Bersama
para pakar visualisasi dari program Universe
of Learning NASA, para astronom telah menggabungkan data panjang gelombang cahaya
kasat mata, inframerah dan sinar-X dari tiga Observatorium Besar NASA untuk memproduksi
representasi 3D Nebula Kepiting, sisa-sisa ledakan supernova yang
menghancurkan bintang.
 |
| Nebula Kepiting. Kredit: NASA, ESA dan J. DePasquale (STScI) dan R. Hurt (Caltech/IPAC) |
Citra
Nebula Kepiting dalam berbagai panjang gelombang ini, menggabungkan data optik Teleskop
Antariksa Hubble (biru), data sinar-X Observatorium Sinar-X Chandra (kuning)
dan data inframerah Teleskop Antariksa Spitzer (merah), untuk menyorot struktur
bersarang nebula angin pulsar.
Sinar-X
mengungkap “detak jantung” bintang neutron di pusat nebula. Setelah memicu ledakan
supernova, sebuah bintang masif memasuki tahap evolusi selanjutnya dan menjadi
bintang neutron. Karena berputar sangat cepat hingga 30 kali per detik, bintang
neutron semacam ini disebut pulsar.
Struktur
cakram material yang mengelilingi pulsar, memancarkan sinar-X dan memuntahkan
semburan berkas sempit (jet) partikel berenergi tinggi yang tegak lurus
terhadap cakram. Panjang gelombang inframerah menunjukkan radiasi synchrotron, yang dihasilkan oleh aliran
partikel bermuatan yang berputar di sekitar medan magnet masif pulsar. Sedangkan
panjang gelombang cahaya kasat mata merupakan emisi dari oksigen yang telah
dipanaskan oleh radiasi synchrotron
berenergi lebih tinggi (ultraviolet dan sinar-X). Sulur-sulur halus yang
terlihat dalam cahaya kasat mata membentuk “sangkar” di sekitar permadani yang
kaya radiasi synchrotron, mencakup
cakram dan jet sinar-X. Struktur multi panjang gelombang yang saling terhubung
ini, mengambarkan pulsar sebagai sumber energi utama emisi yang dilihat oleh tiga
Observatorium Besar NASA. Nebula Kepiting terletak 6.500 tahun cahaya dari Bumi
di rasi Taurus.
Visualisasi
grafik multi panjang gelombang diolah dari data Chandra, Hubble dan Spitzer.
Video
berdurasi sekitar empat menit ini membedah struktur bersarang kompleks di
sekeliling “jenazah” bintang dan memberikan kita pemahaman yang lebih baik
tentang proses fisik ekstrem yang menggerakkan nebula. “Mesin” pembangkit
tenaga listrik yang memberikan energi ke seluruh sistem adalah pulsar, bintang
neutron yang berputar cepat. Dinamo kosmik ini meledakkan pulsa radiasi 30 kali
per detik.
Visualisasi
Nebula Kepiting diproduksi oleh tim ilmuwan dari Space Telescope Science Institute (STScI) di Baltimore, Maryland;
Caltech/IPAC di Pasadena, California; dan Center
for Astrophysics Harvard & Smithsonian (CfA), Cambridge. Massachusetts.
Video akan ditayangkan untuk pertama kalinya saat pertemuan rutin American Astronomical Society di
Honolulu, Hawaii, dan bisa diakses oleh planetarium dan pusat pembelajaran
informal lainnya di seluruh dunia.
“Sekadar
melihat gambar 2D suatu objek, terutama struktur kompleks seperti
Nebula Kepiting, tidak akan memberikan kita wawasan tentang sifat 3D-nya,” jelas Frank Summers, seorang pakar visualisasi dari STScI
sekaligus penanggung jawab tim. “Interpretasi ilmiah yang kami tampilkan
diharapkan membantu publik untuk memahami geometri bersarang Nebula
Kepiting yang saling terkait. Interaksi berbagai panjang gelombang seolah menerangi
seluruh struktur nebula. Tanpa menggabungkan panjang gelombang cahaya kasat
mata, sinar-X, dan inframerah, kita tidak akan mendapatkan gambaran secara
utuh.”
Struktur
dan proses tertentu yang digerakkan oleh pulsar di jantung nebula, paling ideal
diamati pada panjang gelombang tertentu.
Visualisasi
ini menampilkan representasi multi panjang gelombang Nebula Kepiting dalam 3D. Nebula Kepiting adalah nebula angin pulsar yang merupakan sisa-sisa ledakan
supernova bintang. Animasi diolah dari data tiga Observatorium Besar NASA, Chandra,
Hubble dan Spitzer.
Kredit: NASA, ESA, F. Summers, J. Olmsted, L. Hustak, J.
