[비즈한국] Pada Oktober 2024, ESA merilis sebuah foto yang istimewa. Sekilas, gambar tersebut tampak aneh dan tidak dapat dikenali bentuknya. Namun, di dalamnya terkandung lebih dari 100 juta galaksi, bintang, dan benda langit yang tak terhitung jumlahnya. Teleskop Luar Angkasa Euclid, yang diluncurkan pada Juli 2023, memulai observasi pertamanya untuk memetakan peta tiga dimensi dari banyak galaksi yang berada dalam jarak 10 miliar tahun cahaya. Foto di atas adalah data dari sebagian kecil peta alam semesta yang diselesaikan dengan data observasi pertama tersebut. Ini baru 1% dari total peta alam semesta yang akan diselesaikan, namun di dalamnya saja sudah tertangkap lebih dari 100 juta benda langit! Jika peta secara keseluruhan selesai, diharapkan akan ada hampir 10 miliar benda langit yang berhasil dipotret.
Teleskop Luar Angkasa Euclid, seperti namanya, mempelajari geometri alam semesta. Teleskop ini memetakan seluruh langit kecuali area yang terhalang oleh piringan debu di galaksi kita, Bima Sakti, dan piringan tata surya. Euclid memiliki perbedaan besar dengan teleskop luar angkasa yang sudah kita kenal, yaitu Hubble dan James Webb. Ia mengamati alam semesta dengan mata yang berdiameter relatif lebih kecil. Oleh karena itu, meski performanya mungkin sedikit lebih rendah dari sisi resolusi, ia dapat memotret langit yang luas dengan sudut pandang yang jauh lebih lebar sekaligus. Euclid nantinya akan memetakan peta alam semesta yang mencakup sepertiga dari total langit malam.
Melalui upaya ini, ia memetakan distribusi galaksi dari alam semesta terdekat hingga terjauh dan membuat peta tiga dimensi materi di alam semesta. Secara khusus, Euclid mengamati seberapa melengkung dan terdistorsinya ruang angkasa akibat materi gelap yang meresap ke seluruh alam semesta. Ia tidak hanya mengandalkan lensa gravitasi tradisional di mana cahaya di balik gugus galaksi masif terlihat membengkok, tetapi ia mengidentifikasi lensa gravitasi lemah di berbagai tempat di alam semesta yang diamati akibat materi gelap bermassa kecil yang tersebar di seluruh jagat raya. Melalui ini, Teleskop Luar Angkasa Euclid akan menentukan seberapa melengkung ruang angkasa dan memberikan petunjuk untuk memperkirakan proporsi materi gelap dan energi gelap.
Selama ini, Teleskop Luar Angkasa Euclid telah berjuang melewati berbagai rintangan sendirian. Bahkan, ada masalah fatal yang terus muncul hingga muncul kekhawatiran bahwa misi tersebut mungkin berakhir dengan kegagalan. Masalah pertama muncul sejak Euclid mencapai orbit targetnya.
Teleskop luar angkasa bergerak melintasi ruang angkasa dengan kecepatan tinggi. Oleh karena itu, arah pandang cermin teleskop juga terus berubah dengan cepat. Untuk menangkap cahaya samar dari benda langit yang datang dari jarak jauh dengan jelas, teleskop harus terus mengunci arah tertentu sambil mengontrol orbitnya. Di Bumi, kita bisa mengetahui posisi dan arah saat ini dengan menerima sinyal dari satelit GPS. Namun, di luar angkasa di luar Bumi, hal itu tidak bisa dilakukan. Sebagai gantinya, mereka menggunakan bintang yang bersinar di langit malam sebagai pemandu. Seperti navigator yang mengarungi lautan dalam kegelapan berabad-abad lalu, mereka menentukan arah dengan melihat rasi bintang. Bintang-bintang tertentu yang terlihat terang di langit dijadikan sebagai bintang penunjuk arah atau guiding star.
Namun, segera setelah Euclid tiba di orbit target, muncul masalah pada sensor yang melacak guiding star tersebut. Euclid tidak dapat mengikuti guiding star dengan benar, dan bintang-bintang terus keluar dari pandangan. Jika melihat foto yang diambil saat itu, terlihat bahwa guiding star tidak tertangkap diam di satu tempat, melainkan bergerak membentuk lintasan panjang. Untungnya, masalah ini diselesaikan dengan melakukan patch perangkat lunak yang mengontrol sikap teleskop.
Setelah itu, Euclid berhasil melakukan observasi gambar pertama yang sesungguhnya. Gambar pertama yang dirilis ini mencakup berbagai pemandangan, termasuk Nebula Kepala Kuda yang terkenal dan Gugus Galaksi Perseus yang berisi banyak galaksi. Euclid merilis foto-foto dengan daya tarik yang berbeda dari James Webb dan Hubble, dan diharapkan akan menyediakan lebih banyak data observasi berkualitas tinggi di masa depan.
