Misinya sederhana namun ambisius – untuk memotret seluruh langit malam dengan sangat detail dan mengungkap beberapa rahasia terdalam alam semesta.

SANTIAGO, IndonesiaSatu.co -- Di puncak gunung di bagian utara Chile, kamera digital terbesar di dunia sedang bersiap untuk dinyalakan.

Misinya sederhana namun ambisius – untuk memotret seluruh langit malam dengan sangat detail dan mengungkap beberapa rahasia terdalam alam semesta.

Bertempat di dalam Observatorium Vera C. Rubin — teleskop baru yang hampir selesai dibangun di Cerro Pachón, gunung setinggi 2.682 meter (8.800 kaki) sekitar 300 mil (482 kilometer) utara ibu kota Chili Santiago — kamera ini memiliki resolusi 3.200 megapiksel, kira-kira sama dengan jumlah piksel yang dimiliki 300 ponsel, dan setiap gambar akan mencakup area langit seluas 40 bulan purnama.

Setiap tiga malam, teleskop akan memotret seluruh langit yang terlihat, menghasilkan ribuan gambar yang memungkinkan para astronom melihat apa pun yang bergerak atau mengubah kecerahan. Harapannya adalah dengan cara ini, Vera Rubin akan menemukan sekitar 17 miliar bintang dan 20 miliar galaksi yang belum pernah kita lihat sebelumnya — dan itu hanyalah permulaan.

“Ada banyak hal yang akan dilakukan Rubin,” kata Clare Higgs, spesialis penjangkauan astronomi di observatorium tersebut.

“Kami menjelajahi langit dengan cara yang belum pernah kami lakukan sebelumnya, memberi kami kemampuan untuk menjawab pertanyaan yang bahkan belum terpikir untuk kami tanyakan,” kata Higgs seperti dilansir CNN (23/10/2024).

Teleskop ini akan mengamati langit malam selama satu dekade dan mengambil 1.000 gambar setiap malam.

“Dalam 10 tahun ke depan, kita akan berbicara tentang bidang sains baru, kelas objek baru, jenis penemuan baru yang saya bahkan tidak dapat memberi tahu Anda sekarang, karena saya belum tahu apa itu. Dan menurut saya itu adalah hal yang sangat menarik,” tambah Higgs.

Mempersiapkan pengaktifan

Dibangun sejak tahun 2015, nama teleskop ini diambil dari nama astronom perintis Amerika Vera Rubin, yang meninggal pada tahun 2016 dan, di antara pencapaian lainnya, adalah orang pertama yang mengkonfirmasi keberadaan materi gelap – zat yang sulit dipahami dan merupakan penyusun sebagian besar materi di alam semesta, namun telah tidak pernah diamati.

Proyek ini dimulai pada awal tahun 2000an dengan sumbangan pribadi, termasuk dari miliarder Charles Simonyi dan Bill Gates. Penelitian ini kemudian didanai bersama oleh Kantor Ilmu Pengetahuan Departemen Energi dan Yayasan Sains Nasional AS, yang juga menjalankannya bersama dengan SLAC National Accelerator Laboratory, sebuah pusat penelitian yang dioperasikan oleh Universitas Stanford di California.

Meskipun Rubin adalah observatorium nasional AS, ia berada di Andes Chili, lokasi yang digunakan bersama dengan beberapa teleskop lain karena sejumlah alasan. “Untuk teleskop optik, Anda memerlukan lokasi yang tinggi, gelap, dan kering,” kata Higgs, merujuk pada masalah polusi cahaya dan kelembapan udara, yang mengurangi sensitivitas instrumen.

“Anda menginginkan suasana yang sangat tenang dan dipahami dengan baik, dan kualitas langit malam di Chili luar biasa, itulah sebabnya ada begitu banyak teleskop di sini,” tambahnya. “Lokasinya terpencil, namun juga tidak terlalu jauh sehingga sulit untuk mendapatkan data dari luar gunung – ada infrastruktur yang bisa digunakan oleh Rubin.”

Saat ini dalam tahap akhir konstruksi, teleskop ini diperkirakan akan mulai beroperasi pada tahun 2025.

