Materi Kelam Membekukan Bintang

Bintang-bintang yang lahir saat alam semesta dini atau yang juga dikenal sebagai bintang Populasi III merupakan bintang yang hidupnya singkat atau bisa dikatakan mati muda. Bintang-bintang ini terbakar setelah beberapa ratus ribu tahun. Namun, hasil penelitian terbaru menyatakan, bisa jadi bintang-bintang ini masih ada. Tidak tampaknya bintang-bintang ini adalah akibat dari interaksi mereka dengan materi kelam, yang menghentikan pertumbuhan mereka untuk sementara waktu dan menahan ekses sinar mereka yang terang. Menurut Gianfranco Bertone dari Paris Institute of Astrophysics, Prancis, bintang-bintang tersebut mengalami pembekuan dalam jangka waktu yang lebih lama daripada usia alam semesta.

Bintang yang dibekukan ini bisa jadi masih ada di pusat Bima Sakti, dan bisa memberikan informasi kondisi materi kelam yang hingga saat ini belum bisa dipahami. Bintang-bintang yang lahir pada masa awal setelah peristiwa dentuman besar ini terbentuk di dalam awan materi kelam yang rapat. Jika partikel materi kelam terbentuk dari partikel-partikel yang sudah diketahui dalam versi yang lebih berat, yang juga kita kenal dalam hal supersimetri, maka partikel-partikel itu akan kehilangan energinya melalui interaksi dengan materi normal dan tenggelam dalam pusat bintang-bintang itu.

Karena terjebak, partikel-partikel materi kelam akan saling bertabrakan dan saling menghancurkan satu sama lain, menjadi butiran elemen partikel dan energi. Bintang yang menangkap partikel energi kelam yang cukup akan tetap memancarkan radiasi, namun sumber tenaga cahayanya bukan lagi berasal dari reaksi nuklir. Sebagai hasilnya, bintang itu akan terjebak dalam kondisi “arrested development“. Arrested development merupakan keadaan saat pengembangan bintang itu tertahan atau terhenti sementara.

Model yang ada sebelumnya menyatakan, bintang populasi III bisa tetap berada dalam kondisi beku selama ratusan ribu tahun atau bahkan lebih lama, sebelum ia menggunakan materi kelam lokal di sekitarnya untuk melanjutkan evolusinya sebagai bintang normal. Namun, penelitian terbaru menunjukkan, jika bintang awal terbentuk dalam area materi kelam yang sangat rapat seperti yang ada di dekat pusat galaksi, maka bintang-bintang itu bisa tetap berada dalam kondisi beku tanpa batas waktu.

Pada saat alam semesta dini, bintang terbentuk dalam waduk materi kelam yang besar yang masih ada sampai saat ini. Bintang-bintang yang terbentuk di waktu awal pembentukan alam semesta ini bisa dideteksi. Bintang yang membeku akan tampak jauh lebih besar dan lebih dingin dibandingkan bintang normal yang memiliki massa dan komposisi kimia yang sama.

Bintang tipe lain juga mungkin ditranformasi oleh materi kelam, dan bintang-bintang yang saat ini lahir dalam materi kelam dengan kerapatan tinggi akan dipengaruhi juga. Materi kelam juga memiliki kekuatan untuk membangkitkan bintang mati. Salah satu jenis yang mungkin dibangkitkan kembali adalah bintang katai putih, yang merupakan masa akhir bintang sekelas Matahari. Kerapatannya yang tinggi menyebabkan katai putih bisa menjadi penyerap materi kelam yang baik.

Jika bintang katai putih pengembara masuk ke daerah yang berlimpah materi kelamnya, ia bisa bertransformasi menjadi pembakar materi kelam. Dan jika itu terjadi si katai putih tadi akan bersinar seperti 30 Matahari karena mereka membakar materi kelam. Jika si pembakar materi kelam ini bisa ditemukan, maka bisa dibuktikan jika materi kelam memang terdiri dari partikel supersimetri atau superpartner.

read more “Materi Kelam Membekukan Bintang”

Hilangnya Dua Lengan Bimasakti

Selama beberapa dekade astronom telah dibutakan oleh penampakan Bimasakti. Kok bisa? Bimasakti tidaklah tampak seperti apa yang kita bayangkan dan digambarkan selama ini. Tak bisa disalahkan karena kita tinggal di dalamnya, dan tak pernah keluar untuk melihat bagaimana bentuknya.

Sebuah citra baru dari Teleskop Spitzer milik NASA mengalirkan sebuah kenyataan lain atas struktur Bimasakti. Dari citra tersebut diketahui bimasakti hanya memiliki 2 lengan spiral bukannya 4 lengan spiral seperti yang kita ketahui sebelumnya.

