Kredit gambar: ESO
Menggunakan instrumen inframerah-inframerah ISAAC pada ESO's Very Large Telescope, dan efek pembesaran dari lensa gravitasi, tim astronom Perancis dan Swiss [2] telah menemukan beberapa galaksi samar yang diyakini paling jauh diketahui.
Studi spektroskopi lebih lanjut dari salah satu kandidat ini telah memberikan alasan kuat untuk apa yang sekarang menjadi pemegang rekor baru - dan sejauh ini - dari galaksi paling jauh yang dikenal di Semesta.
Dinamai Abell 1835 IR1916, galaksi yang baru ditemukan memiliki pergeseran merah 10 [3] dan terletak sekitar 13.230 juta tahun cahaya. Oleh karena itu terlihat pada saat Alam Semesta hanya 470 juta tahun muda, yaitu, hampir 3 persen dari usia saat ini.
Galaksi purba ini tampaknya sepuluh ribu kali lebih kecil dari Galaksi kita, Bimasakti. Mungkin saja di antara objek kelas pertama yang mengakhiri Abad Kegelapan Alam Semesta.
Penemuan luar biasa ini mengilustrasikan potensi teleskop berbasis darat yang besar dalam domain inframerah-dekat untuk penjelajahan Alam Semesta yang sangat awal.
Menggali masa lalu
Seperti ahli paleontologi yang menggali lebih dalam dan lebih dalam untuk menemukan sisa-sisa tertua, para astronom mencoba melihat lebih jauh dan lebih jauh untuk meneliti alam semesta yang sangat muda. Pencarian pamungkas? Menemukan bintang dan galaksi pertama yang terbentuk tepat setelah Big Bang.
Lebih tepatnya, para astronom mencoba menjelajahi "wilayah tak dikenal" terakhir, batas antara "Abad Kegelapan" dan "Cosmic Renaissance".
Tidak lama setelah Big Bang, yang sekarang diyakini telah terjadi sekitar 13.700 juta tahun yang lalu, Semesta jatuh ke dalam kegelapan. Radiasi peninggalan dari bola api primordial telah direntangkan oleh ekspansi kosmik menuju panjang gelombang yang lebih panjang dan belum ada bintang atau quasar yang dapat menerangi ruang yang luas. Semesta adalah tempat yang dingin dan buram. Era suram ini karena itu cukup masuk akal dijuluki "Abad Kegelapan".
Beberapa ratus juta tahun kemudian, generasi pertama bintang dan, kemudian masih, galaksi dan quasar pertama, menghasilkan radiasi ultraviolet yang intens, secara bertahap mengangkat kabut di atas Semesta.
Ini adalah akhir Zaman Kegelapan dan, dengan istilah yang lagi diambil dari sejarah manusia, kadang-kadang disebut sebagai "Cosmic Renaissance".
Para astronom mencoba untuk menentukan kapan - dan bagaimana - tepatnya Abad Kegelapan selesai. Ini membutuhkan pencarian objek paling jauh, sebuah tantangan yang hanya bisa diambil oleh teleskop terbesar, dikombinasikan dengan strategi pengamatan yang sangat cermat.
Menggunakan Teleskop Gravitasi
Dengan munculnya teleskop kelas 8-10 meter, kemajuan spektakuler telah dicapai selama dekade terakhir. Memang sejak saat itu menjadi mungkin untuk mengamati dengan beberapa ribu galaksi dan quasar dengan jarak hampir 12 miliar tahun cahaya (yaitu hingga pergeseran merah 3 [3]). Dengan kata lain, para astronom sekarang dapat mempelajari galaksi-galaksi individual, pembentukannya, evolusi, dan sifat-sifat lainnya lebih dari 85% dari sejarah masa lalu Semesta.
Lebih jauh di masa lalu, bagaimanapun, pengamatan galaksi dan quasar menjadi langka. Saat ini, hanya segelintir galaksi yang sangat redup terlihat sekitar 1.200 hingga 750 juta tahun setelah Big Bang (pergeseran merah 5-7). Selain itu, pingsan sumber-sumber ini dan fakta cahayanya digeser dari optik ke inframerah dekat sejauh ini sangat membatasi penelitian.
Sebuah terobosan penting dalam pencarian galaksi yang terbentuk paling awal ini sekarang telah dicapai oleh tim astronom Prancis dan Swiss [2] menggunakan ESO Very Large Telescope (VLT) yang dilengkapi dengan instrumen inframerah-sensitif dekat ISAAC. Untuk mencapai ini, mereka harus menggabungkan efek amplifikasi cahaya dari sekelompok galaksi - Teleskop Gravitasi - dengan kekuatan pengumpul cahaya VLT dan kondisi langit yang sangat baik yang berlaku di Paranal.
Mencari galaksi yang jauh
Perburuan benda-benda samar yang sulit ditangkap seperti itu menuntut pendekatan tertentu.
Pertama-tama, gambar yang sangat dalam dari sekelompok galaksi bernama Abell 1835 diambil menggunakan instrumen inframerah-dekat ISAAC pada VLT. Cluster masif yang relatif dekat seperti itu mampu membelokkan dan menguatkan cahaya sumber latar belakang - sebuah fenomena yang disebut Gravitational Lensing dan diprediksi oleh teori Relativitas Umum Einstein.
