Foto Luar Angkasa Cemerlang Dari Chandra dan Spitzer

Bagi mata manusia, langit malam adalah konfeti bintang. Teleskop yang kuat menunjukkan planet-planet terpencil dan galaksi yang jauh yang tidak bisa dilihat oleh retina kecil kita. Tetapi bahkan Teleskop Luar Angkasa Hubble tidak dapat mengungkapkan semua yang ada di sana. Banyak objek — bintang-bintang yang gagal, yang dikenal sebagai katai coklat, misalnya — terlalu dingin untuk mengeluarkan cahaya tampak, yang hanya mewakili sepotong kecil dari spektrum elektromagnetik. Namun, mereka memancarkan energi dalam bentuk yang tidak terlihat: panjang gelombang lebih panjang yang dikenal sebagai radiasi inframerah. Benda-benda yang sangat panas, seperti bintang besar yang meledak yang disebut supernova, mengeluarkan sebagian besar energinya dalam panjang gelombang yang lebih pendek yang juga tidak terlihat: sinar gamma dan sinar-X.

Konten terkait

• Penglihatan Jauh
• Hore Terakhir Hubble

Untungnya, teleskop lain mentransmisikan kacamata ini menjadi gambar yang bisa kita pahami. Pada 1990-an dan awal 2000-an, NASA meluncurkan teleskop berbasis luar angkasa yang dikenal sebagai Great Observatories. Hubble pertama dan paling terkenal, berspesialisasi dalam cahaya tampak. Instrumen yang kurang dikenal tetapi sama pentingnya fokus pada panjang gelombang yang berbeda.

"Tujuannya adalah memiliki teleskop utama di setiap bagian dari spektrum elektromagnetik, " kata Giovanni Fazio, ahli astrofisika di Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian. “Ketika Anda melihat alam semesta dalam panjang gelombang yang berbeda, Anda mendapatkan gambaran yang sama sekali berbeda. Itu semua adalah teka-teki. ”

Peluncuran Hubble tahun 1990 diikuti oleh Compton (1991), yang mengamati sinar gamma, Chandra (1999), yang mempelajari sinar-X, dan Spitzer (2003), teleskop inframerah. Compton jatuh ke Bumi pada tahun 2000, hancur di atmosfer dan tercebur seperti yang direncanakan di Samudra Pasifik. (Teleskop ruang angkasa lain, Fermi, menggantinya pada tahun 2008.) Namun Spitzer dan Chandra masih naik — naik — dan berlari, membuka rahasia alam semesta dan melampaui harapan orang-orang yang membantu menciptakannya.

Gambar-gambar teleskop tentang bintang-bintang yang baru lahir yang mengedip dan lubang hitam yang rakus terdiri dari warna-warna palsu yang ditetapkan para ilmuwan untuk panjang gelombang yang berbeda yang dideteksi oleh teleskop. Selain sarat data, gambar-gambar ini sangat indah untuk dilihat. Berdenyut dengan flamingo pink, nila dan kunyit, beberapa hampir psychedelic - galaksi kemerahan tampaknya bernapas api - sementara yang lain mengingat bentuk-bentuk alami yang lembut: jaring laba-laba, embun pada kaca jendela, gumpalan asap. Beberapa memiliki kualitas yang hampir spektral, khususnya "Tangan Tuhan, " potret Chandra tentang pulsar muda di mana jari-jari biru hantu tampak membelai langit.

Kebanyakan teleskop satelit, termasuk Hubble, melingkari Bumi, tetapi Spitzer berputar mengelilingi Matahari, membuntuti di belakang Bumi dalam orbitnya. Dengan demikian Spitzer tidak hanya menghindari atmosfer Bumi, yang akan mengaburkan pandangan teleskop, tetapi juga menghindari panas dari Bumi dan Bulan. Pasokan helium cair awalnya mendinginkan instrumen hampir nol mutlak — atau minus 459 derajat Fahrenheit, suhu serendah mungkin — sehingga radiasi teleskop itu sendiri tidak akan mengacaukan pembacaannya.

Spitzer melihat bagian-bagian alam semesta yang lebih dingin. Inframerah dikaitkan dengan suhu dari minus 450 hingga ditambah 6.000 derajat, dan sementara 6.000 derajat mungkin tidak terdengar dingin, para astronom terbiasa merekam benda-benda dalam jutaan derajat.

