Institut Sains Teleskop Luar Angkasa telah mengumumkan desain astronomi mana yang telah dipilih agar dapat digunakan oleh Teleskop Luar Angkasa James Webb selama dua tahun ke depan.
Pada hari Kamis (29 Februari), organisasi tersebut menguraikan 253 program Pengamat Umum (GO) yang akan menggunakan teleskop luar angkasa paling kuat dan sensitif milik umat manusia selama 5.500 jam antara Juli 2024 dan Juni 2025. Rentang waktu ini dikenal sebagai Siklus 3 operasi JWST. .
Siklus 3 akan melanjutkan kemajuan ilmiah dua tahun sebelumnya yang dicapai oleh teleskop senilai $10 miliar, yang mulai mentransmisikan data pada tahun 2022.
Beberapa target tahun ketiga JWST mencakup potensi exomoon atau bulan yang mengelilingi exoplanet, exoplanet itu sendiri yang berhubungan dengan atmosfernya, lubang hitam supermasif, dan bahkan galaksi jauh yang ada pada awal waktu. JWST juga akan mempelajari struktur berskala besar di luar angkasa untuk mengungkap detail tentang percepatan perluasan alam semesta dan energi gelap, kekuatan misterius yang mendorong gerakan tersebut.
Terkait: Setelah 2 tahun berada di luar angkasa, teleskop James Webb memecahkan kosmologi. Bisakah itu diperbaiki?
Perburuan exomoon sedang berlangsung
Ilustrasi artis tentang exomoon yang mengelilingi sebuah planet ekstrasurya. (Kredit gambar: NASA/ESA/L. Hustak)
Salah satu tim yang cukup beruntung mendapatkan waktu bersama JWST selama Siklus 3 akan mencari bulan di luar tata surya. Bulan-bulan ini dikenal sebagai bulan ekstrasurya atau sekadar “exomoon”.
David Kipping, asisten profesor astronomi di Universitas Columbia, adalah bagian dari tim yang berharap dapat menemukan bulan khususnya di sekitar planet ekstrasurya Kepler-167e. Raksasa gas ini seukuran dan bermassa Jupiter dan terletak 1.115 tahun cahaya dari Bumi.
“Kami sangat senang salah satu desain kami diterima!” Kipping mengatakan kepada Space.com. “Pencarian kami untuk exomoon di sekitar Kepler-167e telah diterima dan merupakan target terbaik yang pernah kami miliki untuk berburu bulan.”
Sejauh ini, exomoon terbukti sulit dipahami oleh para astronom karena mereka diburu menggunakan teknik pemblokiran cahaya yang sama dengan yang digunakan untuk mengamati exoplanet di sekitar bintang. Namun, teknik ini cukup sulit untuk menemukan dunia besar di luar Bumi – menemukan exomoon kecil dengan teknik ini sangatlah menantang. Eksoplanet tidak hanya akan memblokir lebih sedikit cahaya dibandingkan eksoplanet yang diorbitnya, namun juga harus berada pada posisi dan waktu yang tepat.
Sebuah exomoon yang dapat dideteksi harus mengorbit planetnya tepat pada saat planet tersebut melintasi, atau “melintasi”, permukaan bintang induknya untuk menghalangi cahaya apa pun yang terlihat dari sudut pandang kita di luar angkasa. Hambatan ini akan terdeteksi oleh peralatan para ilmuwan, sehingga mereka dapat menghitung kembali bahwa hal tersebut diciptakan oleh sebuah planet ekstrasurya (atau kemungkinan besar adalah sebuah planet ekstrasurya).
Kipping berharap dengan menargetkan Kepler-167e dengan Near Independent Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS) JWST, ia dan timnya dapat melakukan deteksi exomoon pertama yang tak terbantahkan. “Saya harap ini hanyalah awal dari revolusi luar biasa. Dunia baru yang pasti menyimpan rahasia luar biasa,” kata Kipping.
Tentu saja, proyek Cycle 3 GO JWST juga mencakup banyak penelitian yang berfokus pada exoplanet itu sendiri dan bukan hanya calon bulannya. Hal ini mencakup beberapa orang yang ingin mengetahui apakah exoplanet tertentu memiliki kondisi yang diperlukan untuk mendukung kehidupan seperti yang kita kenal.