Namun, beberapa hari kemudian, masalah lain muncul. Kali ini, sejumlah kecil es mengkristal di dalam sensor optik teleskop. Para astronom memperkirakan bahwa selama proses perakitan teleskop di Bumi, sebagian uap air di udara masuk ke dalam teleskop.
Faktanya, masuknya uap air adalah salah satu masalah fatal yang selalu menyertai perakitan teleskop luar angkasa. Lingkungan perakitan komponen teleskop menjaga kelembapan relatif di dalam laboratorium sekitar 50% untuk meminimalkan potensi percikan api atau kebakaran pada barang elektronik. Selain itu, beberapa tetesan air mungkin menempel di dalam insulasi plastik yang dipasang untuk melindungi peralatan dari dinginnya ruang angkasa yang ekstrem dan panas akibat sinar matahari.
Sayangnya, Euclid juga diluncurkan ke luar angkasa dengan sedikit air yang menempel di perangkatnya. Tetesan air yang keluar dalam kondisi vakum di luar angkasa membeku dengan cepat. Sialnya, air tersebut membeku tepat di atas sensor teleskop yang sangat sensitif. Para astronom memperkirakan bahwa ketebalan es yang menumpuk di dalam perangkat Euclid hanya beberapa puluh nanometer, setara dengan panjang seuntai DNA. Namun, es dalam jumlah sekecil itu pun dapat memberikan dampak fatal pada peralatan teleskop yang sensitif. Dalam kasus terburuk, data observasi mungkin tidak bisa didapatkan sama sekali.
Berbagai solusi didiskusikan. Ada usul untuk memutar arah teleskop ke arah matahari selama sekitar 96 jam untuk menghangatkan suhu internal. Jika suhu peralatan di dalam teleskop ditingkatkan sekaligus untuk menghilangkan es, ada risiko peralatan itu sendiri berubah bentuk. Jadi, itu bukan langkah yang cerdas. Sebaliknya, para astronom mencoba menaikkan suhu komponen satu per satu secara terpisah agar air perlahan menguap. Untungnya, upaya ini berhasil. Suhu salah satu cermin di dalam Euclid naik dari -143 derajat menjadi -113 derajat hanya dalam beberapa menit. Sensitivitas peralatan observasi Euclid meningkat 15% dibandingkan sebelum masalah terjadi. Sejak saat itu, belum ada masalah lain yang terdeteksi.
Setelah melalui berbagai kesulitan, Teleskop Luar Angkasa Euclid yang akhirnya menemukan kestabilan pun mulai menjalankan tugas pemetaan alam semesta secara penuh sejak Maret tahun ini. Euclid mengamati langit sebanyak 40.000 kali sambil terus membidik satu arah selama 75 menit. Melalui cara ini, ia mengisi peta di seluruh penjuru alam semesta.
Pada Oktober 2024, Euclid merilis data observasi pertama yang baru mengisi 1% dari peta alam semesta secara keseluruhan. Meskipun hanya potongan kecil, area ini mencakup luas langit yang setara dengan 500 bulan purnama. Jika foto tersebut diperbesar, kita bisa merasakan betapa tajamnya resolusi yang digunakan untuk menangkap cahaya bintang dan galaksi yang tak terhitung jumlahnya.
Sudah hampir 30 tahun berlalu sejak observasi Deep Field pertama yang bersejarah oleh Teleskop Luar Angkasa Hubble. Dan bersama dengan Teleskop Luar Angkasa James Webb, Teleskop Luar Angkasa Euclid, serta Teleskop Luar Angkasa Nancy Grace Roman yang akan segera diluncurkan, berbagai teleskop luar angkasa membidik seluruh alam semesta dengan berbagai panjang gelombang cahaya untuk mengisi bagian peta alam semesta yang masih kosong. ESA dijadwalkan merilis data observasi kedua sekitar April 2025, sekitar 5 bulan lagi. Kita layak menantikan seberapa besar potongan yang akan terisi dan bagaimana teka-teki peta alam semesta ini akan tersusun.
Referensi
https://www.euclid-ec.org/euclid-successfully-de-iced-gains-15-sensitivity/
https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Euclid/Operations_begin_to_de-ice_Euclid_s_vision
https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Euclid/Euclid_s_sight_restored
https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Euclid/Zoom_into_the_first_page_of_ESA_Euclid_s_great_cosmic_atlas
Siapa penulis Ji Ung-bae? Ia mencintai kucing dan alam semesta. Sejak kecil, setelah menonton ‘Galaxy Express 999’, ia bermimpi untuk menyebarkan keindahan alam semesta. Saat ini, ia meneliti evolusi galaksi melalui interaksi di Galaxy Evolution Center dan Near-Universe Cosmology Laboratory di Yonsei University, serta melakukan berbagai aktivitas komunikasi sains seperti kuliah dan menulis. Ia telah menulis buku seperti ‘Sseom Taneun Cheonmundae (Observatory for Crushes)’, ‘Haru Jongil Uju Saenggak (Thinking About the Universe All Day)’, dan ‘Byeol, Bit-ui Gwahak (Star, the Science of Light)’.