DePasquale, G. Bacon (STScI), N. Wolk (CfA|H&S/CXC), R. Hurt (Caltech/IPAC)
Adegan
video bermula dari pemandangan lokasi Nebula Kepiting di rasi Taurus,
yang selanjutnya diperbesar untuk menampilkan gambar Hubble, Spitzer dan
Chandra, masing-masing menyorot salah satu struktur bersarang dalam sistem.
Video kemudian memulai proses buildup
lambat struktur sinar-X dalam 3D, memperlihatkan pulsar dan cakram material
bermuatan, selanjutnya menampilkan semburan partkel yang ditembakkan tegak
lurus dari sisi atas dan bawah pulsar.
Adegan
berikutnya adalah visi inframerah pemandangan awan yang menyelimuti dan
berputar mengitari sistem pulsar dan berpendar karena radiasi synchrotron.
Bentuk radiasi yang khas ini dihasilkan oleh aliran partikel bermuatan yang berputar
di sekitar garis medan magnet. Ada juga emisi inframerah dari debu dan gas.
Cahaya
kasat mata cangkang terluar Nebula Kepiting ditampilkan setelahnya. Layaknya sangkar di seluruh sistem, cangkang gas yang bercahaya ini
terdiri dari filamen-filamen oksigen terionisasi mirip tentakel. Tsunami
partikel yang dihempaskan oleh pulsar mendorong awan nebula bagaikan seekor
binatang yang mengoyak kandangnya sendiri.
Model
sinar-X, inframerah, dan cahaya kasat mata digabungkan saat adegan terakhir
untuk mengungkap pemandangan multi panjang gelombang dalam 3D yang
sesuai dengan citra 2D multi panjang gelombang Nebula Kepiting.
Struktur 3D menyediakan prediksi berdasarkan sains untuk menggambarkan nebula.
“Pemandangan setiap struktur bersarang dalam 3D memberikan kita
gambaran tentang dimensi asli Nebula Kepiting,” tutur Summers. “Agar setiap
orang yang menonton video dapat memperoleh gambaran lengkap, kami menunjukkan
setiap struktur secara terpisah, mulai dari cakram cincin, jet, radiasi
synchrotron yang memengaruhi awan di sekitarnya, hingga struktur sangkar yang
mengelilingi seluruh sistem.”
Struktur
bersarang merupakan ciri khas Nebula Kepiting. Struktur seperti ini mengungkap bahwa
Nebula Kepiting bukanlah sisa-sisa supernova tipikal, sistem ini
diklasifikasikan sebagai nebula angin pulsar. Sisa-sisa supernova biasanya
hanya terdiri dari gelombang ledakan dan puing-puing ledakan yang telah
dipanaskan hingga jutaan derajat. Sementara di nebula angin pulsar, wilayah terdalam
sistem terdiri dari molekul gas suhu rendah yang dipanaskan hingga ribuan
derajat oleh radiasi berenergi tinggi synchrotron.
“Hanya
melalui struktur multi panjang gelombang kita dapat memahami identitas tulen Nebula
Kepiting sebagai nebula angin pulsar,” kata Summers. “Inilah tujuan terpenting
studi, memahami energi dari pulsar di inti nebula yang merambat ke awan
synchrotron hingga ke filamen-filamen berbentuk sangkar.”
Summers
bersama tim visualisasi STScI menjalin kerja sama dengan Robert Hurt, kepala ilmuwan
visualisasi di IPAC untuk gambar Spitzer, dan Nancy Wolk, pakar pemrosesan
gambar di Chandra X-ray Center CfA untuk
gambar Chandra.
Mereka
terlebih dahulu mengkaji penelitian tentang Nebula Kepiting di masa lalu, objek
yang dipelajari secara intens pada tahun 1054 oleh para astronom Cina. Kemudian
beralih ke gambar 2D yang diambil oleh Hubble, Spitzer dan Chandra. Tim
bekerja dengan para ahli untuk menganalisis struktur bersarang yang kompleks
dan mengidentifikasi panjang gelombang terbaik untuk mewakili setiap komponen.
Interpretasi 3D berdasarkan data sains, pengetahuan, intuisi dan
fitur artistik, akhirnya mengisi seluruh struktur.
Visualisasi
ini adalah salah satu produk dan pengalaman generasi baru yang dikembangkan
oleh program Universe of Learning
NASA. Program ini berupaya menghubungkan sains dan minat publik, mendorong
remaja, pelajar dan keluarga untuk mengeksplorasi pertanyaan fundamental dalam
sains, mengalami sendiri bagaimana sains dilakukan dan menemukan alam semesta
untuk diri mereka sendiri.
Video
juga menunjukkan keampuhan multi panjang gelombang astronomi dan membantu
publik memahami bagaimana dan mengapa para astronom harus menggunakan berbagai
rentang spektrum elektromagnetik untuk menjelajahi dan mempelajari alam
semesta.
Ditulis
oleh: Staf www.nasa.gov, editor: Lynn Jenner
Komentar
Posting Komentar