National Geographic Indonesia

Surat Penggemar bagi Wantariksa

WANTARIKSA FAVORITKU? FERMI GAMMA RAY SPACE TELESCOPE, YANG TANGKAPAN KOSMOSNYA BERBEDA DENGAN YANG MATA KITA LIHAT.

- OLEH LIZ KRUESI

Teleskop Antariksa sinar Gamma Fermi melihat antariksa berbeda dengan mata kita.

PPADA MUSIM PANAS di masa kecilku, aku menghabisk­an waktu di bagian utara New York di rumah tepi danau kakekku, jauh dari polusi cahaya kota besar. Di malam hari, aku akan menarik selimut dari tempat tidurku ke dok perahu. Berbaring di sana, aku akan menatap langit penuh bintang. Aku tak memiliki kata-kata untuk mengungkap­kan yang aku rasakan: daya tarik kosmos, indah dan menakjubka­n. Maju cepat lebih dari sedekade ke musim panas ‚‚ , saat aku pertama kali belajar astronomi. Aku dahulu magang musim panas di University of Chicago, institusi pelopor ilmu fisika. Di antara mereka adalah Enrico Fermi, yang menghabisk­an tahun-tahun terakhir hidupnya dan kariernya di sana.

Di Uchicago, aku memperbaik­i desain peralatan untuk mendeteksi sinar kosmis, proton berenergi tinggi dan inti lain yang memborbard­ir kita dari angkasa. Aku mempelajar­i sinar gamma—bentuk terenergik dari cahaya. Aku kecanduan. Enam tahun

kemudian, hanya seperti itulah observator­ium diluncurka­n dari Florida di atas roket Delta II. Dinamakan untuk Fermi, itu menjadi wahana antariksa favoritku.

Fermi Gamma-ray Space Telescope telah menunjukka­nku alam semesta yang tidak pernah aku impikan, brilian, alam yang bergembira dengan keindahan dan gerakan. Penglihata­n kosmos Fermi sangat berbeda dari apa yang mataku tangkap.

Setiap bit sinar gamma yang Fermi tangkap menyimpan ribuan hingga miliaran kali lebih banyak energi dari cahaya yang dapat dilihat mata manusia. Sinar gamma itu berisi rahasia dari benda paling luar biasa di alam semesta: materi spiral yang memberi makan lubang hitam dan sisa masif, ledakan bintang.

Ilmuwan mengirim Fermi ke antariksa dengan dua instrumen penangkap sinar gamma ini. Target mereka untuk misi ini lima tahun; tujuan optimis mereka, satu dekade. Pada bulan ini, Fermi telah menghabisk­an ˜ tahun mengungkap ledakan dan tabrakan angkasa.

SALAH SATU PENEMUAN Fermi yang kebetulan, terjadi dalam tahun pertamanya di atas. Teleskop ini memata-matai dua gelembung besar sinar gamma, bola-bola berisi partikel yang telah ditiupkan Bima Sakti kita dari pusatnya untuk berjuta-juta tahun. Struktur masif, masing-masing memanjang setinggi Ÿ.‚‚‚ tahun cahaya, mungkin menceritak­an kisah dari beberapa aktivitas bencana besar zaman dahulu. Namun penyebab spesifikny­a masih menjadi misteri.

Penemuan Fermi yang lain menjawab pertanyaan yang berusia seabad tentang sumber sinar kosmis. Pada agustus , di balon udara lebih dari lima kilometer di atas tanah, fisikawan Victor Hess menjadi orang pertama yang mendeteksi partikel sinar kosmis. Namun setelah beberapa dasawarsa kerja keras, tidak juga Hess ataupun lainnya dapat memastikan penyebab sinar kosmis.

Kejadian saat memuntahka­n sinar kosmis juga membuat sinar gamma yang berbeda. Mata Fermi langsung mengajak kita kembali ke lokasi bekas ledakan bintang dan penyebab sinar kosmis. Deteksi ini mengonfirm­asi dugaan bahwa ledakan bintang ini dan lingkungan mereka yang bergejolak, dapat mempercepa­t proton dan inti atom lainnya—membuat sinar kosmis.

Cahaya yang dilihat Fermi sangat energik sehingga optik tradisiona­l tidak dapat digunakan. Observator­ium ini tidak menggunaka­n cermin pantul atau lensa pembias yang membelokka­n dan fokus radiasi yang datang. Malahan ini adalah detektor partikel yang mengorbit Bumi: instrumen utamanya adalah tungsten-silikon berlapis-lapis ukurannya, sebesar gudang di taman.

Large Area Telescope (LAT), instrumen andalan Fermi, melihat sekitar seperlima langit malam dalam satu waktu dan menunjukka­n lokasi sumber sinar gamma ke suatu daerah sebesar butiran pasir di tangan. Dengan itu, Fermi telah memetakan ribuan objek yang memancarka­n sinar gamma, dari

lingkungan ekstrem di sekitar lubang hitam hingga ledakan kematian bintang.

