Awal tahun ini, para astronom menemukan temuan yang menarik: Ribuan lubang hitam kemungkinan ada di dekat pusat galaksi kita.
Gambar X-ray yang memungkinkan penemuan ini bukan berasal dari teleskop baru yang canggih. Mereka bahkan belum diambil — beberapa data dikumpulkan hampir 20 tahun yang lalu.
Tidak, para peneliti menemukan lubang hitam dengan menggali melalui data lama yang diarsipkan.
Penemuan seperti ini hanya akan menjadi lebih umum, karena era "data besar" mengubah cara sains dilakukan. Para astronom mengumpulkan jumlah data yang lebih besar secara eksponensial setiap hari - sehingga perlu waktu bertahun-tahun untuk mengungkap semua sinyal tersembunyi yang terkubur di dalam arsip.
**********
Enam puluh tahun yang lalu, astronom biasanya bekerja sendiri atau dalam tim kecil. Mereka kemungkinan memiliki akses ke teleskop optik darat yang cukup besar di institusi rumah mereka.
Pengamatan mereka sebagian besar terbatas pada panjang gelombang optik - kurang lebih apa yang bisa dilihat mata. Itu berarti mereka melewatkan sinyal dari sejumlah sumber astrofisika, yang dapat memancarkan radiasi yang tidak terlihat dari radio frekuensi sangat rendah hingga sinar gamma berenergi tinggi. Sebagian besar, jika Anda ingin melakukan astronomi, Anda harus menjadi orang kaya akademis atau eksentrik dengan akses ke teleskop yang baik.
Data lama disimpan dalam bentuk pelat fotografi atau katalog yang diterbitkan. Tetapi mengakses arsip dari observatorium lain mungkin sulit — dan itu hampir mustahil bagi para astronom amatir.
Saat ini, ada observatorium yang mencakup seluruh spektrum elektromagnetik. Tidak lagi dioperasikan oleh satu institusi, observatorium canggih ini biasanya diluncurkan oleh badan antariksa dan seringkali merupakan upaya bersama yang melibatkan banyak negara.
Dengan datangnya era digital, hampir semua data tersedia untuk umum segera setelah mereka diperoleh. Ini membuat astronomi sangat demokratis — siapa pun yang ingin dapat menganalisis ulang hampir semua kumpulan data yang menghasilkan berita. (Anda juga dapat melihat data Chandra yang mengarah pada penemuan ribuan lubang hitam!)
Teleskop Luar Angkasa Hubble (NASA) Observatorium ini menghasilkan sejumlah data yang mengejutkan. Misalnya, Teleskop Luar Angkasa Hubble, yang beroperasi sejak 1990, telah melakukan lebih dari 1, 3 juta pengamatan dan mentransmisikan sekitar 20 GB data mentah setiap minggu, yang mengesankan untuk teleskop yang dirancang pertama kali pada tahun 1970-an. Array Besar Milimeter Atacama di Chili sekarang mengantisipasi penambahan 2 TB data ke arsipnya setiap hari.
**********
Arsip data astronomi sudah sangat besar. Tapi semuanya akan meledak.
Setiap generasi observatorium biasanya setidaknya 10 kali lebih sensitif daripada sebelumnya, baik karena peningkatan teknologi atau karena misinya lebih besar. Bergantung pada berapa lama misi baru berjalan, ia dapat mendeteksi ratusan kali lebih banyak sumber astronomi daripada misi sebelumnya pada panjang gelombang itu.
Misalnya, bandingkan observatorium sinar gamma EGRET awal, yang terbang pada 1990-an, dengan misi utama NASA Fermi, yang berusia 10 tahun tahun ini. EGRET mendeteksi hanya sekitar 190 sumber sinar gamma di langit. Fermi telah melihat lebih dari 5.000.
Teleskop Survei Sinoptik Besar, sebuah teleskop optik yang saat ini sedang dibangun di Chili, akan mencitrakan seluruh langit setiap beberapa malam. Ini akan sangat sensitif sehingga akan menghasilkan 10 juta peringatan per malam pada sumber-sumber baru atau sementara, yang mengarah ke katalog lebih dari 15 petabyte setelah 10 tahun.
