Kredit gambar: Teleskop Subaru
Teleskop Subaru, yang berpusat di Jepun, telah mengesan galaksi paling jauh yang pernah direkodkan pada jarak 12.8 bilion tahun cahaya. Pasukan projek Subaru Deep Field menemui 70 calon objek yang jauh, dengan menggunakan penapis khas yang hanya membenarkan cahaya dengan panjang gelombang yang sangat spesifik untuk dilalui - satu yang sesuai dengan objek yang jaraknya sekitar 13 miliar tahun cahaya.
Teleskop subaru telah menemui galaksi sejauh 12.8 bilion tahun cahaya (pergeseran merah 6.58; lihat nota 1), galaksi paling jauh yang pernah diperhatikan. Penemuan ini adalah hasil pertama dari Subaru Deep Field Project, sebuah projek penyelidikan Teleskop Subaru dari National Astronomical Observatory of Japan yang mengoperasikan teleskop Subaru. Pasukan projek Subaru Deep Field (SDF) menemui kira-kira 70 calon galaksi jauh dengan memasang penapis khas yang dirancang untuk mengesan galaksi sekitar 13 bilion tahun cahaya pada kamera dengan bidang pandangan yang luas. Pemerhatian susulan dengan spektrograf mengesahkan bahawa dua daripada sembilan calon sebenarnya galaksi yang jauh. Salah satunya adalah galaksi paling jauh yang pernah diperhatikan. Penemuan ini menimbulkan harapan bahawa projek itu akan dapat menemui sebilangan besar galaksi jauh yang akan membantu mengungkap sejarah awal alam semesta secara statistik bermakna.
Projek SDF adalah projek pemerhatian dari National Astronomical Observatory of Japan yang dirancang untuk menunjukkan kemampuan teleskop Subaru dan untuk menyelesaikan persoalan astronomi asas yang sukar ditangani melalui sistem peruntukan waktu biasa Subaru. Sebilangan besar program penyelidikan di teleskop Subaru dipilih melalui proses peruntukan waktu yang kompetitif yang disebut Open Use, yang terbuka untuk semua ahli astronomi tetapi memungkinkan maksimum hanya tiga malam pengamatan setiap enam bulan. Dengan mengumpulkan bersama-sama memerhatikan malam-malam yang disediakan untuk observatorium dan ahli astronomi yang menyumbang kepada pembentukan Teleskop Subaru, sebuah projek observatorium dapat mengatasi pertanyaan yang memerlukan sumber teleskop yang lebih besar daripada cadangan penyelidikan biasa. Matlamat utama projek SDF adalah untuk mengesan sebilangan besar galaksi paling jauh yang dapat dikesan dan memahami sifat dan kesannya terhadap evolusi alam semesta. Kelajuan cahaya adalah had asas untuk seberapa pantas maklumat dapat bergerak (lihat nota 2). Ketika kita mengesan cahaya dari galaksi sejauh 13 miliar tahun cahaya, itu berarti kita melihat galaksi seperti 13 miliar tahun yang lalu. Mencari galaksi yang jauh lebih jauh bermaksud melihat galaksi pada masa yang lebih awal dan lebih awal di alam semesta.
Pemerhatian SDF memanfaatkan fakta bahawa cahaya dari galaksi yang jauh mempunyai panjang dan bentuk gelombang ciri. Ahli astronomi berpendapat bahawa galaksi terawal membentuk bintang dari hidrogen dengan cepat, bentuk jirim yang dominan di alam semesta. Cahaya dari bintang-bintang ini akan menggerakkan hidrogen yang tinggal di sekitarnya ke keadaan tenaga yang lebih tinggi dan bahkan mengionkannya. Apabila hidrogen teruja kembali ke keadaan tenaga yang lebih rendah, ia memancarkan cahaya pada beberapa panjang gelombang yang berbeza. Namun, sebahagian besar cahaya ini akan melarikan diri dari galaksi muda sebagai garis pelepasan pada 122 nanometer kerana cahaya "lebih biru" dengan panjang gelombang yang lebih pendek dan tenaga yang lebih tinggi dapat membangkitkan semula atom hidrogen lain. Oleh kerana alam semesta mengembang, semakin jauh galaksi dari kita, semakin cepat ia menjauh dari kita. Kerana pergerakan ini, cahaya dari galaksi jauh doppler dialihkan ke panjang gelombang yang lebih panjang, atau lebih merah, dan garis pelepasan ini "dipindahkan" ke panjang gelombang yang lebih panjang yang merupakan ciri jarak galaksi dan galaksi itu sendiri tampak lebih merah. Ketika cahaya bergerak jauh dari asalnya ke Bumi, cahaya di sisi tenaga yang lebih tinggi, atau sisi biru dari garis pelepasan, dapat diserap oleh hidrogen neutral di ruang intergalaksi. Penyerapan ini memberikan garis pelepasan penampilan asimetris yang khas. Penampilan merah keseluruhan dan garis pelepasan kuat pada panjang gelombang tertentu dengan bentuk asimetris tertentu adalah tanda galaksi baru lahir yang jauh.