Spitzer memberikan sebuah titik awal yang baru untuk kembali berpikir dan menelaah struktur Bimasakti, kata Robert Benjamin dari University of Wisconsin, Whitewater. Revisi peta Bimasakti akan dilakukan ke seluruh dunia dan sama seperti seorang pelaut yang tengah mengembara di lautan di jaman dahulu, mereka juga selalu memperbaharui peta mereka.

Sejak tahun 1950, astronom telah membuat peta Bimasakti. Model awal Bimasakti dibuat berdasarkan observasi radio terhadap gas di dalam galaksi. Hasilnya adalah struktur spiral dengan 4 bintang utama yang membentuk lengan, yakni Norma, Scutum-Centaurus, Sagittarius dan Perseus. Di dalam Bimasakti, selain lengan terdapat juga pita gas dan debu pada bagian pusat galaksi. Matahari di dalam Bimasakti berada di area lengan sebagian yang dikenal dengan nama lengan Orion atau Orion Spur, yang terletak di antara lengan Sagittarius dan Perseus.

Selama bertahun-tahun, peta seluruh Galaksi dibuat hanya berdasarkan studi pada satu bagian dari galaksi atau hanya dari satu metode. Dan ketika model dari berbagai kelompok peneliti dibandingkan mereka tidak pernah setuju satu sama lainnya. Sama seperti orang buta yang menginterpretasikan gajah dari berbagai sisi yang berbeda. Itulah kita. Para peneliti melihat Bimasakti dari sisi yang berbeda sehingga ketika dipertemukan tentunya hasilnya pun berbeda.

Namun di era tahun 1990, large infrared sky surveys, membawa sebuah nuansa baru. Survey langit besar-besaran pada panjang gelombang inframerah membawa revisi besar-besaran pada model galaksi termasuk ditemukannya pita besar di tengah Bimasakti yang berisi bintang-bintang. Cahaya inframerah memang bisa menembus debu sehingga teleskop yang bisa melakukan pengamatan pada panjang gelombang inframerah bisa memiliki penglihatan yang lebih baik diantara pusat galaksi yang penuh debu dan ramai dengan berbagai objek.

Di tahun 2005, Benjamin dan rekan-rekannya menggunakan detektor inframerah Spitzer untuk mendapatkan informasi lebih detail pada pita Galaksi. Mereka menemukan pita yang terentang dari pusat Galaksi ke arah luar tersebut lebih luas dan lebih panjang dibanding yang diperkirakan sebelumnya.
Citra inframerah terbaru dari Bimasakti menunjukan galaksi ini terentang 130 derajat di sepanjang langit dan satu derajat merentang dari bidang galaksi menuju ke atas dan bawah. Mosaik ini terdiri dari 800 000 potret yang diambil dan terisi oleh lebih dari 110 juta bintang.

read more “Hilangnya Dua Lengan Bimasakti”

Wormhole

Sebetulnya ingin mendengarkan lanjutan cerita petualangan Asa menempuh perjalanan yang jauhhhh banget, tapi mungkin Asa lagi mencoba perjalanan melewati wurmhole kali ya? Soalnya ada beberapa komentar yang mengarah pada kata-kata ajaib itu. Jadi menggelitik, apa sih sebetulnya wormhole itu?

Wormhole? Wormhole itu adalah ’sesuatu’ yang ada secara teoritis. Paling tidak sampai detik tulisan ini ditulis, wormhole hanya ada di atas kertas teori, atau muncul di film-film dan buku-buku fiksi ilmiah. Keberadaan wormhole dalam teori dimulai ketika Albert Einstein memperkenalkan Teori Relativitas Umum. Einstein menunjukkan bahwa massa bisa membuat ruang(waktu) melengkung/terlipat, semakin besar massa, semakin melengkung ruang(waktu). Sulit dibayangkan ya?

Di tahun 1919, Arthur Eddington membuktikan, ketika pada waktu itu terjadi Gerhana Matahari Total; bintang-bintang di sekitar Matahari teramati dalam posisi yang bergeser dari posisi yang seharusnya.Tentu saja pada saat gerhana, bintang-bintang bisa diamati pada siang hari. Dan bukti pengamatan tersebut menunjukkan bahwa Einstein memang benar. Bagaimana bintang bisa bergeser dari posisi yang seharusnya? Karena medan gravitasi Matahari membelokkan arah pancaran cahaya bintang



Tapi bukti pembengkokan cahaya oleh Matahari pada saat gerhana itu tidak ada hubungannya dengan wormhole. Pembuktian oleh Eddington tersebut menunjukkan bahwa teori Relativitas Einstein itu benar. Dari teori itu, satu pemikiran fundamental yang kita tahu kemudian adalah, bahwa massa mempengaruhi ruang(dan waktu). Secara umum gravitasi berkaitan erat dengan geometri, bagaimana arah cahaya bisa berbelok, itu tidak terbayangkan sebelumnya. Secara sederhana, bagaimana hubungan gravitasi dan geometri bisa digambarkan seperti gambar berikut ini.