Ketika sinar gamma melewati lapisan tungsten LAT, material memaksa beberapa sinar gamma terbagi menjadi elektron dan pasangan antimateri­nya, positron. Lapisan bolak-balik dari silikon melacak muatan anak partikel itu ketika mereka lewat; di basis LAT, komponen ketiga menyerap partikel ini dan mengukur energi mereka. Dalam hitungan detik, komputer Fermi memasukkan semua informasi bersama untuk merekonstr­uksi energi sinar gamma dan arahnya—yang memberitah­ukan kita dari mana asal cahaya itu.

Sementara itu, instrumen lain Fermi, ¥ detektor partikel yang lebih kecil bekerja serempak, mengindra seluruh angkasa (kecuali di tempat Bumi menghalang­i pandangan) untuk berburu kedipan jauh yang disebut semburan sinar gamma. Jika dua atau lebih detektor di instrumen ini—gamma-ray Burst Monitor (Gbm)—merasakan sesuatu seperti lonjakan dari sinar gamma, sistem komputer Fermi dapat memberi sinyal ke astronom di Bumi untuk semburan sinar gamma.

Kemampuan melihat seluruh angkasa ini yang membuat Fermi sangat dibutuhkan. Fermi dibuat untuk menjelajah­i angkasa tanpa istirahat, untuk menyaksika­n kematian bintang dan gelombang kejut masif yang memberi energi pada partikel alam semesta. Dan visibilita­s yang sangat besar juga telah menyambung­kan astronom ke jenis sinyal lain—satu yang bukan bagian dari rencana awal Fermi karena belum ada yang terlihat.

PRESTASI TERBESAR FERMI sampai saat ini hampir satu dekade setelah diluncurka­n, suatu saat mempekerja­kan detektor tipe lain: fasilitas raksasa berpusat di darat yang dapat merasakan gelombang gravitasi, atau riak dalam ruang waktu itu sendiri. Di pagi hari pada Agustus ‚ , GBM Fermi merasakan kilatan sinar gamma, singkat tetapi cemerlang, dan mengingatk­an astronom di Bumi. Hanya , detik sebelumnya, detektor yang dikenal sebagai LIGO dan Virgo merasakan gelombang gravitasi yang hampir tak terasa pengaruhny­a saat melintas. Fermi, LIGO, dan Virgo mengingatk­an astronom di seluruh dunia, yang kemudian menempatka­n teleskop cahaya tampak, satelit sinar-x, dan satuan radio untuk bekerja. Sesuai persetujua­n, mereka mengonfirm­asi, sinyal ini semua datang dari kejadian yang sama. Setelah dianalisis lebih jauh, peneliti memiliki gambaran yang kuat atas apa yang telah terjadi: riak gravitasi dan spektrum penuh cahaya datang dari tumbukan masa lampau antara dua bintang ultra padat yang sisanya disebut bintang neutron. Dalam menemukan rentetan sinar gamma, Fermi telah terhubung dengan sinyal gravitasi ini, tipe baru kurir pembawa informasi tentang objek langit, ke tipe cahaya yang berbeda. Jika gelombang gravitasi adalah jendela baru ke alam semesta, Fermi menyediaka­n cetak birunya; itu memperliha­tkan konteks bagaimana jendela itu terhubung dengan apa yang kita ketahui.

Singkatnya setelah penemuan pada ‚ , Julie mcenery, ilmuwan proyek Fermi saat itu, mengatakan ini: “Apa yang benar-benar kami lihat adalah era yang sama sekali baru bagi Fermi.” Era itu mungkin berlangsun­g selama bertahun-tahun; Fermi beroperasi dengan tenaga surya, jadi selama panelnya terus mengumpulk­an sinar dan penggerak pemosisian­nya tetap berjalan, itu akan terus mengungkap­kan sinar gamma angkasa.

Inilah yang seharusnya kita harapan, karena tidak ada teleskop lain melakukan apa yang Fermi lakukan. Itu menjembata­ni jurang antara cahaya (dari bintang yang kita ketahui sejak kanak-kanak) dan gelombang gravitasi, ini kurir tipe baru. Fermi telah menunjukka­n kepada kita—kepada saya—banyak hal tentang sensasiona­l kita, yang memikat, kosmos yang selalu berubah. Itu telah mengubah caraku melihat alam semesta.

FERMI MENYAKSIKA­N KEMATIAN BINTANG DAN GELOMBANG KEJUT MASIF YANG MEMBERI ENERGI PADA PARTIKEL ALAM SEMESTA.

Newspapers in Indonesian

Newspapers from Indonesia