Peta Rinci Luar Angkasa 3 Dimensi Sedang Dibangun oleh Peneliti

Berita Baru, Amerika Serikat – Peta 3D paling detail dari alam semesta saat ini sedang dibangun, dengan melibatkan astrofisikawan yang mengungkap detail 7,5 juta galaksi pertama dari 35 juta.

Dilansir dari Dailymail.co.uk, Instrumen Spektroskopi Energi Gelap (DESI) telah menyelesaikan survei tujuh bulan pertama yang diperkirakan akan memakan waktu total lima tahun.

Kolaborasi ilmuwan internasional, yang dipimpin oleh Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley Departemen Energi AS di California, menggunakan survei tersebut untuk membuat ‘peta 3D yang sangat detail’ yang akan membantu menjelaskan mengenai energi gelap.

Sejauh ini telah mengkatalogkan lebih dari 7,5 juta galaksi, dan menambahkan lebih banyak sekitar satu juta per bulan, dalam misinya untuk memiliki peta yang menunjukkan 35 juta galaksi unik.

Tujuan dari proyek ini adalah untuk menjelaskan energi gelap misterius, kekuatan yang membentuk 68 persen alam semesta dan mempercepat ekspansinya.

Memiliki peta akan memungkinkan para astronom untuk memahami bagaimana alam semesta dimulai, dan ke mana arahnya selanjutnya, termasuk apakah itu akan berkembang selamanya, runtuh atau terkoyak.

Ilmuwan proyek Dr Julien Guy, dari University of California, Berkeley, mengatakan tim melihat pola dan struktur di seluruh alam semesta melalui peta baru.

“Dalam distribusi galaksi di peta 3D, ada kelompok besar, filamen, dan rongga. Mereka adalah struktur terbesar di alam semesta.”

“Tetapi di dalamnya, Anda menemukan jejak alam semesta yang sangat awal, dan sejarah perluasannya sejak saat itu.”

Profesor Carlos Frenk, dari Universitas Durham, yang juga terlibat dalam proyek tersebut, mengatakan bahwa meskipun masih dalam tahap awal, para ilmuwan sudah membuat terobosan baru.

“DESI sudah membuat terobosan baru dalam memproduksi peta alam semesta ini yang paling detail yang pernah kami lihat,” jelasnya.

“Ini akan membantu kita untuk mencari petunjuk tentang sifat energi gelap, tetapi kita juga akan belajar lebih banyak tentang materi gelap dan perannya dalam bagaimana galaksi seperti Bima Sakti terbentuk dan bagaimana alam semesta berevolusi.”

“Kami menantikan dengan antisipasi besar untuk harta karun data yang akan dikumpulkan DESI selama beberapa tahun ke depan. Mereka akan membantu mengungkap beberapa rahasia paling intim dari kosmos.”

Salah satu pertanyaan yang ingin dipecahkan oleh tim dengan survei adalah kebingungan tentang fakta bahwa perluasan alam semesta tampaknya meningkat dalam kecepatan, daripada berhenti dan menyusut, seperti yang disarankan oleh Teori Big Bang.

Para astronom percaya energi gelap yang membentuk sekitar 68 persen dari alam semesta yang diketahui, ini menangkal tarikan gravitasi, dan menghentikan kontraksi.

Untuk mengkonfirmasi hal ini, dan untuk memahami fenomena Energi Gelap, tim menciptakan DESI, yang terdiri dari 5.000 teleskop mini otomatis, yang masing-masing menggambarkan galaksi baru setiap 20 menit.

Ia mampu mensurvei lebih banyak galaksi dalam satu tahun daripada gabungan teleskop lain di Bumi, sebagian berkat sistem serat optik canggih yang membagi cahaya dari objek di luar angkasa seperti galaksi dan bintang menjadi pita sempit warna.

Warna-warna ini mengungkapkan susunan kimiawi objek target, serta informasi tentang seberapa jauh mereka dan seberapa cepat mereka bergerak.

Data DESI akan kembali 11 miliar tahun ke belakang dengan mengungkapkan petunjuk tentang evolusi tidak hanya galaksi, tetapi quasar sebagai objek paling terang di alam semesta.

Victoria Fawcett, seorang mahasiswa PhD di Durham, mengatakan: “Saya suka memikirkan quasar sebagai tiang lampu, melihat kembali ke masa lalu ke dalam sejarah alam semesta.”

“DESI benar-benar hebat karena mengambil objek yang jauh lebih redup dan lebih merah daripada yang ditemukan sebelumnya.”

Dia menambahkan: “Kami menemukan cukup banyak sistem eksotis, termasuk sampel besar objek langka yang belum dapat kami pelajari secara detail sebelumnya.”

Dengan memecah cahaya dari setiap galaksi ke dalam spektrum warnanya, DESI dapat menentukan seberapa banyak cahaya telah bergeser merah.

