Bisakah Teleskop Luar Angkasa Romawi NASA Mengungkap Rahasia Materi Gelap?
Terkadang, bintang-bintang dapat terlepas dari gugus bola saat mereka mengorbit galaksi yang sangat besar. Para peneliti telah mengidentifikasi beberapa contoh di galaksi Bima Sakti kita sendiri – dan mereka juga telah menemukan celah di antara sulur-sulur melingkar ini. Apa yang menyebabkan celah-celah tersebut? Satu kemungkinan: suatu zat yang dikenal sebagai materi gelap. Setelah peluncuran Teleskop Luar Angkasa Nancy Grace Roman, para astronom akan menggunakan gambar-gambar definisi tinggi yang luas untuk menemukan lebih banyak aliran pasang surut – dan kemungkinan celah-celah yang menyertainya – di galaksi-galaksi terdekat untuk pertama kalinya. Salah satu kandidat utamanya adalah galaksi tetangga kita, galaksi Andromeda, yang tampak dalam ilustrasi di atas. Tak lama lagi, para peneliti tidak hanya akan dapat mengidentifikasi aliran pasang surut di Andromeda, mereka juga mungkin dapat menggunakan resolusi Roman yang tinggi untuk menentukan lebih banyak sifat zat misterius ini. Kredit: NASA, Joseph Olmsted (STScI)
NASA‘S Teleskop Luar Angkasa Romawi akan menggunakan pencitraan resolusi tinggi untuk mempelajari materi gelap dengan menganalisis aliran bintang di galaksi Andromeda, memberikan wawasan baru tentang peran dan sifat kosmik materi gelap.
Beberapa detail terkecil dan terhalus di alam semesta – celah antara kelompok bintang yang memanjang – mungkin akan segera membantu para astronom mengungkap materi gelap dengan lebih detail daripada sebelumnya. Setelah Teleskop Luar Angkasa Nancy Grace Roman milik NASA diluncurkan, pada bulan Mei 2027, para peneliti akan menggunakan gambarnya untuk mengeksplorasi apa yang ada di antara sulur-sulur bintang yang ditarik dari gugus bola. Secara khusus, mereka akan fokus pada aliran pasang surut dari gugus bola yang mengorbit galaksi tetangga kita, Andromeda. Tujuan mereka adalah untuk menemukan lebih banyak contoh aliran pasang surut ini, memeriksa celah antara bintang-bintang, dan idealnya menentukan sifat konkret materi gelap.
Aliran gugus bola seperti pita yang berkibar di kosmos, yang mengarah dan mengikuti gugus bola tempat asalnya di sepanjang orbitnya. Panjangnya dalam Bima Sakti galaksi sangat bervariasi. Aliran bintang yang sangat pendek relatif muda, sedangkan aliran yang sepenuhnya membungkus galaksi mungkin hampir setua alam semesta. Aliran yang sepenuhnya membungkus galaksi Andromeda bisa lebih dari 300.000 tahun cahaya panjangnya tetapi kurang dari 3.000 tahun cahaya lebarnya.
Terobosan Pencitraan dan Observasi Tingkat Lanjut
Dengan Roman, para astronom akan dapat mencari aliran bintang gugus bola di galaksi terdekat untuk pertama kalinya. Instrumen Medan Lebar Roman memiliki 18 detektor yang akan menghasilkan gambar berukuran 200 kali lebih besar dari Teleskop Luar Angkasa HubbleKamera inframerah dekat – pada resolusi yang sedikit lebih besar.
Jejak luas Wide Field Instrument milik Nancy Grace Roman Space Telescope yang akan datang menunjukkan seberapa banyak yang dapat diamati kameranya dalam satu gambar. (Wide Field Instrument memiliki 18 detektor persegi.) Di dalam jejak ini terdapat gambar Roman yang disimulasikan. Latar belakangnya adalah gambar berbasis darat dari cakram utama galaksi Andromeda dari Digitized Sky Survey. Foto Bulan purnama dari Lunar Reconnaissance Orbiter milik NASA disediakan untuk skala. Andromeda memiliki diameter sekitar 3 derajat di langit, sedangkan Bulan berdiameter sekitar 0,5 derajat. (Pada kenyataannya, Bulan jauh lebih kecil dari Andromeda, tetapi juga jauh lebih dekat.) Jejak Wide Field Instrument menangkap 0,28 derajat persegi langit dalam satu bidikan. Andromeda adalah galaksi spiral yang ukuran dan strukturnya mirip dengan galaksi Bima Sakti kita, tetapi lebih masif. Terletak sekitar 2,5 juta tahun cahaya dari Bumi. Kredit: Gambar: NASA, NASA-GSFC, ASU, Robert Gendler DSS; Simulasi: NASA, STScI, Benjamin F. Williams (UWashington)
“Roman akan mampu mengambil gambar besar galaksi Andromeda, yang tidak mungkin dilakukan dengan teleskop lain,” ungkap Christian Aganze, penulis utama dari penelitian terbaru Jurnal Astrofisika makalah tentang subjek ini dan postdoc di Universitas Stanford di California. “Kami juga memproyeksikan bahwa Roman akan mampu mendeteksi bintang secara individual.”
