NASA telah menyelesaikan observatorium luar angkasa terbarunya, yang dibangun untuk menciptakan peta tajam dan panoramik alam semesta sekaligus mengungkap bagaimana substansi tak kasat mata yang paling misterius dan dunia-dunia jauh membentuk kosmos.
Sekitar seperempat abad setelah Teleskop Hubble mengubah wajah astronomi, dan beberapa tahun memasuki era Teleskop Luar Angkasa James Webb, Teleskop Luar Angkasa Nancy Grace Roman milik NASA akan bergabung bukan sebagai pengganti, melainkan sebagai mitra yang menyajikan gambaran besar. Saat Hubble dan Webb melakukan pembesaran untuk bidikan detail, Roman akan menangkap detail setajam Hubble di area sekitar 100 kali lebih luas, mengubah potret-potret terisolasi menjadi survei menyeluruh yang menampilkan kerangka dasar alam semesta.
Di Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA di Greenbelt, Maryland, para insinyur sedang menyelesaikan pengujian pra-peluncuran pada teleskop mutakhir ini. Selanjutnya, observatorium akan menempuh perjalanan 900 mil ke Kennedy Space Center di Cape Canaveral, Florida, tempat tim akan mempersiapkannya untuk diluncurkan.
Peluncuran tersebut dapat terjadi paling cepat pada September ini, sekitar delapan bulan lebih cepat dari jadwal, kata manajer NASA dalam konferensi pers pada Selasa, 21 April. Begitu berada di angkasa, Roman akan menuju orbit stabil sekitar 1 juta mil dari Bumi, dekat wilayah yang sama tempat Webb mengorbit matahari, dan memulai kampanye pencitraan luar angkasa dalam yang akan berlangsung bertahun-tahun.
“Kami tidak ingin menunggu untuk meluncurkan Nancy Grace Roman. Kami delapan bulan lebih cepat dari jadwal,” ujar Nicky Fox, administrator sains asosiasi NASA. “Semua orang merasakan urgensi. Semua orang berlari menuju tujuan ini.”
LIHAT JUGA:
Kru Artemis II umumnya menghindari pertanyaan keragaman tentang astronot pendarat bulan di masa depan
Dinamai untuk Nancy Grace Roman, yang menjadi kepala astronomi pertama di lembaga tersebut dan salah satu eksekutif perempuan paling awal, teleskop ini mencerminkan warisan membuka jendela baru ke alam semesta dari atas atmosfer Bumi. Dengan julukan “ibu dari Hubble,” Roman membantu meletakkan dasar pada tahun 1960-an bagi segenap armada teleskop antariksa.
Potret Lebar Alam Semesta Gelap
Inti dari misi ini adalah cermin Roman selebar delapan kaki, ukuran yang sama dengan Hubble, dipasangkan dengan kamera bertenaga yang melihat dalam cahaya inframerah, seperti Webb. Bidang pandang kamera inilah kekuatan super Roman. Dalam satu bidikan, ia dapat mengimajinasikan hamparan langit luas yang tidak dapat disaingi oleh Hubble.
Karena teleskop antariksa hanya dapat melihat satu petak langit pada satu waktu, ia harus mengambil banyak “penunjukan” terpisah — bidikan individu yang diarahkan ke titik-titik yang sedikit berbeda — dan menyatukannya menjadi sebuah mosaik.
Pada 2023, Ami Choi, seorang astrofisikawan dan ilmuwan untuk kamera bidang lebar Roman, membandingkan perbedaan antara Hubble dan teleskop baru ini. Untuk memotret Galaksi Andromeda, Hubble harus mengambil 400 gambar lebih kecil dan menyatukannya. Untuk kamera Roman, itu seharusnya hanya membutuhkan dua penunjukan, katanya.
Penglihatan lebar dan tajam inilah yang dibutuhkan ilmuwan untuk mempelajari apa yang disebut “alam semesta gelap.” Materi biasa — penyusun bintang, planet, dan bahkan manusia — hanya menyumbang sekitar 5 persen dari kosmos. Sebagian besarnya adalah materi gelap dan energi gelap, yang tidak memancarkan cahaya tetapi meninggalkan petunjuk di mana mereka memengaruhi perluasan ruang dan pengaturan galaksi.
Mashable Light Speed
“Pengamatan saat ini mengisyaratkan bahwa model standar alam semesta kita tidak benar,” kata Julie McHenry, ilmuwan proyek senior, merujuk pada resep terbaik kosmolog untuk alam semesta. “Roman akan mampu mengonfirmasi hal ini dan menempatkan kita pada jalur untuk memahami apa yang benar.”
Roman akan melacak petunjuk-petunjuk itu dengan beberapa cara sekaligus. Dengan memetakan posisi dan bentuk ratusan juta galaksi, ia akan menunjukkan bagaimana struktur-struktur telah tumbuh dari alam semesta awal hingga saat ini. Distorsi halus dalam bentuk galaksi akan mengungkapkan bagaimana gumpalan materi ruang tak kasat mata membelokkan cahayanya dalam perjalanan ke kita, menyingkap materi gelap yang tersembunyi. Pada saat yang sama, Roman akan menemukan dan melacak sejumlah besar jenis khusus bintang meledak, yang dikenal sebagai supernova Tipe Ia; kecerahan mereka yang dapat diprediksi memungkinkan astronom mengukur seberapa cepat ruang telah mengembang dari waktu ke waktu.
Pencitraan target luar angkasa besar, seperti Galaksi Andromeda, akan membutuhkan jauh lebih sedikit gambar kecil untuk disatukan dibandingkan observatorium unggulan lainnya.