Di antara proyek kelayakhunian planet ekstrasurya ini adalah salah satu proyek yang disebut “Membatasi atmosfer planet ekstrasurya terestrial TOI-4481b”. Ia akan menggunakan Instrumen Inframerah Tengah (MIRI) JWST selama 16 jam untuk menentukan apakah planet ekstrasurya bermassa Jupiter yang mengorbit bintang bermassa setengah Matahari, yang terletak sekitar 39 tahun cahaya, mampu bertahan. ke atmosfernya.
Hasil penelitian ini dapat menjadi langkah pertama untuk memahami kelayakhunian planet berbatu dan apakah bintang tipe M, yang juga dikenal sebagai katai merah, memiliki planet kebumian dengan atmosfer yang signifikan. Hal ini penting dalam pencarian kehidupan di luar Bumi, karena katai merah adalah bintang paling umum di Bima Sakti.
Pencarian lubang hitam supermasif
Gambar Event Horizon Telescope dari lubang hitam supermasif di pusat galaksi M87 dan bayangannya. (Kredit gambar: Kolaborasi EHT)
Para astronom secara luas percaya bahwa sebagian besar galaksi besar di alam semesta kita memiliki lubang hitam supermasif di jantungnya dengan massa jutaan atau bahkan miliaran matahari. Beberapa lubang hitam supermasif ini secara aktif menelan gas dan debu yang mengelilinginya dalam piringan materi yang disebut piringan akresi.
Efek gravitasi lubang hitam monster ini diperkirakan memanaskan material dalam piringan akresi, menyebabkannya memancarkan radiasi terang melintasi spektrum elektromagnetik, menciptakan wilayah yang disebut Inti Galaksi Aktif (AGN). Selain itu, materi apa pun yang tidak diserap oleh lubang hitam dapat diarahkan ke kutubnya, dan dari situ materi tersebut ditembakkan dalam bentuk pancaran partikel yang bergerak dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya. Jika hal ini terjadi maka fenomena tersebut disebut quasar.
Kondisi yang penuh kekerasan dari peristiwa-peristiwa ini menjadikan AGN dan quasar sebagai objek paling terang di alam semesta, seringkali cukup terang untuk mengungguli gabungan cahaya setiap bintang di galaksi di sekitarnya. Pemahaman teoretis kita tentang lubang hitam supermasif telah berkembang sejak Event Horizon Telescope (EHT) pada tahun 2019 mengungkap gambar pertama lubang hitam, lubang hitam supermasif di jantung galaksi Messier 87 (M87).
Dan misi JWST siklus 3 akan semakin berkontribusi terhadap pengetahuan ini.
Program observasi lubang hitam supermasif JWST Cycle 3 mencakup penelitian tentang quasar di alam semesta awal dan sifat lubang hitam pertama. Para ilmuwan berharap dapat memahami bagaimana lubang hitam ini mempengaruhi pertumbuhan galaksi selama miliaran tahun.
Pengamatan JWST terhadap lubang hitam supermasif di awal alam semesta juga dapat mengungkap bagaimana raksasa kosmik ini tumbuh hingga mencapai massa masif seperti yang telah diamati para ilmuwan – bahkan sebelum alam semesta berusia 1 miliar tahun. Pertanyaan seperti itu dapat dijawab dengan menggunakan MIRI untuk menyelidiki apakah awan molekul raksasa yang ada sekitar 13,2 miliar tahun yang lalu bisa langsung runtuh dan melahirkan “benih lubang hitam berat” yang menjelaskan mekanisme pertumbuhan yang cepat.
Xavier Calmet adalah peneliti di Universitas Sussex yang mempelajari titik temu antara lubang hitam dan mekanika kuantum. Dia mengatakan kepada Space.com bahwa dia sangat senang melihat fokus JWST pada lubang hitam supermasif dan AGNS.
“Proyek JWST Cycle 3 sangat menarik,” jelas Calmet. “Mengingat minat penelitian saya, saya sangat ingin melihat apa yang kita pelajari tentang lubang hitam.”