Perlu dipahami bahwa sebelum Einstein, ruang dan waktu adalah dua entitas yang terpisah, tetapi teori Einstein menyatakan bahwa ruang dan waktu merupakan entitas tunggal yang tidak terpisahkan. Dengan demikian, geometri disini perlu dipahami sebagai relasi-ruang waktu.

Kembali pada pekerjaan Einstein, teori Einstein mempergunakan teori matematis yang dikenal sebagai persamaan medan Einstein, dan solusinya dikenal sebagai solusi Scwarzschild. Solusi teori ini menguraikan tentang medan gravitasi pada massa yang simetri-bola, tidak berotasi. Solusi ini adalah yang menjadi cikal-bakal adanya blackhole (Blackhole Schwarzschild).

Di tahun 1916, tidak lama setelah Einstein memperkenalkan teori Relativitas; Ludwing Flamm menyadari bahwa persamaan Einstein mempunyai solusi yang lain, dikenal sebagai White Hole, dan bahwa kedua solusi tersebut menguraikan adanya dua daerah dalam ruang-waktu (datar) yang terhubungkan (secara matematis) oleh adanya suatu ‘lorong’ ruang-waktu. Karena teori belum mengatakan dimana wilayah ruang waktu itu di dunia nyata, jadi bisa saja black-hole sebagai pintu masuk dan white hole sebagai pintu keluar, tapi bisa saja di dunia yang sama dengan kita (ruang waktu yang bisa kita pahami), atau di ruang dan waktu yang lain (semesta lain, semesta paralel, masa lalu, sekarang, masa depan?). Tetapi, White Hole melanggar Hukum Ke-2 Termodinamika, dengan demikian, keberadaan White Hole sulit diterima secara mudah.

Pada tahun 1935, Albert Einstein dan Nathan Rosen mempelajari lebih lanjut kaitan Black Hole dan White Hole tersebut; bahwa dari perumusan teori Relativitas Umum, struktur ruang-waktu yang melengkung bisa menghubungkan dua wilayah dari ruang-waktu yang jauh, melalui suatu bentuk serupa lorong, sebagai jalan pintas dalam ruang. Pekerjaan ini secara formal dikenal sebagai jembatan Einstein-Rosen. Tujuannya bukan untuk mempelajari perjalanan yang lebih cepat dari cahaya atau perjalanan antar semesta, tetapi lebih pada mencari penjelasan pada partikel fundamental (seperti elektron) dalam ruang-waktu. Jembatan Einstein-Rosen ini dikenal juga dengan nama lain, seperi Lorentzian Wormhole atau Schwazschild wormhole.

Pada tahun 1962, John Wheeler dan Robert Fuller menunjukkan bahwa wormhole tipe jembatan Einstein-Rosen tidak stabil, menyebabkan cahaya pun tidak dapat melewatinya sesaat wormhole terbentuk. Lalu, apakah wormhole tidak bisa dilalui? (Traversable)? Kita akan meninjau tentang traversable wormhole sejurus nanti.

Demikian, sejak saat itu, teori tentang wormhole terus menerus dikaji; demikian juga, urban legend tentang wormhole pun hadir di tengah masyarakat, khususnya dalam literatur fiksi ilmiah.

Teori ilmiah tentang wormhole terus berkembang: semuanya mempunyai prinsip yang sama, yaitu solusi matematis mengenai hubungan geometris antara satu titik dalam ruang-waktu dengan titik yang lain, dimana hubungan tersebut bisa berperilaku sebagai ‘jalan pintas’ dalam ruang-waktu.

Bagaimana wormhole terbentuk? Kembali pada ilustrasi gambar Bumi. Jika ada kelengkungan ruang-waktu pada suatu titik, dan tersambung dengan kelengkungan pada ruang-waktu yang lain, maka demikian lah gambaran wormhole ada. Seperti pada ilustrasi berikut, yang diambil dari film Stargate S1, seolah-olah semuanya itu indah dan menyenangkan. Seperti pintu Doraemon, kita buka pintu-nya, lalu kita sampai di suatu tempat yang jauhh sekali. Ah indahnya fiksi ilmiah.




Wormhole yang berkaitan dengan hubungan dalam ruang-waktu, dikenal sebagai Laurentzian wormhole. Hubungan disini tentu saja dikatakan sebagai jalan pintas, karena: Jika perjalanan dari Gerbang ke Bulan, bisa dilakukan jauh lebih cepat, bahkan lebih cepat daripada laju cahaya menempuh jalur normal. (Tentu saja artian lebih cepat dari laju cahaya ini karena menggunakan jalur yang lebih pintas, bukan karena ‘lebih cepat dari laju cahaya’). Itu tentu saja, bila perjalanan memang dapat dilakukan melalui wormhole.

