Misteri 90% Galaksi Yang Tidak Tampak

Sudah sejak lama para astronom mengetahui bahwa dalam berbagai survey alam semesta pada jarak yang sangat jauh, ada sejumlah besar fraksi dari cahaya instrinsik yang tidak teramati.  Namun mereka tak pernah menyangka kalau bagian yang tak teramati itu sangat besar. Mengapa demikian? Simak penjelasannya.

Hasil survei pada bidang GOODS-South. Kredit : ESO/M. Hayes

Pengamatan modern saat ini, khususnya pada survey yang “sangat dalam” dengan menggunakan 2 dari 4 teleskop raksasa 82 meter pada Very Large Telescope (VLT) milik ESO dan filter yang dibangun dengan unik maka para astronom bisa menentukan fraksi besar galaksi yang cahayanya membutuhkan waktu 10 milyar tahun untuk sampai ke kita namun dalam kenyataannya tak pernah tiba. Survei ini juga membantu para astronom untuk mengungkap beberapa galaksi yang sangat lemah yang pernah ditemukan pada masa awal alam semesta.

Pada umumnya, para astronom menggunakan karakteristik yang kuat seperti sidik jari cahaya yang dipancarkan oleh hidrogen yang juga dikenal sebagai garis lyman-alfa, untuk menyelidiki jumlah bintang yang terbentuk pada alam semesta yang sangat dini. Namun kemudian diprediksi kalau sejumlah galaksi jauh ini tidak berhasil dikenali pada survei tersebut. Survei terbaru dari VLT untuk pertama kalinya berhasil menunjukkan apa yang telah terjadi sebelumnya. Sebagian cahaya Lyman-alfa ternyata terjebak dalam galaksi yang memancarkannya, dan 90% galaksi tidak muncul dalam survei lyman-alfa.

Selama ini para astronom memang menyadari kalau mereka kehilangan sejumlah fraksi galaksi dalam survei lyman-alfa namun jumlah pastinya baru diketahui sekarang. Dan ternyata jumlahnya besar.

Teknik Pengamatan
Dalam survei yang dilakukan untuk mengetahui total luminositas yang hilang, Matthew Hayes dan timnya menggunakan kamera FORS pada VLT dan filter pita sempit yang dibuat khusus untuk mengukur cahaya Lyman-alfa, menurut metodologi survei Lyman-alfa yang standar digunakan. Filter pita sempit merupakan filter optik yang didesain untuk meneruskan cahaya dengan lalu lintas cahaya yang sempit, dipusatkan pada panjang gelombang tertentu.

Selain itu, digunakan juga kamera baru HAWK-I yang dipasang di teleskop VLT lainnya, maka keduanya akan mensurvei area yang sama untuk cahaya yang dipancarkan pada panjang gelombang berbeda, yang juga berasal dari hidrogen yang bersinar dan dikenal sebagai garis H-alfa. Kedua teleskop VLT ini secara spesifik mencari galaksi yang cahayanya telah menjelajah angkasa selama 10 milyar tahun (pergeseran merah 2,2), pada area yang telah dipelajari sebelumnya dan dikenal sebagai bidang selatan-GOODS (GOODS-South).

Pengamatan ini merupakan yang pertama kalinya dilakukan untuk mendapatkan hasil detil dari cahaya yang datang dari hidrogen pada 2 panjang gelombang yang spesifik. Survei ini memang mendalam dan berhasil mengungkap keberadaan galaksi lemah pada epoh awal di alam semesta

Dari hasil pengamatan ini, para astronom bisa menyimpulkan kalau survei tradisional dengan menggunakan Lyman-alfa hanya memperlihatkan sebagian kecil dari total cahaya yang dihasilkan. Hal ini disebabkan oleh foton Lyman-alfa dihancurkan dalam interaksi dengan awan gas dan debu antar bintang. Efek interaksi tersebut pada Lyman-alfa memang sangat signifikan jika dibanding dengan pada cahaya H-alfa. Akibatnya, banyak galaksi dengan proposi hampir 90% jadi tak terlihat oleh survei tersebut.

Jadi pada survei tradisional jika ada 10 galaksi yang tampak, maka di tempat itu kemungkinan memiliki ratusan galaksi.

Metode pengamatan yang berbeda, yang menargetkan cahaya yang dipancarkan pada panjang gelombang berbeda senantiasa memberikan hasil yang berbeda dan juga membawa manusia untuk melihat alam semesta yang baru sebagian bisa dikenali.

Hasil survei ini membawa para astronom mengetahui berapa banyak cahaya yang hilang. Dengan demikian para kosmolog akan dapat membangun gambaran kosmos yang lebih akurat, dan bisa memahami dengan lebih baik lagi seberapa cepat bintang terbentuk pada waktu yang berbeda dalam masa hidup alam semesta.

Sumber : ESO