Amplifikasi alami ini memungkinkan para astronom mengintip galaksi-galaksi yang jika tidak akan terlalu redup untuk dilihat. Dalam kasus galaksi yang baru ditemukan, cahaya diperkuat sekitar 25 hingga 100 kali! Dikombinasikan dengan kekuatan VLT, dengan demikian dimungkinkan untuk mengambil gambar dan bahkan mengambil spektrum galaksi ini. Memang, amplifikasi alami secara efektif meningkatkan aperture VLT dari 8,2-m menjadi 40-80 m.
Gambar IR dekat dekat yang diambil pada panjang gelombang yang berbeda telah memungkinkan para astronom untuk mengkarakterisasi sifat beberapa ribu galaksi dalam gambar dan untuk memilih beberapa dari mereka sebagai galaksi yang berpotensi sangat jauh. Menggunakan gambar yang diperoleh sebelumnya yang diambil di Teleskop Kanada-Prancis-Hawaii (CFHT) di Mauna Kea dan gambar dari Teleskop Luar Angkasa Hubble, kemudian telah diverifikasi bahwa galaksi-galaksi ini memang tidak terlihat dalam optik. Dengan cara ini, enam kandidat galaksi redshift tinggi diakui yang cahayanya dipancarkan ketika alam semesta berusia kurang dari 700 juta tahun.
Untuk mengonfirmasi dan mendapatkan penentuan yang lebih tepat tentang jarak salah satu galaksi ini, para astronom memperoleh Waktu Wewenang Direktur untuk menggunakan lagi ISAAC pada VLT, tetapi kali ini dalam mode spektroskopi. Setelah beberapa bulan menganalisis data dengan cermat, para astronom yakin telah mendeteksi fitur spektral yang lemah tapi jelas dalam domain inframerah-dekat. Para astronom telah membuat kasus yang kuat bahwa fitur ini pasti merupakan garis emisi alfa-Lyman yang khas dari objek-objek ini. Garis ini, yang terjadi di laboratorium pada panjang gelombang 0,1216? M, yaitu, dalam ultraviolet, telah direntangkan ke inframerah dekat pada 1,34? M, membuat Abell 1835 IR1916 galaksi pertama yang diketahui memiliki pergeseran merah sebesar 10.
Galaksi paling jauh yang dikenal hingga saat ini
Ini adalah kasus terkuat untuk pergeseran merah yang melebihi catatan dikonfirmasi secara spektroskopi saat ini di z = 6,6 dan kasus pertama pergeseran ganda dua digit. Menskalakan usia Semesta hingga seumur hidup seseorang (80 tahun, katakanlah), catatan yang dikonfirmasi sebelumnya menunjukkan balita empat tahun. Dengan pengamatan saat ini, kami memiliki gambar anak ketika ia berusia dua setengah tahun.
Dari gambar-gambar galaksi ini yang diperoleh di berbagai wavebands, para astronom menyimpulkan bahwa ia sedang mengalami periode pembentukan bintang yang intens. Tetapi jumlah bintang yang terbentuk diperkirakan "hanya" 10 juta kali massa matahari, sekitar sepuluh ribu kali lebih kecil dari massa Galaksi kita, Bima Sakti.
Dengan kata lain, apa yang dilihat para astronom adalah blok bangunan pertama dari galaksi-galaksi besar masa kini. Temuan ini sangat sesuai dengan pemahaman kita saat ini tentang proses pembentukan galaksi yang berkaitan dengan penumpukan berturut-turut galaksi besar yang terlihat hari ini melalui berbagai penggabungan "blok bangunan", galaksi yang lebih kecil dan lebih muda yang terbentuk di masa lalu.
Ini adalah blok bangunan yang mungkin telah menyediakan sumber cahaya pertama yang mengangkat kabut di atas Semesta dan mengakhiri Abad Kegelapan.
Untuk Roser Pell ?, dari Observatoire Midi-Pyr? N? Es (Prancis) dan co-leader tim, “pengamatan ini menunjukkan bahwa dalam kondisi langit yang sangat baik seperti yang ada di Observatorium Paranal ESO, dan menggunakan lensa gravitasi yang kuat, pengamatan langsung galaksi jauh yang dekat dengan Abad Kegelapan layak dengan teleskop berbasis darat terbaik. "
Co-leader tim lainnya, Daniel Schaerer dari Observatorium Jenewa dan Universitas (Swiss), bersemangat: "Penemuan ini membuka jalan bagi penjelajahan bintang dan galaksi pertama di masa awal Semesta."
Informasi lebih lanjut
Informasi yang disajikan dalam Siaran Pers ini didasarkan pada artikel penelitian di jurnal penelitian Eropa "Astronomi & Astrofisika" (A&A, volume 416, halaman L35; "Pengamatan ISAAC / VLT terhadap galaksi lensa di z = 10.0" oleh Roser Pell? , Daniel Schaerer, Johan Richard, Jean-Fran? Ois Le Borgne, dan Jean-Paul Kneib). Ini tersedia di web di situs web EDP.
Penjelasan dan gambar tambahan tersedia di halaman web penulis, di http://obswww.unige.ch/sfr dan http://webast.ast.obs-mip.fr/galaxies/
Sumber Asli: Siaran Berita ESO