Teleskop Luar Angkasa James Webb telah berkembang
Salah satu peran utama JWST adalah menyelidiki objek-objek di alam semesta awal. Teleskop luar angkasa yang canggih memiliki kapasitas ini karena perluasan ruang akan meregangkan panjang gelombang cahaya dari objek yang jauh saat cahaya tersebut bergerak menuju kita, sehingga menggeser panjang gelombang ke arah “ujung merah” spektrum elektromagnetik.
Semakin lama cahaya merambat ke arah kita, semakin besar pergeseran merah cahayanya. Artinya, cahaya yang telah menempuh perjalanan selama kurang lebih 12 miliar tahun berwarna sangat merah telah bergeser ke wilayah inframerah spektrum elektromagnetik dan melampaui rentang cahaya tampak yang dapat kita lihat dengan mata telanjang. Cahaya inframerah praktis tidak terlihat oleh kita. Namun, JWST mampu mengamati cahaya inframerah ini, membantu menjelajahi bintang-bintang pertama dan galaksi tertua, yang akan berlanjut pada tahun 2025 dengan beberapa proyek Cycle 3 GO.
Luz Angela Garcia adalah kosmolog di Universidad ECCI di Kolombia yang berfokus pada bagaimana energi gelap memperluas alam semesta dengan kecepatan yang semakin cepat, yang pada gilirannya membantu menyelidiki evolusi alam semesta. Dia sangat antusias dengan proyek GO, yang akan berfokus pada era evolusi kosmik yang disebut zaman reionisasi, yang terjadi sekitar 500 juta tahun setelah Big Bang.
Selama periode ini, atom hidrogen netral yang menghuni alam semesta terionisasi oleh radiasi, melepaskan elektronnya dan meninggalkannya sebagai hidrogen terionisasi, atau ion hidrogen. Mempelajari galaksi-galaksi dengan pergeseran merah tinggi dapat mengungkap lebih banyak tentang fase penting evolusi kosmik ini, termasuk bagaimana galaksi-galaksi pertama bertindak sebagai sumber radiasi pengion ini.
“Beberapa usulan yang menarik perhatian saya adalah ‘Memahami Formasi Galaksi di Fajar Kosmik’, ‘Angin Galaksi di Alam Semesta Awal’ dan ‘Mati atau Hidup? Mengungkap sifat galaksi masif di awal alam semesta,’” kata Garcia kepada Space. com. “Semua proyek yang diterima ini berupaya mengidentifikasi dan mengkarakterisasi galaksi yang menjadi pendorong era reionisasi.
“Sebagian besar proposal ini berfokus pada mempelajari sifat-sifat galaksi pertama di alam semesta – sistem dengan pergeseran merah sangat tinggi yang memerlukan konfirmasi spektroskopi.”
Ini hanyalah puncak gunung es dalam hal cakupan topik yang akan dicakup oleh proyek Cycle 3 GO. Antara tahun 2024 dan 2025, para astronom juga akan melatih teleskop pada bintang-bintang jauh untuk lebih memahami fisika dan populasi bintang, serta mempelajari gas yang ada di antara bintang-bintang yang mungkin menjadi bahan penyusun bintang dan planet generasi berikutnya. Meskipun JWST dirancang dengan mempertimbangkan studi objek jauh, Siklus 3 juga akan menampilkan observatorium yang digunakan untuk mempelajari benda-benda di tata surya kita. Hal ini mencakup pencarian sumber awan gas yang berasal dari bulan Saturnus, Enceladus, menyelidiki dinamika cincin Uranus, dan mengkarakterisasi objek es yang ada di Sabuk Kuiper di ujung Tata Surya.
Melihat lebih jauh dari JWST Siklus 3, Panggilan Proposal GO Siklus 4 akan diterbitkan pada 1 Agustus 2024, dengan batas waktu yang ditetapkan pada 16 Oktober tahun ini. Peninjauan Telescope Allocation Committee (TAC) Siklus 4 akan berlangsung antara 3 dan 12 Februari 2025, dengan seleksi diumumkan sekitar 5 Maret tahun depan. Selanjutnya program JWST Cycle 4 GO akan mulai mengamati luar angkasa pada 1 Juli 2025.
Daftar lengkap program JWST Siklus 3 yang diterima tersedia di situs web STScI.
Awalnya diterbitkan pada Luar Angkasa.com.
+ There are no comments
Add yours