Untuk mengesan galaksi paling jauh yang pernah diperhatikan, pasukan SDF mengembangkan penapis khas yang hanya menyebarkan cahaya dengan jarak panjang gelombang sempit 908 hingga 938 nanometer. Panjang gelombang ini sesuai dengan garis pelepasan 122 nanometer setelah menempuh jarak 13 bilion tahun cahaya. Pasukan memasang penapis khas, dan dua penapis lain pada panjang gelombang yang lebih pendek dan panjang yang menuruni penapis khas, di Suprime-Cam teleskop Subaru, Kamera Fokus Subaru Prime, dan menjalankan program pengamatan yang luas dari April hingga Mei 2002. Suprime-Cam telah kemampuan mengimejan kawasan langit sebesar bulan purnama dalam satu paparan, kemampuan unik di antara instrumen kelas 8-m dan teleskop yang lebih besar, dan sangat sesuai untuk tinjauan objek yang sangat samar di kawasan langit yang besar . Dengan memerhatikan kawasan langit dengan ukuran bulan hingga 5.8 jam di setiap saringan, pasukan dapat mengesan lebih dari 50,000 objek, termasuk banyak galaksi yang sangat samar. Dengan memilih galaksi yang hanya terang di penapis khas dan lebih disukai merah, pasukan menemui 70 calon galaksi pada pergeseran merah 6,6 (atau jarak 13 miliar tahun cahaya; lihat gambar 1).
Pada bulan Jun 2002, pasukan menggunakan FOCAS, Faint Object Camera dan Spectrograph pada teleskop Subaru, untuk memerhatikan 9 dari 70 calon, dan mengesahkan penampilan umum dan garis pelepasan dengan asimetri khas dalam 2 objek (lihat gambar 2), dan menentukan bahawa peralihan merah mereka adalah 6.58 dan 6.54. Cahaya dari galaksi ini dipancarkan 12.8 bilion tahun yang lalu ketika alam semesta baru berusia 900 juta tahun. Galaksi paling jauh yang sebelumnya diperhatikan, dengan pergeseran merah 6.56, ditemui dengan melihat sekumpulan galaksi besar yang dapat menguatkan cahaya dari galaksi yang lebih jauh dengan kesan lensa graviti. (Lihat siaran pers kami dari Mei 2002, http://www.naoj.org/Latestnews/200205/UH/index.html.)Perhatian SDF adalah pertama kalinya banyak galaksi pada jarak yang begitu jauh diperhatikan, dan tanpa bantuan lensa graviti. Galaksi dengan pergeseran merah 6.58 adalah galaksi paling jauh yang pernah diperhatikan.
Pasukan SDF menjangka akan menemui banyak galaksi yang lebih jauh melalui pemerhatian berterusan. Sebelum bintang dan galaksi pertama terbentuk, alam semesta berada pada tahap yang disebut oleh para astronom sebagai "zaman kegelapan alam semesta". Menentukan bila zaman kegelapan berakhir adalah salah satu persoalan astronomi terpenting pada zaman kita. Anggota teras pasukan, Keiichi Kodaira dari Graduate University of Advanced Studies di Jepun, Nobunari Kashikawa dari National Astronomical Observatory of Japan, dan Yoshiaki Taniguchi dari Tohoku University berharap bahawa dengan mengesan sejumlah galaksi yang jauh secara statistik, mereka dapat mulai mencirikan galaksi yang menandakan akhir zaman kegelapan alam semesta.
Sumber Asal: Siaran Berita Subaru
