Galaksi Kuno Dalam Penglihatan Hubble

Para astronom baru saja mendapat sebuah hadiah lain dari alam semesta. Kilasan galaksi yang pernah ada tak kurang dari 500-600 juta tahun setelah Dentuman Besar, 13 milyar tahun lalu.

Galaksi yang teramati di panjang gelombang dekat infra merah oleh Teleskop Hubble. Kredit : NASA, ESA, G. Illingworth (UCO/Lick Observatory and the University of California, Santa Cruz), R. Bouwens (UCO/Lick Observatory and Leiden University) dan Tim HUDF09

Kilasan galaksi-galaksi itu berhasil dilihat dan dipotret Teleskop Hubble pada panjang gelombang dekat infra merah dengan matanya yang baru yakni Wide Field Camera 3 (WFC3) atau kamera medan luas 3 yang baru saja dipasang pada bulan Mei.
Pada panjang gelombang dekat infra merah, dapat dilakukan pendeteksian galaksi jauh. Galaksi jauh tersebut cahayanya terulur lebih panjang atau lebih merah dibanding cahaya tampak. Semakin jauh sebuah obyek, cahayanya akan semakin bergeser ke arah merah dan semakin tinggi pergeseran merahnya. Galaksi tersebut merupakan obyek paling lemah dan merah yang berhasil diamati. Tak pernah ada galaksi lain yang berhasil diketahui keberadaannya pada masa awal alam semesta.
Citra awal galaksi-galaksi tersebut pertama kali dipotret pada tahun 2004 di area yang sama menggunakan Hubble Ultra Deep Field (HUDF). Citra berikut yang diambil dan menghasilkan penemuan galaksi tua ini dilakukan Hubble pada bulan Agustus 2009 selama 4 hari dengan waktu eksposur 173000 detik.
Setelah citra diambil oleh Hubble, para astronom melakukan analisa data potongan area langit yang ukuranya 1/12 diameter bulan purnama. Para astronom ini mencoba mencari galaksi kuno yang diharapkan dapat membuka wawasan manusia akan evolusi alam semesta. Sampai saat ini, ledakan sinar gamma dengan pergeseran merah 8,2 yang memegang rekor terjauh.
Dari penelitian data yang diambil Hubble, Garth Illingworth dari University of California, Santa Cruz berhasil menemukan bukti lain dari keberadaan 3 galaksi yang pergeseran merahnya 10. Galaksi-galaksi tersebut diperkirakan keberadaannya pada saat alam semesta masih sangat muda, pada kisaran 3-4 % dari usia alam semesta saat ini. Dengan demikian bisa dikatakan galaksi-galaksi ini merupakan obyek tertua yang pernah diamati.
Penemuan Galaksi Tua dan Perdebatannya
Tapi, ternyata ketiga galaksi dengan pergeseran merah 10 bukanlah yang pertama. Rogier Windhorst dari Arizona State University di Tempe juga melaporkan keberadaan 20 galaksi dengan pergeseran merah mendekati 10. Hasil tersebut juga didapat setelah melakukan analisa dari data set yang sama. Tapi ke-20 galaksi tersebut tidak memperhitungkan keberadaan 3 galaksi yang ditemukan Illingworth.
Ke-20 galaksi dengan pergeseran merah mendekati 10 yang ditemukan pada area pengamatan yang cukup sempit justru menandakan laju pembentukan bintang yang tinggi seperti yang memang sudah diprediksikan terjadi demikian pada masa awal alam semesta.
Kedua tim ini kemudian saling berdebat mengenai standar yang digunakan dalam penentuan galaksi jauh. Bagi Illingworth standar yang digunakan Windhorst tidak terlalu ketat, sementara bagi Windhorst standar yang digunakan Illingworth terlalu konservatif.
Standar yang digunakan Illingworth jika dipadankan dengan standar Windhorst, maka 2 dari 3 galaksi yang ditemukan Illingworth tidak masuk dalam kriteria pergeseran merah tinggi milik Windhorst. Sementara menurut Illingworth standar Windhorst justru menyebabkan galaksi yang ditemukan Windhorst jadi agak besar dan tampaknya hasil penelitian mereka jadi terkontaminasi oleh galaksi terang lainnya. Akibatnya ada kemungkinan standar tersebut menyebabkan piranti lunak yang digunakan menganggap galaksi-galaksi tersebut memiliki pergeseran merah yang besar dan mendeteksi sekian banyak galaksi.
Perdebatan kedua tim memang menarik, namun seorang astronom dari California Institute of Technology di Pasadena, Richard Ellis justru menyatakan kalau tim Illingworth tampaknya telah melakukan analisa yang lebih berhati-hati dibanding Windhorst. Pada tahun 2007, Richard Ellis juga melaporkan keberadaan kandidat galaksi dengan pergeseran merah 8 dan 10 yang ia amati dengan teleskop Keck di Hawaii.

Secercah Cahaya
Kurangnya galaksi cerlang pada pergeseran merah 10 justru memberi petunjuk akan adanya epoch reionisasi di alam semesta. Periode reionisasi di alam semesta terjadi pada masa 500 juta dan 1 milyar tahun setelah terjadinya dentuman besar. Pada masa ini obyek yang sangat cerlang seperti halnya galaksi dan quasar mengionisasi medium antar galaksi. Kurangnya galaksi cerlang pada awal waktu periode reionisasi menunjukkan kalau obyek-obyek tersebut tidak memulai proses reionisasi.
Semua hal tersebut memang belum tersingkap. Masih banyak misteri yang tersimpan dan masih banyak pertanyaan yang masih belum terjawab. Dan manusia masih perlu perjalanan panjang untuk bisa memahami kondisi dan parameter yang ada di alam semesta, serta memahami galaksi-galaksi yang ada di dalamnya. Dalam pemahaman itulah sains akan dapat mengungkap satu persatu pertanyaan yang masih belum terjawab itu.?
Pengamatan lanjutan akan dilakukan oleh pengganti Hubble, James Webb Space Telescope (JWST) yang akan diluncurkan tahun 2014.
Sumber : Hubblesite, Nature