Tetapi, kompleksitas muncul, karena, apakah kita bisa menentukan ujung perjalanan kita? Apakah kita akan keluar di ujung, di semesta yang sama? Atau di semesta paralel? Atau kita muncul di waktu yang sama? Apakah kita muncul di waktu kita? Atau di masa lalu? Atau masa depan? Tentu saja semua mungkin, karena Laurentzian wormhole merupakan produk dari Teori Relativitas Umum yang menyatakan bahwa semua bergerak baik dalam ruang maupun dalam waktu.

Lorentzian wormholes terbagi dalam dua jenis:
1) Inter-universe wormholes, wormholes yang menghubungkan semesta kita dengan ’semesta’ yang lain. Ini adalah dugaan tentang adanya semesta paralel.
2) Intra-universe wormholes, wormhole yang menghubungkan dua daerah dalam semesta yang sama.

Ada juga wormhole lain yang dikenal sebagai Euclidean wormholes, yang mana, wormhole ini ada dalam proses yang sangat mikro, karena menjadi perhatian utama para ahli teori medan quantum. Dengan demikian wormhole jenis ini, pada saat ini tidak akan dibahas, dan Laurentzian wormhole adalah wormhole yang kita bahas.

Kembali pada pertanyaan, apakah mungkin kita melakukan perjalanan melalui wormhole? Kip Thorne dan Mike Morris pada tahun 1988 mengusulkan bahwa wormhole bisa dipertahankan kestabilannya mempergunakan materi eksotik (materi yang masih teoritis, dan belum ditemukan di dunia, dengan perilaku seperti massa yang negatif atau menolak gravitasi, alih-alih patuh pada hukum Gravitasi Newton). Model teori ini dikenal sebagai Morris-Thorne wormhole. Teori-teori yang kemudian dikembangkan untuk mempertahankan kestabilan wormhole, sehingga bisa dilalui, sampai saat ini berpedoman pada argumentasi bahwa, tidak ada materi yang kita ketahi bisa berperanan untuk mempertahankan kestabilan, karena membutuhkan adanya energi negatif.

Kendati wormhole masih menjadi wacana teori (dan urban legend), tetapi belum ada bukti yang bisa mendukung keberadaannya, baik dari pengamatan maupun secara eksperimen. Apakah kemudian wormhole itu tidak mungkin ada? Atau mungkinkah wormhole dibuat?

Secara teori, kita bisa membangun wormhole. Caranya? Supaya ruang-waktu bisa terlipat dibutuhkan materi dan energi yang sangat luar biasa, jadi kita tinggal mencari materi yang sangat padat di luar angkasa sana, sebut saja, dari bintang ne(u)tron. Kenapa bintang netron? Bintang netron adalah jenis bintang yang massa-nya mencapai 1,35 sampai 2,1 kali masssa Matahari, tetapi dengan radius hanya 20 sampai 10 km, mencapai 30 ribu - 70 ribu lebih kecil daripada Matahari. Dengan demikian, maka berat-jenis bintang netron mencapai of 8×10^13 to 2×10^15 g/cm^3.

Seberapa banyak? “Secukupnya” - sampai bisa membentuk cincin raksasa seukuran orbit Bumi mengelilingi Matahari. Kemudian, buat cincin yang lain di ujung yang lain. Setelah konstruksi cincin raksasa di kedua ujung tersebut selesai, berikan tegangan listrik yang sangat tinggi, pada kedua ujungnya, diputar sampai mencapai laju cahaya — dua-duanya, dan voila, perjalanan lintas ruang-waktu seketika.

Fakta bahwa perjalanan menembus waktu, apabila meloncat ke masa depan itu bisa diterima, karena memang tidak bertentangan dengan Teori Relativitas Khusus, tetapi jika perjalanan-nya mundur dalam waktu? Itu menjadi kontroversi, sulit dipahami, bahkan bisa menimbulkan paradoks.

Bila, salah satu ujung wormhole yang tadi telah dibuat tersebut digerakkan dengan laju mencapai laju cahaya, dan sesuai dari teori Relativitas Khusus, semakin laju suatu benda, mencapai kecepatan cahaya, waktu berjalan menjadi lambat; gerak relatif tersebut menciptakan perbedaan waktu antara keduanya. Sedemikian sehingga tercipta adanya lorong yang ujung-ujungnya berbeda waktu. Jika dari ujung yang diam, seseorang bergerak jauh ke masa depan, tapi kebalikannya, dari ujung yang bergerak, dia akan kembali ke masa lalu!