“Saat ini kami sedang merakit semua bagiannya, namun semuanya ada di puncak gunung — itu adalah pencapaian besar yang kami capai selama musim panas,” kata Higgs.

“Kami memperkirakan hal-hal akan terjadi pada musim semi tahun depan – menyatukan semuanya, menyelaraskan semuanya, memastikan semua sistem, mulai dari pertemuan puncak hingga saluran pipa dan data kami, berfungsi sebagaimana mestinya dan dioptimalkan sebaik mungkin. kita bisa. Sudah ada puluhan tahun persiapan untuk hal ini, tapi Anda tidak akan pernah tahu sampai Anda mengaktifkan semuanya.”

Setelah beberapa bulan pengujian, pada akhir tahun 2025, observatorium tersebut akan melakukan observasi pertamanya, meskipun Higgs memperingatkan bahwa ada “fluiditas” dalam jadwal ini.
“10 juta peringatan per malam”

Misi utama Rubin disebut LSST — untuk Survei Warisan Ruang dan Waktu. “Ini adalah survei 10 tahun di mana kami mengamati langit selatan setiap malam, dan kami mengulanginya setiap tiga malam. Jadi pada dasarnya kami membuat film langit selatan selama satu dekade,” kata Higgs.

Kamera tersebut dapat mengambil gambar setiap 30 detik, yang akan menghasilkan 20 terabyte data setiap 24 jam, setara dengan rata-rata orang yang menonton Netflix selama tiga tahun, atau mendengarkan Spotify selama 50 tahun. Setelah selesai, survei ini akan menghasilkan lebih dari 60 juta gigabyte data mentah.

Namun, hanya diperlukan waktu 60 detik untuk mentransfer setiap gambar dari Chile ke California, di mana AI dan algoritme akan menganalisisnya terlebih dahulu, mencari perubahan atau objek bergerak, dan menghasilkan peringatan jika ada yang ditemukan.

“Kami mengantisipasi sekitar 10 juta peringatan per malam yang datang dari teleskop,” kata Higgs. “Peringatan tersebut adalah segala sesuatu yang berubah di langit, dan mencakup berbagai kasus sains, seperti objek tata surya, asteroid, dan supernova. Kami mengantisipasi jutaan bintang tata surya dan miliaran galaksi, itulah sebabnya pembelajaran mesin sangat penting.”

Data tersebut akan dirilis ke sekelompok astronom terpilih setiap tahun, dan kemudian setelah dua tahun berikutnya, setiap kumpulan data akan tersedia untuk umum, agar komunitas sains global dapat mengerjakannya, kata Higgs.

Ada empat bidang penelitian utama yang diharapkan dapat dicakup oleh data ini: membuat inventarisasi tata surya — yang mencakup penemuan beberapa benda langit baru dan mungkin planet tersembunyi yang dikenal sebagai Planet Sembilan; memetakan seluruh galaksi kita; menjelajahi kategori objek khusus yang disebut “transien”, yang mengubah posisi atau kecerahan seiring waktu; dan memahami sifat materi gelap.

“Mungkin ada 10 bidang ilmu berbeda di mana saya dapat memberi tahu Anda bahwa Rubin akan berhasil,” kata Higgs. “Saya pikir kita akan mendapatkan lebih banyak supernova Tipe I dalam beberapa bulan daripada yang pernah diamati, misalnya. Objek antarbintang, kita mempunyai dua kandidat sekarang, tapi Rubin akan mengubahnya dari dua menjadi lebih dari beberapa.

“Ada begitu banyak bidang di mana kita akan beralih dari beberapa hal menjadi sampel yang besar secara statistik, dan dampak ilmu pengetahuan dari hal ini sangatlah besar.”

“Revolusi sedang terjadi”

Komunitas astronomi sangat antusias dengan Observatorium Vera Rubin, kata David Kaiser, seorang profesor fisika dan profesor sejarah sains Germeshausen di Massachusetts Institute of Technology. Menurut Kaiser, teleskop akan membantu memperjelas pertanyaan lama tentang materi gelap dan energi gelap – dua fitur paling keras kepala dan misterius di alam semesta kita.

