedua yang disusun dari lebih dari 5.200 eksposur Hubble, di area lain langit. Di masa depan, tim berharap dapat memperluas jangkauan berbagai panjang gelombang dari galeri gambar lama dan memasukkan data inframerah dengan panjang gelombang yang lebih panjang, termasuk observasi sinar-X berenergi tinggi dari dua Observatorium Besar NASA lainnya, Teleskop Antariksa Spitzer dan Observatorium Sinar-X Chandra.

Ratusan ribu galaksi di dalam gambar Field Legacy adalah target utama jajaran teleskop masa depan. “Field Legacy telah mempersiapkan panggung untuk Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST) NASA,” pungkas Illingworth. “Legacy Field adalah pemandu WFIRST, yang akan menangkap gambar 100 kali lipat lebih tajam daripada Hubble. Hanya dalam waktu tiga minggu observasi, WFIRST akan membuat para astronom merakit bidang langit dua kali lebih baik daripada Hubble Legacy Field.”

Selain itu, Teleskop Antariksa James Webb NASA yang akan segera diluncurkan, memungkinkan para astronom untuk mendorong legacy field mengungkap pertumbuhan ‘bayi’ galaksi. Cakupan inframerah Webb akan melampaui batasan Hubble dan Spitzer, dan akan membantu para astronom untuk mengidentifikasi galaksi-galaksi pertama yang terbentuk di alam semesta.

Ditulis oleh: Staf www.nasa.gov, editor: Rob Garner

Sumber: Hubble Astronomers Assemble Wide View of the Evolving Universe

#terimakasihgoogle