Disinilah kontroversinya, jika seseorang kembali dari masa depan, lalu membunuh orang-tuanya sebelum dia dilahirkan, lalu bagaimana dia bisa ‘ada’ dan melaksanakan misi membunuh orang-tuanya? Dengan pengetahuan akan teori Quantum, Stephen Hawking memperkenalkan ‘Konjektur Perlindungan Kronologi’, yang bisa ‘melindungi’ perjalanan antar waktu tersebut. Karena secara teori, di dalam lorong pasangan partikel-antipartikel secara terus menerus tercipta dan saling meniadakan, dengan demikian energi meluap dengan amat sangat, bahkan bisa melebihi energi eksotis yang diperlukan untuk membuka gerbang wormhole. Dan, wormhole akan terganggu dan tertutup, bahkan sebelum mesin waktu tercipta. Lalu apakah dengan demikian mesin waktu itu tidak mungkin?

Apapun yang mungkin sebenarnya bisa terjadi, apakah wormhole sebagai mesin waktu ada? Bisa terjadi? Atau sebagai portal antar ruang? Semua masih terbuka, masih harus menunggu penantian yang panjang, karena masih harus mencari pemahaman dan penyatuan teori mekanika quantum dan gravitasi. Masih banyak yang harus dipelajari, dan jika memang berminat ikut mempelajarinya, banyak yang belum dipahami; sementara menunggu, biarkan pengarang fiksi ilmiah bercerita tentang eksotika wormhole, atau kita nikmati saja kartun Kalvin & Hobbes berikut ini.

read more “Wormhole”

Unsur Kehidupan dan Badai di Planet Asing

Keingintahuan, mimpi dan harapan untuk menemukan kehidupan cerdas lainnya terus membawa manusia dalam pencarian ke sudut-sudut alam semesta. Apakah pencarian itu tanpa hasil? Tidak juga. Tahun lalu penemuan planet layak huni di bintang Gliese 581 membawa kita pada paradigma baru akan keberadaan planet yang memiliki air di luar Tata Surya. Mengapa air? Ini tak lepas dari pentingnya air sebagai unsur kehidupan di Bumi. Karena tentunya pencarian kehidupan akan selalu mengacu pada kehidupan di Bumi.

Kali ini para astronom kembali mendeteksi keberadaan air bahkan juga kemungkinan tanda cuaca di sebuah planet nun jauh di luar Tata Surya. Planet gas raksasa yang tengah diamati itu mengorbit bintang yang berada 63 tahun cahaya jauhnya dari Bumi. Diperkirakan planet asing tersebut memiliki karbon dioksida dan metana di atmosfernya.

Berdasarkan model teoritis, air merupakan molekul paling berlimpah di alam semesta. Nah, tentunya molekul air akan mudah terbentuk dalam atmosfer planet. Sayangnya ternyata tidak semudah itu. Saat pengamatan pertama dilakukan, tidak ditemukan tanda-tanda keberadaan air di spektrum atmosfernya. Jejak awal air di atmosfer memang sempat dikenali tahun lalu pada planet ini dan exoplanet lainnya. Namun saat itu data yang ada masih ambigu. Bukti baru kembali dimunculkan setelah spektrum yang ada memperlihatkan dengan sangat jelas keberadaan air di atmosfer planet tersebut.

Planet ini termasuk kategori planet “hot Jupiter” - sebuah planet gas raksasa yang mengorbit sangat dekat ke bintangnya dibanding Jupiter ke Matahari. Karena itu planet yang juga dikenal sebagai planet HD 189733b ini lebih panas dari pada Jupiter. Pengamatan pada HD 189733b dilakukan dengan menggunakan metode “gerhana pada saat kontak awal” untuk mengeliminasi cahaya bintang induk dan merekam cahaya si planet.

Dengan metode ini, astronom harus merekam cahaya kedua objek tersebut baru kemudian dikurangi dengan spektrum cahaya bintang yang diambil saat planet berada di baliknya. Carl Grillmair dari Spitzer Science Center menggunakan spektograf infra merah pada Spitzer Space Telescope untuk mengamati planet HD 189733b. Pengamatan dilakukan pada panjang gelombang infra merah menengah, area spektrum dimana tanda molekul air akan mudah dikenali dengan jelas. Hasilnya, tak pelak lagi tampak keberadaan uap air disana.

Langit Berawan
Tapi mengapa pada saat pertama kali diteliti tidak tampak jelas keberadaan air pada spektrum HD 189733b? Mengapa bisa ada perubahan seperti itu?

Perubahan mungkin saja terjadi karena perubahan awan pada lapisan atmosfer teratas planet tersebut. Diprediksi terjadi badai yang dahsyat atau cuaca yang sangat buruk disertai angin ribuan mil perjam yang membentuk awan tinggi di atmosfer dan menyembunyikan tanda keberadaan air pada awan yang lebih rendah.

Saat ini masih belum bisa dipastikan apa yang terjadi dengan data yang ada. Namun penjelasan yang menyertakan perubahan cuaca ini sangat memungkinkan dan memberi kegembiraan baru. Bayangkan jika ini benar, kita baru saja mendapat petunjuk laporan cuaca dari dunia baru yang berada jauh dari Tata Surya.

