XDF, Pemandangan Terjauh Alam Semesta yang Melampaui HUDF

Kredit: NASA, ESA, G. Illingworth, D. Magee, dan P. Oesch (Universitas California, Santa Cruz), R. Bouwens (Universitas Leiden), dan Tim HUDF09

Sebagaimana para fotografer profesional menyusun portofolio foto-foto terbaik, demikian pula para astronom yang telah mengumpulkan potret-potret baru terbaik dari alam semesta.

Disebut eXtreme Deep Field (XDF), galeri foto terbaik kosmos menggabungkan data selama 10 tahun observasi menggunakan Teleskop Antariksa Hubble NASA dari satu petak langit, tepatnya di pusat wilayah Hubble Ultra Deep Field original. Wilayah petak langit XDF hanyalah sebagian kecil dari diameter sudut pandang bulan purnama.

Hubble Ultra Deep Field (HUDF) memetakan petak kecil langit di rasi Fornax yang diolah dari arsip data Hubble pada tahun 2003 dan 2004. Mengumpulkan cahaya redup dari observasi dalam hitungan jam, Hubble mengungkap eksistensi ribuan galaksi, baik di lingkungan kosmik lokal maupun di lingkungan kosmik jauh. Saat itu, HUDF menghasilkan gambar kosmos yang paling mendetail.

Perbandingan antara XDF dengan Bulan
Gambar ini membandingkan sudut bidang pandang XDF dengan ukuran sudut bulan purnama. XDF hanya memetakan satu petak kecil langit, tetapi memberikan “sampel inti” langit dengan menembus kosmos hingga lebih dari 13 miliar tahun cahaya. Beberapa ribu galaksi terkandung dalam bidang pandang yang kecil ini.
Kredit: NASA, ESA, dan Z. Levay (STScI); T. Rector, I. Dell'Antonio/NOAO/AURA/NSF, Digitized Sky Survey (DSS), STScI/AURA, Palomar/Caltech, dan UKSTU/AAO; G. Illingworth, D. Magee, P. Oesch (Universitas California, Santa Cruz), R. Bouwens (Universitas Leiden), dan Tim HUDF09

Gambar full-color XDF terbaru melampaui HUDF. XDF lebih mumpuni dalam menangkap galaksi-galaksi jauh yang lebih redup, termasuk eksposur resolusi tinggi cahaya merah dari kamera inframerah terbaru Hubble, sehingga memungkinkan studi baru tentang galaksi paling awal di alam semesta. XDF mengandung sekitar 5.500 galaksi, bahkan dalam wilayah yang bidang pandangnya lebih kecil. Galaksi-galaksi paling redup setera dengan sepersepuluh miliar kecerahan batas pengamatan mata telanjang manusia.

Galaksi spiral menakjubkan terdekat yang bentuknya mirip Bima Sakti dan galaksi Andromeda turut muncul dalam gambar ini, demikian pula dengan galaksi merah raksasa yang tidak diketahui kapan akan berhenti memproduksi bintang-bintang baru. Galaksi merah ini diperkirakan terbentuk dari interaksi dan penggabungan galaksi selama miliaran tahun. Adapun galaksi-galaksi kecil, redup dan jauh dalam bidang pandang XDF, layaknya benih galaksi yang kemudian tumbuh menjadi galaksi menakjubkan saat ini. Sejarah galaksi, mulai sejak galaksi pertama dilahirkan hingga berevolusi menjadi galaksi raksasa seperti Bima Sakti hari ini, dituangkan dalam satu gambar XDF.

Hubble diarahkan ke satu petak kecil langit selatan saat misi pemeliharaan teleskop (dilakukan selama dekade terakhir) selama 50 hari, dengan total waktu eksposur 2 juta detik. Lebih dari 2.000 gambar dari bidang pandang yang sama diambil menggunakan dua kamera utama Hubble, Advanced Camera for Surveys dan Wide Field Camera 3, yang mengupgrade visi Hubble menjadi cahaya inframerah-dekat dan dikombinasikan untuk menghasilkan gambar XDF.