Teleskop telah mendeteksi radiasi dari exoplanet mirip Jupiter di orbit yang ketat di sekitar bintang-bintang lain, dan telah menemukan kerdil coklat, yang — jika mereka meng-host sistem tata surya mini mereka sendiri, seperti dugaan beberapa ilmuwan — bisa menjadi tempat ideal untuk kehidupan. Spitzer juga dapat mengintip melalui debu yang tersedak di lengan spiral galaksi yang jauh untuk melihat di mana bintang-bintang dilahirkan. Pengamatan ini dapat menghasilkan wawasan tentang bagaimana tata surya kita terbentuk.

Kekuatan teleskop yang paling menakjubkan mungkin kemampuannya untuk melihat alam semesta saat masih bayi. Melihat jauh di ruang angkasa sama dengan melihat ke masa lalu, jelas Fazio, yang merancang bagian dari Spitzer. Ketika alam semesta berusia 13, 7 miliar tahun mengembang, cahaya tampak direntangkan menjadi panjang gelombang inframerah, sebuah fenomena yang dikenal sebagai pergeseran merah. Berfokus pada cahaya inframerah, para ilmuwan Spitzer pada awalnya berharap untuk melihat alam semesta ketika usianya baru dua miliar tahun — tetapi mereka sudah jauh lebih jauh ke masa lalu daripada waktu itu. "Sekarang kita sudah dapat melihat kembali ke 700 juta tahun yang lalu, " kata Fazio, atau sekitar 13 miliar tahun yang lalu. Pengamatan Spitzer menunjukkan bahwa galaksi sudah mulai terbentuk ketika alam semesta baru berusia 400 juta hingga 500 juta tahun, jauh lebih awal dari teori sebelumnya.

Chandra, teleskop sinar-X, mengikuti orbit elips di sekitar Bumi, terbang 200 kali lebih tinggi dari Hubble. Chandra berspesialisasi dalam fenomena kekerasan, seperti penembakan suar dari bintang muda dan ledakan supernova. "Apa yang ingin kita ketahui adalah apa yang terjadi di dalam bintang sebelum meledak, apa rincian dari ledakan itu sendiri, dan apa yang terjadi setelah ledakan itu, " kata Harvey Tananbaum, direktur Observatorium Smithsonian Astrophysical Observatory, Chandra X- ray Center.

Chandra juga memeriksa benda-benda dengan medan gravitasi atau magnet yang ekstrem, seperti bintang neutron dan lubang hitam. Beberapa ilmuwan berharap Chandra menjadi sangat penting dalam studi materi gelap yang sedikit dipahami dan energi gelap, kekuatan misterius yang bertanggung jawab atas sebagian besar materi di alam semesta. Tapi teleskop itu juga mengungkapkan hal-hal baru tentang pemandangan yang lebih akrab: cincin Saturnus, ternyata, berkilau dengan sinar-X.

Terkadang para astronom menghasilkan gambar menggunakan data dari ketiga teleskop. Pada tahun 2009, ketiganya menghasilkan pandangan komposit yang menakjubkan dari inti Bima Sakti. Hubble menunjukkan bintang yang tak terhitung jumlahnya, Spitzer menangkap awan debu yang bercahaya dan Chandra melacak emisi sinar-X dari material di dekat lubang hitam.

Teleskop tidak bisa bertahan selamanya. Spitzer kehabisan pendingin tahun lalu, meskipun beberapa bagian masih cukup dingin untuk berfungsi, dan teleskop sudah mulai menjauh dari Bumi. "Akan sedih melihatnya pergi, " kata Fazio. “Ini telah menjadi bagian utama dari hidup saya selama 25 tahun terakhir. Tapi kami masih menambang data dan menemukan hal-hal baru. ”Pada 2015, Webb, sebuah teleskop inframerah baru dengan kapasitas untuk mengumpulkan lebih dari 58 kali lebih banyak cahaya daripada Spitzer, dijadwalkan untuk mengambil di mana Spitzer pergi.

Chandra masih berfungsi dengan baik, dan para ilmuwan berharap instrumen itu akan digunakan setidaknya satu dekade lagi. Akhirnya, mungkin satu abad dari sekarang, teleskop usang kemungkinan akan tergelincir terlalu dekat dengan Bumi dan terbakar di atmosfer. Tetapi kami memiliki lebih banyak gambar yang menerangi yang dinanti-nantikan sebelumnya.