Kredit: Gambar komposit NASA
Secara keseluruhan, pengukuran-pengukuran ini akan memungkinkan ilmuwan menguji berbagai gagasan yang bersaing tentang materi gelap, energi gelap, dan bahkan hukum gravitasi itu sendiri dengan presisi yang jauh lebih besar dari sebelumnya. Observatorium lain dapat melakukan pengukuran serupa, tetapi tidak ada yang menggabungkan ketajaman dan cakupan langit Roman dalam inframerah, kata para pemimpin misi NASA, yang memungkinkannya melihat galaksi yang lebih jauh dan tertutup debu.
Sensus Baru Exoplanet Jauh
Kekuatan bidang lebar Roman juga membuatnya terampil dalam berburu exoplanet. Misi sebelumnya seperti Kepler dan TESS kebanyakan menemukan planet-planet dekat dengan bintangnya, di mana penyeberangan berulang mereka meredupkan cahaya bintang dalam ritme teratur. Roman akan fokus pada wilayah berbeda dari sistem planet: zona luar yang lebih dingin, tempat dunia-dunia mirip Jupiter dan Saturnus berada. Ia bahkan mungkin menemukan planet pengembara yang tidak terikat pada bintang.
Untuk melakukan ini, Roman akan berulang kali memantau medan bintang padat ke arah pusat Bima Sakti kita. Saat sebuah bintang latar depan melintas di depan bintang yang lebih jauh, gravitasinya akan memperbesar cahaya bintang latar belakang untuk sesaat. Jika bintang latar depan memiliki planet, mereka dapat menghasilkan kilatan kecil yang khas dalam kecerahan itu. Teknik ini, yang disebut microlensing, bekerja paling baik di tepat jenis wilayah padat, redup, dan jauh yang diharapkan dapat ditangkap Roman.
Insinyur Optik Bente Eegholm memeriksa cermin primer untuk Teleskop Luar Angkasa Nancy Grace Roman.
Kredit: NASA / Chris Gunn
Sepanjang misinya, Roman akan berusaha merekam ribuan peristiwa microlensing ini, mengungkap planet-planet pada jarak dan massa yang biasanya terlewatkan oleh survei lain. Dari hasil tersebut, astronom akan membandingkan arsitektur tata surya kita dengan banyak lainnya dan menilai apakah memiliki dunia batuan dalam dan planet raksasa luar merupakan hal yang biasa atau sesuatu yang lebih langka.
Roman juga akan menguji koronagraf canggih — sistem masker dan cermin yang menghalangi silau bintang sehingga teleskop dapat mencoba melihat cahaya redup planet di sekitarnya. Pada Roman, ini lebih merupakan uji teknologi daripada instrumen sains sehari-hari, tetapi jika berhasil, ini akan mempersiapkan panggung untuk observatorium masa depan yang tujuan utamanya adalah mengimajinasikan secara langsung dunia-dunia mirip Bumi di sekitar bintang-bintang mirip matahari lainnya.
“Apa yang dapat dilakukan astronom saat ini dengan instrumen koronagraf adalah melihat planet yang mungkin sejuta kali lebih redup dari bintangnya,” kata Vanessa Bailey, ilmuwan koronagraf Roman NASA, kepada Mashable. “Apa yang kami lakukan dengan koronagraf Roman semoga bisa mencapai 10 juta hingga 100 juta kali lebih redup, mungkin bahkan sedikit lebih, dalam skenario terbaik.”
Menangkap Alam Semesta dalam Gerakan
Roman juga dibangun untuk mempelajari bagaimana langit berubah, menciptakan perpustakaan sesungguhnya dari bidikan “sebelum” dan “sesudah”.
Teknisi merakit panel surya pada Teleskop Luar Angkasa Nancy Grace Roman.
Kredit: NASA / Sydney Rohde
Salah satu survei besarnya akan berulang kali memindai wilayah langit garis lintang tinggi, jauh dari bidang Bima Sakti. Dengan kembali ke medan yang sama setiap beberapa hari, Roman akan menangkap supernova saat mereka menyala dan memudar, menyaksikan lubang hitam bercahaya saat mereka melahap materi di dekatnya, dan mengungkap peristiwa-peristiwa dramatis berumur pendek lainnya di seantero alam semesta yang jauh. Penglihatan inframerahnya akan mengungkap ledakan dan suar yang disembunyikan awan debu dari teleskop cahaya tampak.
Program inti lainnya akan menatap ke arah tonjolan pusat Bima Sakti. Di sana, Roman akan melacak bagaimana kecerahan jutaan bintang naik dan turun dalam skala waktu beberapa menit hingga bulan. Catatan itu tidak hanya akan menggerakkan pencarian planet microlensing tetapi juga mengekspos fenomena lain, seperti bintang neutron dan lubang hitam.
Karena Roman akan mencakup area yang begitu luas dengan detail halus, gambarnya juga akan menjadi alat referensi yang bertahan lama. Ketika teleskop lain kemudian menemukan sesuatu yang aneh — misalnya, ledakan radiasi energi tinggi, atau bintang variabel yang tidak biasa — astronom akan dapat mengambil gambar Roman sebelumnya dan melihat apa yang ada di sana sebelum kegembiraan itu.
“Gambar yang ditangkapnya akan begitu besar sehingga tidak ada layar yang cukup besar untuk menampilkannya,” kata administrator NASA Jared Isaacman. “Roman akan memberikan Bumi Atlas baru alam semesta. Saya pikir kita perlu berhenti sebentar hanya untuk memikirkan betapa luar biasanya itu.”