 |
| Kredit: NASA, ESA, S. Beckwith (STScI) dan Tim HUDF |
Para astronom di Space Telescope Science Institute (STScI) telah mempublikasikan potret
terjauh dari wilayah alam semesta teramati yang pernah dicapai oleh umat manusia.
Disebut Hubble Ultra Deep Field
(HUDF), tangkapan gambar selama satu juta detik ini mengungkap galaksi-galaksi
pertama yang menyembul dari “zaman kegelapan”, sebuah era tak lama setelah Big Bang ketika bintang-bintang pertama kembali memanaskan dan menyinari alam
semesta yang dingin dan gelap. HUDF menawarkan wawasan baru tentang jenis objek yang menerangi alam semesta di masa lampau.
Pemandangan bersejarah ini adalah
dua gambar terpisah yang diambil oleh instrumen Advanced Camera for Surveys (ACS) dan Near Infrared Camera dan Multi-object Spectrometer (NICMOS) Teleskop Antariksa Hubble. Kedua gambar mengungkap eksistensi galaksi-galaksi
yang terlalu redup untuk diamati oleh jajaran teleskop berbasis darat atau bahkan bidang
pandang Hubble sebelumnya, Hubble Deep
Fields (HDFs).
“Hubble membawa kita ke puncak Big Bang itu sendiri,” ungkap penanggung jawab proyek HUDF Massimo
Stiavelli dari STScI di Baltimore Maryland. Kombinasi gambar ACS dan NICMOS akan digunakan untuk mencari galaksi
yang telah eksis antara 400-800 juta tahun (sesuai dengan kisaran nilai pergeseran
merah, 7-12) setelah Big Bang. Pertanyaan kunci yang harus dijawab oleh tim adalah apakah alam semesta tampak sama ketika baru berusia antara 1-2 miliar tahun.
 |
| Gambar Hubble Ultra Deep Field yang menangkap sekitar 10.000 galaksi |
Bidang pandang HUDF mengandung sekitar 10.000
galaksi. Dalam gambar berbasis darat, bidang langit lokasi galaksi-galaksi berada yang hanya sepersepuluh diameter Bulan purnama di langit Bumi, sebagian besar hampa. Wilayah bidang pandang HUDF berada di bawah rasi Orion.
Gambar final ACS yang dihimpun oleh Anton
Koekemoer dari STScI dipenuhi berbagai galaksi dari berbagai ukuran, bentuk dan warna. Selain melimpah dengan galaksi klasik tipe spiral
dan elips, ada pula galaksi-galaksi aneh yang seolah mengotori bidang pandang.
Beberapa terlihat seperti tusuk gigi, sementara yang lain seperti mata rantai
gelang. Beberapa dari mereka terlihat berinteraksi secara gravitasi. Bentuk
aneh mereka sama sekali tidak bisa dibandingkan dengan kemasyhuran galaksi spiral dan elips
yang kita lihat hari ini. Galaksi-galaksi aneh ini menandai masa ketika alam
semesta lebih kacau, yang selanjutnya mengarah ke keteraturan struktur
galaksi.
Diinstal pada tahun 2002, bidang pandang dan
sensitivitas ACS dua kali lebih baik
daripada instrumen lama Wide Field
Planetary Camera 2 yang diinstal di Teleskop Antariksa Hubble pada tahun 1993. “Efisiensi ACS dalam penemuan-penemuan
besar sedang dieksploitasi dalam survei langit seperti HUDF,” kata
Stiavelli.
NICMOS menatap kosmos lebih jauh daripada ACS. NICMOS
mengungkap galaksi-galaksi terjauh yang pernah diamati, karena ekspansi kosmos telah membentangkan cahaya ke bagian spektrum inframerah-dekat. “NICMOS
menyediakan konten ilmiah tambahan krusial untuk studi kosmologis HUDF,” jelas Rodger Thompson, peneliti utama NICMOS dari Universitas Arizona. ACS memang telah menemukan
galaksi yang telah eksis 800 juta tahun setelah Big Bang (pada nilai pergeseran
merah 7), tetapi NICMOS mungkin telah melihat galaksi yang sudah eksis hanya
400 juta tahun setelah kelahiran kosmos (pada nilai pergeseran merah 12).