Square Kilometer Array, ketika selesai pada tahun 2020, akan menjadi teleskop paling sensitif di dunia, yang mampu mendeteksi stasiun radar bandara dari peradaban alien hingga 50 tahun cahaya. Hanya dalam satu tahun aktivitas, itu akan menghasilkan lebih banyak data daripada seluruh internet.
Proyek ambisius ini akan menguji kemampuan ilmuwan untuk menangani data. Gambar perlu diproses secara otomatis — artinya data perlu dikurangi menjadi ukuran yang dapat dikelola atau diubah menjadi produk jadi. Observatorium baru mendorong amplop daya komputasi, membutuhkan fasilitas yang mampu memproses ratusan terabyte per hari.
Arsip yang dihasilkan — semua dapat dicari secara publik — akan berisi informasi 1 juta kali lebih banyak dari apa yang dapat disimpan pada disk cadangan 1 TB khas Anda.
**********
Banjir data akan membuat astronomi menjadi ilmu yang lebih kolaboratif dan terbuka daripada sebelumnya. Berkat arsip internet, komunitas pembelajaran yang kuat, dan inisiatif penjangkauan baru, warga kini dapat berpartisipasi dalam sains. Misalnya, dengan program komputer, siapa pun dapat menggunakan waktu idle komputer mereka untuk membantu mencari gelombang gravitasi dari bertabrakan lubang hitam.
Ini juga waktu yang menyenangkan bagi para ilmuwan. Para astronom seperti saya sering mempelajari fenomena fisik pada rentang waktu yang sangat liar di luar kehidupan manusia pada umumnya sehingga menonton mereka secara real-time tidak akan terjadi. Peristiwa seperti penggabungan galaksi yang khas — yang persis seperti itu kedengarannya — dapat memakan waktu ratusan juta tahun. Yang dapat kami tangkap hanyalah foto, seperti bingkai foto tunggal dari video kecelakaan mobil.
Namun, ada beberapa fenomena yang terjadi pada rentang waktu yang lebih pendek, hanya dalam beberapa dekade, tahun atau bahkan detik. Begitulah cara para ilmuwan menemukan ribuan lubang hitam itu dalam studi baru. Ini juga bagaimana mereka baru-baru ini menyadari bahwa emisi sinar-X dari pusat galaksi kerdil di dekatnya telah memudar sejak pertama kali terdeteksi pada 1990-an. Penemuan baru ini menunjukkan bahwa lebih banyak akan ditemukan dalam data arsip yang mencakup beberapa dekade.
Jet hitam bertenaga black hole di galaksi elips raksasa M87. (NASA, ESA, E. Meyer, W. Sparks, J. Biretta, J. Anderson, ST Sohn, dan R. van der Marel (STScI), C. Norman (Universitas Johns Hopkins), dan M. Nakamura (Academia Sinica )) Dalam karya saya sendiri, saya menggunakan arsip Hubble untuk membuat film "jet, " plasma berkecepatan tinggi yang dikeluarkan dalam bentuk balok dari lubang hitam. Saya menggunakan lebih dari 400 gambar mentah yang mencakup 13 tahun untuk membuat film jet di galaksi M87 terdekat. Film itu menunjukkan, untuk pertama kalinya, gerakan memutar plasma, menunjukkan bahwa jet memiliki struktur heliks.
Jenis pekerjaan ini hanya mungkin karena pengamat lain, untuk tujuan lain, kebetulan menangkap gambar dari sumber yang saya minati, ketika saya masih di taman kanak-kanak. Ketika gambar astronomi menjadi lebih besar, resolusi lebih tinggi dan semakin sensitif, penelitian semacam ini akan menjadi norma.
Artikel ini awalnya diterbitkan di The Conversation.
Eileen Meyer, Asisten Profesor Fisika, Universitas Maryland, Kabupaten Baltimore
