September 27, 2022

Dalam dekade terakhir, perburuan exoplanet yang mirip Bumi telah menjadi salah satu prioritas utama astronomi. Menyisir miliaran galaksi dan sistem bintang untuk mencari tanda-tanda kehidupan mirip dengan mencari jarum di tumpukan jerami, tetapi pendekatan baru NASA bertujuan untuk membuat mereka jauh lebih mudah dikenali.

Studi yang diusulkan, dijuluki Observatorium Hibrida untuk Exoplanets mirip Bumi (HOEE), akan membangun observatorium dua cabang — baik di Bumi maupun di orbit — untuk menciptakan salah satu pencari planet paling kuat yang pernah dirancang. HOEE berencana untuk menggunakan generasi berikutnya dari teleskop kuat yang saat ini sedang dibangun, seperti Teleskop Magellan Raksasa dan Teleskop Sangat Besar (ELT) di Gurun Atacama Chili, bersama dengan instrumen berbasis ruang angkasa yang disebut ‘starshade’, sebuah objek yang dapat digunakan untuk memblokir cahaya dari objek yang sangat terang.

Saat ini, ada dua cara peneliti dapat melihat eksoplanet secara langsung. Para ilmuwan dapat mengambil gambar menggunakan kamera teleskop bertenaga tinggi yang dapat dikirim kembali melalui udara ke Bumi melalui gelombang radio untuk melihat di mana sebuah planet mungkin mengorbit bintang. Misalnya, Teleskop Luar Angkasa Hubble telah menemukan ratusan exoplanet menggunakan kamera digitalnya. Strategi lain yang digunakan para astronom adalah metode yang disebut spektroskopi transit. Ketika cahaya dari bintang terdekat bergerak melalui atmosfer planet yang mengorbit, ia mengambil sifat dari apa yang dilewatinya. Saat cahaya itu mencapai teleskop di luar angkasa dan di tanah, para ilmuwan dapat memproses banyak data, seperti informasi atmosfer dan struktur, tentang lingkungan yang dilalui cahaya. Teleskop Luar Angkasa James Webb menggunakan metode ini untuk melakukan pengamatan terhadap planet ekstrasurya Wasp-96. Tetapi sementara JWST mampu mendeteksi planet ekstrasurya, tujuan dan desain penelitian utamanya tidak terfokus pada pencarian kehidupan di luar bumi di planet yang jauh. Di situlah observatorium hibrida, sistem dua bagian yang menggunakan instrumen baik di darat maupun di luar angkasa, bisa ikut bermain.

See also  Tingkatkan sistem keamanan rumah Anda tanpa mengubah kunci dengan kunci pintu pintar ini

[Related: NASA’s official exoplanet tally has passed 5,000 worlds]

Cahaya dari planet-planet mirip Bumi yang jauh sangat redup, sehingga kehadiran exoplanet mudah tersapu oleh bintang-bintang secemerlang matahari kita, jelas John Mather, astrofisikawan senior di Laboratorium Kosmologi Observasi di Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA dan memimpin untuk studi HOEE. Itu bukan hal yang baik ketika para astronom mencari tempat di galaksi yang mirip dengan tata surya kita.

“Matahari 10 miliar kali lebih terang dari Bumi,” kata Mather. “Itu sangat banyak silau.” Mencari benda-benda kecil, terutama “Bumi kecil”, dalam silau yang intens itu sangat sulit, katanya. Tapi naungan bintang menawarkan cara untuk memblokir pancaran bintang tuan rumah.

Secara keseluruhan, naungan bintang adalah objek yang akan diposisikan di ruang angkasa antara teleskop di Bumi dan bintang yang ingin diamati oleh para astronom, yang pada dasarnya menghalangi cahaya sebelum mencapai cermin teleskop. Sebuah starshade fungsional harus berdiameter lebih dari 300 kaki, dan diposisikan setidaknya 100.000 mil jauhnya dari Bumi. Karena akan sangat jauh, itu juga harus dapat beroperasi tanpa campur tangan manusia. Konon, naungan bintang hanya akan menjadi alat yang memungkinkan teleskop apa pun di Bumi untuk mengintip secara umum tanpa hambatan ke dalam kosmos, tetapi masih ada di udara jika seseorang dapat dibuat untuk melakukan segala jenis ilmu pengetahuannya sendiri.

Jika dikerahkan, observatorium hibrida semacam ini akan memungkinkan para ilmuwan untuk menjelajahi sudut-sudut Bima Sakti dan sistem lain yang menarik lebih dekat daripada yang dapat dilakukan oleh teknologi yang ada saat ini. Mather mengatakan paparan satu menit yang diambil oleh observatorium hibrida akan cukup lama untuk membuktikan bahwa ada planet ekstrasurya di daerah tersebut, dan paparan satu jam dapat memberikan petunjuk apakah ada oksigen atau air di atmosfernya.

See also  HBO Max dan Discovery Plus akan bergabung musim panas mendatang

[Related: Let’s make 2022 the year of the sunbrella]

Tapi teknologi yang dibutuhkan untuk membangun sebuah starshade masih bertahun-tahun lagi, kata Mather. Salah satu tantangan terbesar di balik konsep tersebut adalah seberapa besar kebutuhan untuk beroperasi seperti yang diinginkan para ilmuwan. Desain awal sebelumnya yang dibuat oleh Jet Propulsion Laboratory NASA terlalu besar untuk dimasukkan ke dalam roket, tetapi para peneliti mencari konsep yang dapat dikotak-kotakkan dan kemudian dibuka nanti, mirip dengan cermin lipat JWST. “Tidak ada yang pernah mencoba sesuatu yang begitu besar. Ini sangat besar, ”kata Mather. “Ini masalah yang sangat besar untuk menempatkan sesuatu yang begitu besar ke luar angkasa.”

Meskipun NASA belum mengejar pengembangan, agensi baru-baru ini meluncurkan Tantangan Desain Struktural Ultralight Starshade, sebuah kompetisi yang berupaya mengumpulkan ide-ide desain observatorium dari publik. Lima kiriman teratas akan memiliki kesempatan untuk memenangkan hadiah, dengan tempat pertama memenangkan $3.000. Pada saat penulisan ini ada 11 entri, tetapi peserta yang tertarik memiliki waktu hingga 22 Agustus untuk mengirimkan desain. Mather, yang akan memimpin tim yang akan memilih pemenang, mengatakan memanfaatkan ide-ide publik dapat membantu mendorong konsep starshades dari tanah.

“Kami mencoba memecahkan beberapa masalah teknik mesin yang hampir mustahil,” katanya. “Di sisi lain, saya pikir itu pantas untuk dicoba.”