Itu adalah seberapa jauh ia terbentang menuju ujung merah spektrum oleh perluasan alam semesta selama miliaran tahun perjalanannya sebelum mencapai Bumi. Pergeseran merah itulah yang membuat DESI melihat kedalaman langit.

Semakin banyak pergeseran merah spektrum galaksi, secara umum, semakin jauh jaraknya, dan memiliki peta 3D membantu fisikawan memetakan gugusan dan supergugus galaksi.

Struktur tersebut membawa gema dari pembentukan awal mereka, ketika mereka hanya riak di kosmos bayi, tim menjelaskan, menambahkan bahwa menggoda gema awal dapat memberitahu astrofisikawan tentang perluasan alam semesta awal.

“Tujuan sains kami adalah mengukur jejak gelombang di plasma purba,’ kata Guy. ‘Mengejutkan bahwa kami benar-benar dapat mendeteksi efek gelombang ini miliaran tahun kemudian, dan begitu cepat dalam survei kami.”

Saat ini, sekitar 68 persen isi alam semesta adalah energi gelap, suatu bentuk energi misterius yang mendorong perluasan alam semesta semakin cepat.

Saat alam semesta mengembang, lebih banyak energi gelap muncul, yang lebih mempercepat ekspansi, dalam siklus yang mendorong fraksi energi gelap di alam semesta terus naik.

Memahami nasib alam semesta, dan dampak energi gelap pada perluasannya, harus menunggu hingga DESI menyelesaikan lebih banyak surveinya.

Sementara itu, DESI telah mendorong terobosan dalam pemahaman kita tentang masa lalu yang jauh, lebih dari 10 miliar tahun yang lalu ketika galaksi masih muda.

“Ini sangat menakjubkan,” kata Ragadeepika Pucha, seorang mahasiswa pascasarjana di bidang astronomi di University of Arizona yang bekerja di DESI.

“DESI akan memberi tahu kita lebih banyak tentang fisika pembentukan dan evolusi galaksi.”

Mereka menggunakan DESI untuk memahami bagaimana lubang hitam menengah berperilaku di galaksi kecil, seperti Bima Sakti kita dan apakah mereka selalu mengandung lubang hitam di intinya.

Ketika gas, debu, dan material lain yang jatuh ke dalam lubang hitam memanas (ke suhu lebih panas dari inti bintang) dalam perjalanannya, inti galaksi aktif (AGN) terbentuk.

Di galaksi besar, AGN adalah salah satu objek paling terang di alam semesta yang diketahui. Tetapi di galaksi yang lebih kecil, AGN bisa jauh lebih redup, dan lebih sulit untuk dibedakan.

Spektrum yang diambil oleh DESI dapat membantu memecahkan masalah ini – dan jangkauannya yang luas melintasi langit akan menghasilkan lebih banyak informasi tentang inti galaksi kecil.

DESI dipasang di teleskop empat meter Nicholas U Mayall di Observatorium Nasional Kitt Peak dekat Tucson, Arizona.

Instrumen itu terlihat pertama kali pada akhir 2019, tetapi pandemi Covid-19 mematikannya selama beberapa bulan, dengan pekerjaan berlanjut pada Desember 2020.

“Ini adalah pekerjaan konstan yang dilakukan untuk membuat instrumen ini tampil,” kata fisikawan Klaus Honscheid dari Ohio State University, seorang Ilmuwan Instrumen pada proyek tersebut.

Honscheid dan timnya memastikan instrumen berjalan lancar dan otomatis, idealnya tanpa masukan apa pun selama pengamatan malam.

“Umpan balik yang saya dapatkan dari pengamat malam adalah bahwa shift itu membosankan, yang saya anggap sebagai pujian,” katanya.

Namun produktivitas yang monoton itu memerlukan kontrol yang sangat mendetail atas masing-masing dari 5.000 robot mutakhir yang memposisikan serat optik pada instrumen DESI, memastikan posisinya akurat hingga dalam 10 mikron.

“Sepuluh mikron kecil,’ kata Honscheid. ‘Ini kurang dari ketebalan rambut manusia. Dan Anda harus memposisikan setiap robot untuk mengumpulkan cahaya dari galaksi yang jaraknya miliaran tahun cahaya.”

“Setiap kali saya memikirkan sistem ini, saya bertanya-tanya bagaimana kita bisa melakukannya? Keberhasilan DESI sebagai instrumen adalah sesuatu yang sangat dibanggakan.”

Pada November 2021 saja, DESI membuat katalog pergeseran merah dari 2,5 juta galaksi. Pada akhir perjalanannya pada tahun 2026, DESI diharapkan memiliki lebih dari 35 juta galaksi dalam katalognya, memungkinkan berbagai macam penelitian kosmologi dan astrofisika.

“Semua data ini hanya ada di sana, dan hanya menunggu untuk dianalisis,’ kata Pucha. ‘Dan kemudian kita akan menemukan begitu banyak hal menakjubkan tentang galaksi. Bagi saya, itu mengasyikkan.”