Thompson harus mengkonfirmasi penemuan NICMOS dengan studi tindak lanjut.
“Gambar-gambar itu seolah mempersiapkan langkah estafet berikutnya, dari NICMOS Teleskop Antariksa Hubble
ke Teleskop Antariksa James Webb,” Thompson menambahkan. “Gambar NICMOS menjangkau ke
jarak dan waktu yang akan ditelusuri oleh Webb dengan sensitivitas yang jauh
lebih tajam.” Selain galaksi-galaksi jauh, gelombang inframerah yang lebih panjang lebih sensitif terhadap galaksi yang secara intrinsik merah, seperti galaksi elips
dan galaksi yang memiliki warna merah karena tingginya tingkat penyerapan debu.
Seluruh bidang pandang HUDF juga diamati menggunakan
kamera canggih spektograf “grisma”, prisma hibrida dan kisi difraksi. “Spektrum
grisma telah menghasilkan identifikasi sekitar seribu objek. Termasuk di
antaranya adalah beberapa titik cahaya merah dan redup dalam gambar ACS,
kandidat utama untuk galaksi jauh,” kata Sangeeta Malhotra, peneliti utama studi tindak lanjut grima ACS Ultra Deep Field dari STScI. “Berdasarkan
identifikasi itu, beberapa objek di antaranya adalah galaksi-galaksi terjauh
dan termuda yang pernah diamati. Spektrum grisma juga membedakan antara jenis
objek sangat merah lainnya, seperti galaksi merah berdebu berusia tua, quasar dan bintang katai dingin.”
Evolusi galaksi terjadi begitu cepat, sehingga
perubahan terpenting mereka berlangsung dalam satu miliar tahun setelah Big Bang. “Meskipun
HDF mampu mengungkap galaksi-galaksi saat mereka masih muda, HUDF
mengungkap mereka sebagai balita yang terjerat dalam periode perubahan
perkembangan yang cepat,” pungkas Stiavelli.
Instrumen ACS Hubble memungkinkan para
astronom untuk melihat galaksi yang 2-4 kali lebih redup dan sangat sensitif terhadap radiasi
inframerah-dekat yang memungkinkan para astronom untuk “memetik” beberapa galaksi pertama penghuni kosmos. HUDF akan memegang rekor sebagai pemandangan
terjauh kosmos sampai NASA dan ESA meluncurkan Teleskop Antariksa James
Webb.
Meskipun saat ini jajaran teleskop berbasis
darat telah mengintip objek yang eksis hanya 500 juta tahun setelah big bang
(pada nilai pergeseran merah 10), mereka membutuhkan bantuan dari efek pelensaan gravitasi. Namun ACS dapat mengungkap galaksi tipikal pada jarak yang sangat jauh ini. Bahkan
teleskop berbasis darat optik adaptif yang jauh lebih besar tidak bisa mereproduksi pemandangan seperti itu. Gambar ACS membutuhkan serangkaian eksposur yang diambil selama 400 kali orbit Hubble mengitari Bumi.
Observasi HUDF dimulai tanggal 24 September
2003 dan berakhir 16 Januari 2004. Kamera ACS seukuran bilik telepon mampu menangkap
foton cahaya purba yang telah menjelajahi alam semesta bahkan sebelum Bumi eksis.
Foton cahaya dari benda langit paling redup tiba layaknya tetesan satu foton
per menit, dibandingkan dengan jutaan foton per menit dari galaksi yang lebih
dekat.
Sama seperti HDF, data terbaru ini diharapkan
dapat menggembleng komunitas astronomi dan menghasilkan puluhan makalah ilmiah yang akan menawarkan wawasan baru tentang kelahiran dan evolusi
galaksi.
Ditulis oleh: Staf hubblesite.org
Komentar
Posting Komentar