Bayangkan hasilnya: Citra Roman yang luas dan sangat terperinci akan memungkinkan para peneliti untuk dengan mudah mengidentifikasi banyak contoh aliran gugus bola di Andromeda. Hingga saat ini, para astronom yang menggunakan teleskop yang ada di luar angkasa dan di darat hanya terbatas untuk mempelajari sejumlah kecil aliran gugus bola di dalam Bima Sakti kita.
Apakah Materi Gelap Ada di Antara Bintang?
Materi gelap, yang banyak diasumsikan sebagai partikel, belum dapat diamati secara langsung, karena tidak memancarkan, memantulkan, membiaskan, atau menyerap cahaya. Jika kita tidak dapat melihatnya, bagaimana kita tahu keberadaannya? “Kita melihat dampak materi gelap pada galaksi,” Aganze menjelaskan. “Misalnya, ketika kita memodelkan bagaimana galaksi berputar, kita memerlukan massa tambahan untuk menjelaskan rotasinya. Materi gelap dapat menyediakan massa yang hilang itu.”
Semua galaksi, termasuk Bima Sakti, dikelilingi oleh halo materi gelap. Seiring para astronom mempelajari lebih lanjut tentang sifat materi gelap, mereka mungkin menemukan bukti bahwa halo galaksi mungkin juga mengandung sejumlah besar sub-halo materi gelap yang lebih kecil, yang diprediksi oleh model. “Halo ini mungkin berbentuk bulat, tetapi kepadatan, ukuran, dan bahkan keberadaannya saat ini tidak diketahui,” jelas Tjitske Starkenburg, salah satu penulis dan asisten profesor peneliti di Universitas Northwestern di Evanston, Illinois.
Masa Depan Penelitian Kosmik
Roman akan mendefinisikan ulang pencarian mereka. “Kami menduga materi gelap berinteraksi dengan aliran gugus bola. Jika sub-halo ini hadir di galaksi lain, kami perkirakan akan melihat celah dalam aliran gugus bola yang kemungkinan disebabkan oleh materi gelap,” lanjut Starkenburg. “Ini akan memberi kami informasi baru tentang materi gelap, termasuk jenis halo materi gelap yang hadir dan berapa massanya.”
Aganze dan Starkenburg memperkirakan bahwa Roman akan secara efisien menyampaikan data yang mereka butuhkan dalam galaksi-galaksi terdekat – hanya memerlukan waktu total satu jam – dan bahwa pengamatan ini dapat ditangkap oleh Survei Wilayah Luas Lintang Tinggi.
Starkenburg juga akan membantu meletakkan dasar untuk penyelidikan ini melalui kontribusinya pada proyek lain yang baru-baru ini dipilih untuk didanai oleh program Nancy Grace Roman Space Telescope Research and Support Participation Opportunities milik NASA. “Tim ini berencana untuk memodelkan bagaimana gugus bola terbentuk menjadi aliran bintang dengan mengembangkan kerangka teoritis yang jauh lebih terperinci,” jelasnya. “Kami akan terus memprediksi dari mana gugus bola yang membentuk aliran berasal dan apakah aliran ini akan dapat diamati dengan Roman.”
Aganze juga bersemangat tentang proyek-proyek lain yang sedang atau akan segera hadir. “ Badan Antariksa EropaMisi Euclid milik NASA sudah mulai mengeksplorasi struktur alam semesta berskala besar, yang akan membantu kita mempelajari lebih lanjut tentang peran materi gelap,” katanya. “Dan Observatorium Vera C. Rubin akan segera memindai langit malam berulang kali dengan tujuan yang sama. Data dari misi ini akan sangat berguna dalam membatasi simulasi kami saat kami mempersiapkan diri untuk Roman.”
Referensi: “Prospek untuk Mendeteksi Kesenjangan dalam Aliran Bintang Gugus Bola di Galaksi Eksternal dengan Teleskop Luar Angkasa Nancy Grace Roman” oleh Christian Aganze, Sarah Pearson, Tjitske Starkenburg, Gabriella Contardo, Kathryn V. Johnston, Kiyan Tavangar, Adrian M. Price-Whelan dan Adam J. Burgasser, 15 Februari 2024, Jurnal Astrofisika.
DOI: 10.3847/1538-4357/ad159c
Teleskop Luar Angkasa Nancy Grace Roman, yang dinamai untuk menghormati kepala astronom pertama NASA dan tokoh penting dalam pengembangan Teleskop Luar Angkasa Hubble, merupakan kemajuan signifikan dalam observatorium berbasis luar angkasa. Dijadwalkan untuk diluncurkan pada pertengahan tahun 2020-an, teleskop ini dirancang untuk menjelajahi berbagai fenomena astronomi mulai dari misteri energi gelap dan materi gelap hingga planet ekstrasurya deteksi dan eksplorasi latar belakang kosmik inframerah. Dilengkapi dengan cermin primer 2,4 meter dan serangkaian instrumen canggih, termasuk Instrumen Medan Lebar untuk survei skala besar dan Instrumen Koronagraf untuk pencitraan langsung eksoplanet, Teleskop Luar Angkasa Roman bertujuan untuk melakukan penelitian inovatif di hamparan langit yang luas dengan presisi dan kedalaman yang tak tertandingi oleh observatorium saat ini. Misinya adalah untuk memperluas pemahaman kita tentang alam semesta, melanjutkan warisan penyelidikan dan penemuan astronomi yang terperinci.
RisalahPos.com Network
Related posts
# PARTNERSHIP