Abigail Tucker adalah staf penulis Smithsonian .

Chandra X-ray Observatory menunjukkan gas yang dipanaskan oleh ledakan dan oleh lubang hitam. (NASA / CXC / UMass / D. Wand et al.) Pusat galaksi Bima Sakti kita bahkan lebih menakjubkan ketika dilihat sebagai komposit yang terbuat dari data dari tiga instrumen berbasis ruang yang peka terhadap panjang gelombang yang berbeda. (NASA / CXC / UMass / D. Wand et al.) Spitzer Space Telescope mengumpulkan cahaya inframerah dan mendeteksi awan debu. (NASA / JPL-Caltech / SSC / S. Stolovy) Teleskop luar angkasa Hubble, yang disetel ke inframerah-dekat, mengungkapkan area aktif pembentukan bintang. (NASA / ESA / STScl / D. Wang et al.) Selama hampir 12 tahun, teleskop ruang angkasa Chandra telah mengamati tanda-tanda sinar-X dari benda berenergi tinggi. Nebula "Tangan Tuhan", panjangnya 150 tahun cahaya, dibentuk oleh gas panas yang dimuntahkan dari pulsar, atau bintang neutron yang berputar dengan cepat. (NASA / CXC / SAO / P. Slane, dkk.) Galaksi spiral NGC 4258 memiliki dua lengan biru hantu yang mengandung gas yang dipanaskan oleh gelombang kejut yang dahsyat, produk partikel yang dikeluarkan dari lubang hitam. (NASA / CXC / Universitas Maryland / AS Wilson et al.) Chandra unggul dalam menangkap kekacauan. Sebuah fitur astronomi yang disebut Cas A, di konstelasi Cassiopeia, adalah ledakan puing yang melebar jutaan mil per jam; itu dipecat dari supernova yang menjadi terlihat di Bumi hanya sekitar 300 tahun yang lalu. (NASA / CXC / MIT / UMass Amherst MD Stage et al.) Nebula M17, bagian paling terang dari gambar di atas, didokumentasikan oleh astronom Charles Messier pada tahun 1764. Teleskop Spitzer, yang berfokus pada radiasi infra merah yang berasal dari debu yang dipanaskan, dapat melihat struktur yang terkait dengan nebula. (NASA / JPL-Caltech / M. Povich (Penn State University)) Berdasarkan gambar yang terlihat di sebelah kiri, para astronom berpikir bahwa bintang BP Psc mengkanibal bintang atau planet lain ketika kehabisan bahan bakar, memperpanjang fase raksasa merahnya (seperti terlihat pada ilustrasi di sebelah kanan). (NASA / CXC / RIT / J. Kastner dkk., Optik (UCO / Lick / STScl / M. Perrin dkk); Ilustrasi: NASA / CXC / M. Weiss) Sebuah ledakan menghasilkan Nebula Kepiting, sebuah struktur spektakuler yang masih coba dipahami para ilmuwan dengan bantuan teleskop Chandra dan Spitzer. (NASA / CXC / SAO / F.Seward; Optik: NASA / ESA / ASU / J.Hester & A.Loll; Infra Merah: NASA / JPL-Caltech / Univ. Minn. / R.Gehrz) Merupakan rumah bagi lebih dari 2.200 bintang, wilayah RCW 49 adalah daerah yang gelap dan berdebu. Gambar ini diambil pada dua panjang gelombang yang berbeda untuk menyoroti gas panas yang dipanaskan. (NASA / JPL-Caltech / E. Churchwell (Universitas Wisconsin - Madison)) Seperti yang terlihat di langit inframerah, teleskop Spitzer dapat mengintip melalui lengan spiral galaksi yang jauh untuk melihat di mana bintang-bintang dilahirkan. (NASA / JPL-Caltech) Sinar-X dari Chandra mengungkapkan bahwa kluster yang mengelilingi galaksi M87 dipenuhi dengan gas panas. (NASA / CXC / KIPAC / N. Werner, E. Million et al.) Terletak sekitar 11.000 tahun cahaya di konstelasi Sagitarius, "ular" (kiri atas) sebenarnya adalah awan tebal yang cukup besar untuk menelan lusinan sistem tata surya. (NASA / JPL-Caltech / S. