Bagaimana Teleskop Optik Terbesar di Dunia Dapat Memecahkan Beberapa Teka-teki Terbesar dalam Sains

Para astronom dapat menanyakan beberapa pertanyaan paling mendasar, mulai dari apakah kita sendirian di alam semesta hingga apa sifat energi gelap misterius dan materi gelap yang menyusun sebagian besar alam semesta.

Kini, sekelompok besar astronom dari seluruh dunia sedang membangun teleskop optik terbesar yang pernah ada—teleskop optik terbesar yang pernah ada—the Teleskop Sangat Besar (ELT)-di Chile. Setelah konstruksi selesai pada tahun 2028, hal ini dapat memberikan jawaban yang mengubah pengetahuan kita tentang alam semesta.

Dengan cermin utama berdiameter 39 meter, ELT akan memiliki permukaan pemantul terbesar dan paling sempurna yang pernah dibuat. Kekuatan pengumpulan cahayanya akan melebihi gabungan semua teleskop besar lainnya, sehingga memungkinkannya mendeteksi objek yang jutaan kali lebih redup daripada teleskop besar lainnya. mata manusia dapat melihat.

Ada beberapa alasan mengapa kita memerlukan teleskop seperti itu. Sensitivitasnya yang luar biasa akan memungkinkannya memotret beberapa galaksi pertama yang pernah terbentuk, dengan cahaya yang telah menempuh perjalanan selama 13 miliar tahun untuk mencapai teleskop. Pengamatan terhadap objek-objek jauh memungkinkan kita untuk menyempurnakan pemahaman kita tentang kosmologi dan sifat kosmologi materi gelap dan energi gelap.

Kehidupan Asing

ELT juga dapat memberikan jawaban atas pertanyaan paling mendasar: Apakah kita sendirian di alam semesta? ELT diharapkan menjadi teleskop pertama yang melacak exoplanet mirip Bumi—planet yang mengorbit bintang lain namun memiliki massa, orbit, dan jarak yang sama dengan induknya seperti Bumi.

Menempati zona yang disebut Goldilocks, planet mirip Bumi ini akan mengorbit bintangnya pada jarak yang tepat agar air tidak mendidih atau membeku—menyediakan kondisi bagi keberadaan kehidupan.

Kamera ELT akan memiliki resolusi enam kali lebih baik dibandingkan kamera ELT James Webb Space Telescope, memungkinkannya mengambil gambar eksoplanet yang paling jelas. Meskipun gambar-gambar ini menarik, namun tidak menceritakan keseluruhan kisahnya.

Untuk mengetahui kemungkinan adanya kehidupan di planet ekstrasurya, para astronom harus melengkapi pencitraan dengan spektroskopi. Meskipun gambar mengungkapkan bentuk, ukuran, dan struktur, spektrum memberi tahu kita tentang kecepatan, suhu, dan bahkan sifat kimiawi objek astronomi.

ELT tidak hanya berisi satu, tapi empat spektograf—instrumen yang menyebarkan cahaya ke dalam warna-warna penyusunnya, seperti prisma ikonik pada Pink Floyd. The Dark Side of the Moon sampul album.

Masing-masing seukuran minibus, dan dikontrol secara hati-hati terhadap lingkungan demi stabilitas, spektograf ini mendukung semua kasus sains utama ELT. Untuk exoplanet raksasa, instrumen harmoni akan menganalisis cahaya yang melintasi atmosfernya, mencari tanda-tanda air, oksigen, metana, karbon dioksida, dan gas lain yang menunjukkan adanya kehidupan.

Untuk mendeteksi exoplanet mirip Bumi yang jauh lebih kecil, diperlukan keahlian yang lebih khusus instrumen Andes akan dibutuhkan. Dengan biaya sekitar €35 juta, Andes akan mampu mendeteksi perubahan kecil pada panjang gelombang cahaya.

Dari misi satelit sebelumnya, para astronom sudah memiliki ide bagus tentang di mana mencari exoplanet di langit. Memang benar, ada beberapa ribu eksoplanet yang terkonfirmasi atau “kandidat” yang terdeteksi menggunakan teknologi ini “metode transit”. Di sini, teleskop luar angkasa menatap sepetak langit yang berisi ribuan bintang dan mencari penurunan intensitas kecil secara berkala, yang disebabkan ketika sebuah planet yang mengorbit lewat di depan bintangnya.

Namun Andes akan menggunakan metode berbeda untuk berburu Bumi lain. Saat sebuah planet ekstrasurya mengorbit bintang induknya, gravitasinya menarik bintang, membuatnya bergoyang. Gerakan ini sangatlah kecil; Orbit bumi menyebabkan matahari berosilasi dengan kecepatan hanya 10 sentimeter per detik—kecepatan berjalan kura-kura.

Sama seperti nada sirene ambulans yang naik dan turun saat ia bergerak menuju dan menjauhi kita, panjang gelombang cahaya yang diamati dari bintang yang bergoyang bertambah dan berkurang seiring dengan berjalannya planet keluar dari orbitnya.

Hebatnya, Andes mampu mendeteksi perubahan kecil pada warna cahaya ini. Cahaya bintang, meskipun pada dasarnya kontinu (“putih”) dari ultraviolet hingga inframerah, mengandung pita di mana atom-atom di wilayah terluar bintang menyerap panjang gelombang tertentu saat cahaya keluar, sehingga tampak gelap dalam spektrum.

Pergeseran kecil pada posisi fitur-fitur ini—sekitar 1/10,000 piksel pada sensor Andes—mungkin, selama berbulan-bulan dan bertahun-tahun, dapat mengungkap goyangan berkala. Hal ini pada akhirnya dapat membantu kita menemukan Earth 2.0.

Di Universitas Heriot-Watt, tim saya sedang melakukan uji coba pengembangan sistem laser dikenal sebagai sisir frekuensi yang memungkinkan Andes mencapai presisi yang begitu indah. Seperti detak milimeter pada penggaris, laser akan mengkalibrasi spektograf Andes dengan memberikan spektrum cahaya yang terstruktur dalam ribuan panjang gelombang dengan jarak teratur.

Skala ini akan tetap konstan selama beberapa dekade, sehingga mengurangi kesalahan pengukuran yang terjadi akibat perubahan suhu dan tekanan lingkungan.

Dengan biaya konstruksi ELT yang mencapai €1.45 miliar, beberapa orang akan mempertanyakan nilai proyek tersebut. Namun astronomi mempunyai arti penting yang mencakup ribuan tahun dan melampaui batas-batas budaya dan negara. Hanya dengan melihat jauh ke luar tata surya kita, kita bisa mendapatkan perspektif di luar saat ini dan saat ini.

Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.

Gambar Kredit: ESO/L. Calçada / Wikipedia

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
• PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
• PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
• Sumber: https://singularityhub.com/2023/11/08/how-the-worlds-biggest-optical-telescope-could-crack-some-of-the-greatest-puzzles-in-science/