Menurut Adam Burrows dari Princeton University, pertanyaan-pertanyaan yang ada diharapkan akan memperoleh jawaban dari data baru yang akan datang bulan depan. Diharapkan data tersebut bisa mengkonfirmasi apakah memang yang dilihat adalah pola pertama dari cuaca di exoplanet ataukah perbedaan itu muncul dari perbedaan cara pengambilan data.

Tanda Kehidupan
Air.. memang merupakan satu di antara 4 unsur kimia yang mengindikasikan sebuah planet masuk dalam kriteria layak dihuni. Tiga unsur lainnya adalah karbon dioksida, metana, dan oksigen. Dari ke-4 unsur tersebut, 3 di antaranya telah ditemukan di atmosfer HD 189773b. Sayangnya sampai saat ini belum ditemukan tanda keberadaan oksigen. Bahkan tanda keberadaan oksigen memang belum ditemukan di exoplanet manapun.

Bagaimana kalau oksigen ditemukan di HD 189733b, akankah ada kehidupan di sana? Bukankah ke-4 unsur kimia yang mendukung kehidupan sudah lengkap? Seandainya di sana ada oksigen, planet HD 189733b masih tidak memungkinkan untuk memiliki kehidupan yang mirip dengan Bumi. Ini disebabkan karena planet ini terlalu panas untuk bisa memiliki kehidupan. Seandainya terbentuk pun kehidupan itu tidak akan bertahan lama.

Namun keberhasilan mendapat spektra molekul penunjang kehidupan tetap merupakan sebuah kemenangan. Dan metode yang sama akan dapat diterapkan untuk mempelajari atmosfer planet batuan yang serupa Bumi, yang justru memungkinkan untuk memiliki kehidupan di dalamnya. Tapi untuk mencapai titik tersebut, dibutuhkan peralatan yang lebih besar dan lebih baik.

read more “Unsur Kehidupan dan Badai di Planet Asing”

Mencari Satelit Serupa Bumi Dari Goyangan Planet

Bulan teman dari Bumi atau satelit yang menjadi teman sepi bagi planet-planet lain bukanlah hal asing bagi kita di Tata Surya. Tapi bagaimana dengan planet di luar Tata Surya atau yang dikenal sebagai exoplanet. Apakah exoplanet punya satelit? Tentu saja. Setiap sistem keplanetan bisa jadi memiliki satelit yang mengitari planet-planetnya. Yang jadi masalah satelit tersebut sulit diamati pada sistem extrasolar karena ukuran si satelit yang kecil.

Tapi tampaknya masalah ini bisa diatasi. David Kipping dan kawan-kawannya, para astronom dari University College London (UCL) menemukan kalau satelit yang potensial mendukung kehidupan di luar Tata Surya akan makin mudah ditemukan. Bagaimana caranya?

Menurut David Kipping, satelit seperti ini bisa ditemukan dengan mengamati perubahan gerak atau perubahan goyangan (wobbles) pada kecepatan planet induknya. Tidak hanya untuk mendeteksi keberadaan satelit, penelitian David membawa kita untuk dapat menghitung massa dan jarak dari planet induknya. Tak hanya itu, kita juga bisa mengetahui faktor-faktor yang mendukung kehidupan di satelit itu.

Dari 300 lebih exoplanet yang ada, 30 di antaranya merupakan planet yang berada pada zona habitasi (zona layak huni). Zona layak huni ini merupakan area di dekat bintang yang memungkinkan planet memiliki kondisi untuk mendukung kehidupan di dalam dirinya. Dari ke-30 planet yang ada di zona habitasi, ternyata kesemuanya merupakan planet gas raksasa yang tidak dapat menopang kehidupan. Pada kondisi seperti ini, pencarian satelit disekitar planet menjadi sangat penting. Satelit pada planet-planet tersebut tentunya akan berada pada zona habitasi dan kemungkinan besar merupakan satelit batuan dan akan mirip Bumi, berpotensi untuk memiliki kehidupan di dalamnya.

Pengamatan yang dilakukan sampai saat ini hanya mengamati perubahan posisi planet saat mengorbit bintang. Dengan metode tersebut, sulit untuk mengetahui keberadaan satelit karena perubahan yang terjadi bisa disebabkan juga oleh fenomena lain seperti planet yang lebih kecil. Metode yang diajukan David Kipping untuk melihat perubahan pada posisi dan kecepatan planet saat mengorbit bintang, akan memberi informasi yang lebih sesuai untuk dapat mendeteksi keberadaan satelit bahkan yang massanya setara massa Bumi disekitar planet gas bermassa Neptunus.

Dalam geraknya, gangguan atau goyangan yang terjadi dalam posisi dan kecepatan planet bisa disebabkan oleh planet dan satelit yang sedang mengorbit pusat gravitasinya. Metode lama yang digunakan dengan mengamati perubahan pada posisi planet dalam mencari satelit tidak dapat memberi informasi tentang massa dan jarak satelit dari planet.