“XDF adalah gambar terdalam dari langit yang pernah diperoleh, mumpuni untuk mengungkap galaksi paling redup dan paling jauh yang pernah diamati. XDF membawa kita lebih jauh ke masa lalu daripada sebelumnya,” ungkap Garth Illingworth, Peneliti Utama Program Hubble Ultra Deep Field 2009 (HUDF 2009) dari Universitas California di Santa Cruz.

Alam semesta berumur 13,7 miliar tahun, dan XDF mengungkap galaksi dalam rentang usia hingga 13,2 miliar tahun. Sebagian besar galaksi di XDF terlihat ketika berusia masih muda dan berukuran kecil, termasuk evolusi ganas tabrakan dan penggabungan antar galaksi untuk menghasilkan galaksi tunggal yang lebih besar. Alam semesta awal adalah masa kelahiran dramatis galaksi yang menampung bintang-bintang biru yang berkilau jauh lebih terang daripada Matahari. Cahaya yang dipancarkan mereka baru mencapai Bumi saat ini, dengan demikian XDF bagaikan “terowongan waktu yang mengarah jauh ke masa lalu”. Galaksi termuda yang ditemukan di XDF telah eksis 450 juta tahun setelah Big Bang, yang diyakini melahirkan alam semesta.

Kembali ke masa lalu dengan XDF
Ilustrasi ini membagi XDF ke dalam tiga bidang yang menunjukkan galaksi latar depan, latar belakang dan sangat jauh. Pembagian ini mencerminkan perbedaan zaman di alam semesta yang mengembang. Galaksi dewasa (modern) berada di latar depan yang menampilkan galaksi saat mereka terlihat kurang dari 5 miliar tahun yang lalu. Alam semesta melimpah dengan galaksi yang berevolusi antara 5-9 miliar tahun yang lalu. Lebih dari periode waktu itu, alam semesta dipenuhi oleh galaksi katai dan proto-galaksi yang berkobar dengan bintang-bintang muda.
Kredit: NASA, ESA, dan Z. Levay, F. Summers (STScI); G. Illingworth, D. Magee, dan P. Oesch (Universitas California, Santa Cruz), R. Bouwens (Universitas Leiden), dan Tim HUDF09

Sebelum Hubble diluncurkan pada tahun 1990, para astronom tidak bisa mengamati galaksi normal yang terletak 7 miliar tahun cahaya atau sekitar separuh jalan alam semesta teramati. Observasi teleskop berbasis darat tidak mampu menentukan bagaimana galaksi terbentuk dan berevolusi di alam semesta awal.

Hubble memungkinkan para astronom untuk mengintip bentuk sejati galaksi ketika masih muda dan memberikan bukti visual langsung secara meyakinkan bahwa alam semesta juga berevolusi seiring waktu. Seperti menonton setiap bingkai dari gambar yang bergerak, survei mendalam Hubble mengungkap struktur bayi alam semesta sekaligus tahapan dinamis berikutnya dari evolusi galaksi.

Kompas dan skala XDF.
Kredit: NASA, ESA, dan Z. Levay, F. Summers (STScI); G. Illingworth, D. Magee, dan P. Oesch (Universitas California, Santa Cruz), R. Bouwens (Universitas Leiden), dan Tim HUDF09

Visi inframerah Teleskop Antariksa James Webb NASA yang akan segera diluncurkan, juga akan diarahkan ke bidang pandang XDF. Sebagai teleskop antariksa paling mutakhir, Webb akan menemukan galaksi-galaksi yang jauh lebih redup dan telah terbentuk pada saat alam semesta baru berusia beberapa ratus juta tahun. Karena ekspansi kosmos, cahaya dari masa lalu yang begitu jauh direntangkan menjadi lebih panjang ke panjang gelombang inframerah. Visi inframerah Webb sangat ideal untuk mendorong XDF menyelam lebih dalam ke masa ketika bintang dan galaksi pertama terbentuk, yang mengakhiri “zaman kegelapan” alam semesta dengan cahaya mereka.

Ditulis oleh: Staf hubblesite.org

Sumber: Hubble Goes to The Extreme to Assemble Farthest Ever View of The Universe

#terimakasihgoogle