“Observatorium Vera Rubin akan memungkinkan para astronom memetakan distribusi materi gelap dengan cara yang belum pernah ada sebelumnya, berdasarkan bagaimana materi gelap membengkokkan jalur cahaya bintang biasa – sebuah proses yang dikenal sebagai ‘pelensaan gravitasi’,” jelas Kaiser.

“Materi gelap nampaknya ada di mana-mana di seluruh alam semesta, namun bagaimana tepatnya ia menggumpal atau berkumpul dari waktu ke waktu masih sulit diukur di sebagian besar langit malam,” katanya, seraya menambahkan bahwa dengan mengumpulkan lebih banyak data tentang distribusi materi gelap.

Observatorium Vera Rubin dapat membantu ahli astrofisika membedakan sifat-sifatnya.

Teka-teki kosmik lama lainnya yang bisa dipecahkan Rubin adalah perburuan Planet Sembilan. Konstantin Batygin, seorang profesor ilmu planet di California Institute of Technology, yang telah menulis beberapa makalah akademis mengenai subjek ini, mengatakan bahwa teleskop tidak hanya “memberikan peluang nyata untuk mendeteksi Planet Sembilan secara langsung, tetapi bahkan jika planet tersebut tidak dapat diamati secara langsung, pemetaan rinci arsitektur dinamis tata surya bagian luar – khususnya distribusi orbital benda-benda kecil – akan menawarkan pengujian kritis terhadap hipotesis Planet Sembilan.”

Singkatnya, tambahnya, Observatorium Vera Rubin dirancang untuk merevolusi pemahaman kita tentang tata surya bagian luar, dan siap menjadi “pengubah keadaan”.

Ada beberapa astronom yang tidak tertarik dengan Rubin, kata Kate Pattle, dosen di Departemen Fisika dan Astronomi di University College London, karena ia akan memetakan ruang angkasa pada skala ukuran mulai dari yang paling lokal – melacak asteroid dekat Bumi pada tahun 2017. Tata Surya kita — hingga yang terbesar, memetakan distribusi materi gelap di seluruh alam semesta.

“Rubin akan kembali lagi dan lagi ke bagian langit yang sama, artinya ia akan membuat terobosan baru dalam studi transien astronomi – ia akan mengidentifikasi bintang-bintang variabel, melacak sisa-sisa supernova saat mereka membusuk, dan mengamati gamma berenergi sangat tinggi. semburan sinar dan variabilitas quasar, yang merupakan galaksi yang sangat jauh dan sangat aktif. Dengan melakukan hal ini, hal ini akan memberikan wawasan yang belum pernah ada sebelumnya tentang bagaimana alam semesta kita, bintang-bintang, dan galaksi di dalamnya berevolusi.”

Menurut Priyamvada Natarajan, seorang profesor astronomi dan fisika di Universitas Yale, Observatorium Rubin akan memecahkan rekor di banyak bidang dan seluruh komunitas astronomi sedang menunggu penerbangan pertamanya.

Survei ini akan menyediakan data untuk berbagai proyek sains yang akan menjawab banyak pertanyaan terbuka mendasar sekaligus — mulai dari alam semesta yang dekat hingga yang jauh, termasuk tidak hanya harta karun berupa galaksi, cluster, quasar, supernova, ledakan sinar gamma. dan transien lainnya — “Ini juga akan mempertajam pandangan kita terhadap tata surya dengan inventaris asteroid dekat Bumi, objek sabuk Kuiper (area objek es di luar orbit Neptunus) yang belum tertandingi — singkatnya, ada sesuatu untuk semuanya,” katanya.

Dia menambahkan bahwa penemuan yang paling menarik adalah jika teleskop mampu mengungkap sifat sebenarnya dari materi gelap – sebuah penemuan yang pasti akan menyenangkan Vera Rubin.

“Lagipula, karya besarnya dalam mendeteksi materi gelap di galaksi spiral pada tahun 1970-anlah yang mendorong upaya ini,” kata Natarajan. “Prospeknya menggiurkan – dan revolusi pasti sedang terjadi.” ***

 

--- Simon Leya