Galaksi pernah dianggap sebagai sebuah pulau yang terpencil di alam semesta, gumpalan materi yang melayang mengarungi kehampaan ruang
angkasa. Kini kita tahu galaksi dikelilingi oleh awan debu dan gas yang ukurannya
jauh lebih besar, meskipun hampir tak terlihat. Astronom menyebutnya circumgalactic medium atau CGM. Berperan
layaknya pabrik daur ulang raksasa, CGM menyerap materi yang dikeluarkan galaksi
dan mengembalikannya ke dalam galaksi.
Far-ultraviolet Off Rowland-circle Telescope for Imaging and
Spectroscopy (FORTIS)
besutan NASA akan mengemban misi penelitian proses daur ulang galaksi untuk
membantu menyelesaikan beberapa misteri kosmik yang belum terpecahkan. Menunggangi
roket penelitian dari White Sands Missile
Range di New Mexico, FORTIS akan diluncurkan ke luar angkasa untuk mengukur
kandungan gas bintang-bintang dan supernova pemasok CGM di galaksi terdekat. Observasi
FORTIS akan menjelaskan sirkulasi keluar masuk materi di sebuah galaksi yang
memicu produksi bintang dan evolusi galaksi.
Misteri Materi yang Hilang
Para astronom yang mempelajari siklus hidup
galaksi telah lama bergulat dengan dua macam misteri utama.
Pertama, untuk memproduksi bintang-bintang
baru, galaksi membutuhkan bahan bakar, yaitu gas seperti hidrogen, helium dan
terkadang elemen-elemen berat. (Dalam astronomi elemen berat/logam merujuk
elemen yang lebih berat daripada hidrogen dan helium). Tetapi ada banyak galaksi yang terus memproduksi bintang meskipun
para astronom memperkirakan mereka telah kehabisan bahan bakar.
Lantas dari mana galaksi memperoleh suplai bahan
bakar?
Kedua, menghilangnya produk samping yang
dihasilkan bintang. “Seiring bertambahnya usia, bintang cenderung mencemari
lingkungan kosmik di sekitarnya,” ungkap Peneliti Utama FORTIS astrofisikawan Stephan McCandliss dari Universitas Johns Hopkins. “Bintang mengambil dan
mengembuskan material di sekitarnya.”
Tetapi para ilmuwan telah menemukan galaksi kaya
bintang yang tidak tercemar oleh logam (unsur-unsur berat yang ditempa di inti
bintang) sebagaimana seharusnya. Gas kaya logam keluar dari galaksi dan kembali
masuk ke galaksi, tetapi tidak ada yang tahu bagaimana proses ini terjadi.
Pusat Daur Ulang Galaksi
Para astronom telah mengetahui eksistensi CGM,
meskipun sebagian besar terlalu menyebar dan redup untuk dipelajari secara mendetail.
Pada tahun 2009, Teleskop Antariksa Hubble NASA memperoleh upgrade instrumen Cosmic Origins Spectrograph. Setelah
itu, studi terkait CGM dapat dilakukan dengan lebih mudah.
Dua tahun semenjak upgrade instrumen, survei
CGM di 42 galaksi mengungkap kandungan gas kaya logam yang menghilang dari
galaksi dan telah lama dicari oleh para astronom.
Gas-gas kaya logam tak hanya bersemayam di
sana, sebaliknya CGM berulang kali menyerap dan mengembalikan mereka ke galaksi
sebagai bagian dari proses daur ulang berkelanjutan.
“CGM dianggap penting untuk memahami evolusi
galaksi, karena menjadi lokasi penyimpanan sebagian besar bahan bakar produksi bintang,” jelas astrofisikawan Scott Porter dari Pusat Penerbangan
Antariksa Goddard NASA di Greenbelt Maryland.
Gravitasi menarik gas dari CGM menuju pusat
galaksi, seolah menyuntik galaksi dengan bahan bakar segar untuk memproduksi bintang.
Pada saat yang sama, angin bintang dan supernova malah melepaskan gas kaya logam
ke CGM dan menyuplai CGM.
 |
| Animasi ledakan supernova “keruntuhan inti” bintang raksasa. Supernova adalah salah satu cara galaksi mengeluarkan gas kaya logam ke CGM. Kredit: NASA/JPL-Caltech |
Pencemaran Galaksi oleh Bintang dan Supernova
Misi FORTIS akan menghitung berapa banyak gas
yang ‘dipompa’ ke CGM sebagai bagian dari proses daur ulang galaksi. Secara
khusus, FORTIS akan mengukur angin bintang dan supernova untuk mengetahui
berapa banyak dan seberapa cepat gas yang dihembuskan ke CGM.
“Jika dikeluarkan dengan kecepatan sangat
tinggi, gas akan sepenuhnya meninggalkan galaksi,” tambah McCandliss. Gas
kaya logam bisa saja menembus CGM ke ruang antargalaksi dan tidak mengalami
proses daur ulang. “Tetapi jika dikeluarkan dengan kecepatan rendah, mereka
akan beredar dan membantu memperkaya galaksi.”
Untuk tujuan ini, FORTIS akan diluncurkan menggunakan
roket orbital ke luar angkasa selama 15 menit perjalanan pulang pergi, sebelum
mendarat kembali ke Bumi. FORTIS akan mengarahkan instrumennya ke Galaksi Triangulum (Messier 33) yang terletak 2,7 juta tahun cahaya dari Bumi. Triangulum
adalah sebuah galaksi cerah dengan banyak bintang yang terbentuk baru-baru ini.
 |
| Galaksi Triangulum atau Messier 33 sebagaimana dicitrakan oleh Teleskop Antariksa Hubble. Kredit: NASA, ESA, dan M. Durbin, J. Dalcanton, dan B. F. Williams (Universitas Washington) |
Setelah sekitar satu menit mengamati Messier 33,
FORTIS akan fokus pada gugus bintang dan supernova paling terang untuk mengukur
kecepatan dan komposisi angin bintang. “Ini semua akan memberi kita gambaran
tentang sirkulasi materi,” ujar McCandliss.
Teknologi Baru, Sains Baru
Seperti roket penelitian pada umumnya, FORTIS
akan mencoba menjawab berbagai pertanyaan sains sembari menguji instrumen-instrumen
baru. Untuk peluncuran, FORTIS akan menunggangi array microshutter generasi baru yang dibangun berdasarkan desain untuk Teleskop Antariksa James Webb NASA. Instrumen generasi baru memungkinkan FORTIS
untuk mengukur 40 target secara individu pada suatu waktu dalam spektrum cahaya ultraviolet-jauh yang tak mampu diselesaikan teknologi
sebelumnya.
“Sains baru hanya bisa terwujud melalui
teknologi baru,” pungkas McCandliss. “Kami selalu ingin mengarah ke misi yang
lebih besar dan lebih baik.”
Misi FORTIS akan diluncurkan dari White Sands Missile Range di New Mexico
menggunakan roket Black Brant IX pada tanggal 27 Oktober 2019. Puncak lintasan
mencapai ketinggian sekitar 155 mil sebelum kembali turun ke Bumi. Tim ilmuwan
di balik misi mengharapkan waktu observasi selama enam menit dari sekitar 15
menit durasi penerbangan.
Ditulis oleh: Miles Hatfield, Pusat
Penerbangan Antariksa Goddard NASA, www.nasa.gov, editor: Miles Hatfield
Komentar
Posting Komentar