Menurut Prof. Keith Mason, Pimpinan Eksekutif Science and Technology Facilities Council, “Merupakan hal yang sangat menyenangkan sekarang manusia bisa memperoleh begitu banyak informasi mengenai planet dan satelit jauh. Seandainya sebagian dari planet gas raksasa tersebut memiliki satelit, seperti halnya pada Jupiter dan Saturnus, maka akan ada sebuah kemungkinan baru kalau sebagian diantara satelit itu mirip dengan Bumi

read more “Mencari Satelit Serupa Bumi Dari Goyangan Planet”

Air Terjauh di Galaksi Asing

Air, tidak hanya dimiliki bumi. Komponen yang satu ini tersebar di alam semesta dalam berbagai bentuk, baik cair, padat maupun gas. Pencarian air selalu menjadi hal yang menarik, karena air diidentikan dengan kehidupan. Nun jauh di salah satu sudut alam semesta, para astronom berhasil menemukan air terjauh yang pernah terlihat. Air tersebut berada di sebuah galaksi yang jaraknya lebih dari 11 milyar tahun cahaya dari Bumi. Sebelumnya air berhasil ditemukan paling jauh berada di galaksi yang jauhnya 7 milyar tahun cahaya dari Bumi.

Tanda keberadaan air berhasil ditemukan menggunakan teleskop radio raksasa berdiameter 100 meter di Effelsberg, Jerman dan Very Large Array milik National Science Foundation di New Mexico.

Galaksi berair yang dikenal dengan nama MG J0414+0534, memiliki quasar — lubang hitam supermasif yang memancarkan cahaya yang sangat terang - di intinya. Pada area di dekat inti, molekul air bertindak sebagai maser (Microwave Amplification by Stimulation Emission of Radiation) yang sama kuat dengan laser, dan menguatkan gelombang radio pada frekuensi tertentu. Penemuan ini mengindikasikan keberadaan maser air raksasa lebih umum terdapat pada saat alam semesta dini dibanding sekarang. Pengamatan yang dilakukan sekarang berhasil melihat kondisi MG J0414+0534 saat alam semesta masih berusia 1/6 dari usia saat ini.

Pada galaksi yang jaraknya sangat jauh, bahkan penguatan gelombang radio terkuat yang dlakukan oleh maser tidak cukup kuat untuk bisa dideteksi teleskop radio. Namun, para ilmuwan justru mendapat bantuan dari alam dalam bentuk galaksi lain yang berjarak hampir 8 milyar tahun cahaya dan berada di garis pengamatan MG J0414+0534 dan Bumi. Gravitasi galaksi tersebut bertindak sebagai lensa yang membuat galaksi jauh lebih terang dan pancaran molekul air jadi tampak oleh teleskop radio.

Air di jarak yang sangat jauh ini bisa diketahui sinyalnya dengan bantuan lensa gravitasi. Teleskop kosmik tersebut mereduksi waktu yang dibutuhkan untuk dapat mendeteksi air dalam faktor sekitar 1000.

Sinyal air pertama kali dideteksi oleh teleskop Effelsberg dan kemudian digunakan VLA untuk mempertajam kemampuan pencitraan yang bisa mengkonfirmasi asal galaksinya. Keberadaan lensa gravitasi memberikan 4 citra MG J0414+0534 yang terlihat dari Bumi. Nah dengan VLA, para peneliti bisa menemukan gelombang radio yang spesifik menyatakan keberadaan air pada 2 citra terang yang dihasilkan. Dua citra lainnya terlampau lemah untuk bisa dideteksi keberadaan sinyal airnya. Frekuensi yang dipancarkan molekul air merupakan pergeseran Doppler akibat pengembangan alam semesta dari 2,2 GHx - 6,1 GHz.

Air yang bertindak sebagai maser sudah ditemukan pada sejumlah galaksi yang jaraknya dekat. Biasanya air diperkirakan berada dalam piringan molekul yang mengorbit lubang hitam supermasif pada jarak yang sangat dekat di inti galaksi. Pancaran gelombang radio yang mengalami penguatan biasanya akan teramati saat piringan tampak dari samping dan terlihat tepiannya. Namun galaksi MG J0414+0534 ternyata orientasinya saling berhadapan dengan Bumi. Dengan demikian molekul air yang kita lihat dalam maser bukan di dalam piringan melainkan dalam materi yang terlontar sebagai akibat lontaran gravitasi lubang hitam yang diorbitnya. Materi yang terlontar tersebut bergerak dalam jet super cepat.

Sumber : NRAO

read more “Air Terjauh di Galaksi Asing”

Bom Hidrogen oleh Flare Matahari

Teleskop antariksa STEREO (Solar Terrestrial Relations Observatory) adalah sepasang teleskop antariksa yang digunakan untuk mendapatkan gambaran ruang 3 dimensi lingkungan dalam Matahari. Pada pengamatan 5 Desember 2006, STEREO berhasil merekam peristiwa ledakan (flare) Matahari yang sangat kuat, mencapai tingkat X9, termasuk yang paling besar selama 30 tahun terakhir aktivitas Matahari. Tetapi, temuan yang menarik dari pengamatan STEREO adalah, ditemukannya adanya pancaran atom Hidrogen yang berasal dari flare tersebut, alih-alih semburan partikel hancuran atom yang selama ini telah ditemukan pada pengamatan flare. Semburan atom ini merupakan tipe atom-atom netral berenergi (Energetic Neutral Atoms/ENAs), dan ternyata hanya ditemukan populasi tunggal atom-atom Hidrogen, tanpa ada kontaminasi atom-atom lain, bahkan tidak ditemukan adanya atom-atom Helium.

Selama ini, flare Matahari dipercaya bisa menghancurkan atom-atom, membentuk partikel–partikel pecahan atom, seperti elektron, proton atau ion-ion. Lalu bagaimana bisa flare matahari tersebut bisa memancarkan atom hidrogen, dan bukannya pecahan-pecahan atom, sebagaimana yang selama ini terjadi?

Untuk mengamati Matahari, dan menyusun citra tiga dimensi Matahari, maka STEREO mempergunakan beberapa instrumen dan teleskop-teleskop berada pada posisi unik yang mengapit Bumi, sehingga bisa mendapatkan gambaran tiga dimensi Matahari. Pada pengamatan 5 Desember 2006, instrumen Teleskop Energi Rendah (Low Energy Telescopes/LETs) STEREO menangkap adanya peningkatan seketika proton. Partikel yang datang terukur berasal dari sekitar tepi Matahari. Pada energi yang lebih tinggi, pengamatan menggunakan Teleskop Energi Tinggi (High Energy Telescopes/HETs), yang tidak mengarah langsung ke Matahari, hanya terjadi peningkatan yang sangat kecil.

Dari hasil pengamatan tersebut maka memberikan penjelasan bahwa kejadian tersebut diakibatkan atom netral berenergi tinggi yang datang langsung dari Matahari, dalam hal ini atom hidrogen. Selang tiga puluh menit setelah kejadian tersebut, kemudian detektor tidak merekam adanya kegiatan, tetapi setelah itu datang gelombang kedua, berupa partikel-partikel yang biasa ber-asosiasi dengan flare, seperti proton, ion-ion helium, oksigen, dan besi.

Apakah kejadian flare yang disertai adanya pancaran atom netral itu memang terjadi pada setiap flare? Atau, bagaimanakah atom hidrogen bisa tetap utuh menjadi atom setelah terjadi flare? Apakah ledakan yang bisa mempertahankan atom tersebut berasosiasi juga dengan semburan-semburan partikel berat, sebagaimana yang telah terjadi selama ini dan teramati?

Menurut Richard Mewaldt dari Caltech, yang telah menelaah fenomena tersebut, sebetulnya semua atom-atom tersebut hancur ketika terjadi flare, apalagi flare yang terjadi pada kelas besar (X9). Tetapi, ketika partikel hancuran atom tersebut terpancar, tepat saat lepas dari atmosfer Matahari mengarah ke Bumi, beberapa proton menangkap kembali elektron, membentuk kembali atom-atom hidrogen. Atom yang terbentuk tersebut bergerak dengan cepat dan langsung, jauh sebelum terbongkar kembali. Dan karena atom hidrogen bermuatan netral, maka atom-atom tersebut dapat bergerak langsung menjauhi Matahari tanpa mengalami interferensi Magnetik.

Sedangkan, ion-ion dan partikel berat cenderung bermuatan, sehingga mengalami interferensi magnetik oleh medan magnet Matahari, sehingga arah penjalarannya mengalami defleksi ketika menjauhi Matahari, dan pada akibatnya, teramati seperti datang dari berbagai arah pada permukaan Matahari dan datang kemudian dibandingkan atom-atom Hidrogen.

Hal ini memberikan gambaran baru pada kejadian flare Matahari: bahwa atom hidrogen mungkin saja terbentuk dan berasosiasi dengan ledakan Matahari, dan mungkin selama ini telah terjadi, tetapi baru bisa teramati oleh adanya pengamatan STEREO. Tetapi dugaan ini masih membutuhkan pengamatan lebih lanjut, terus, dan seiring dengan meningkatnya aktivitas Matahari, maka kejadian-kejadian yang akan terjadi bisa memberikan gambaran tentang keterkaitan keberadaan atom hidrogen dan kejadian flare Matahari.

Sumber: Science@NASA

read more “Bom Hidrogen oleh Flare Matahari”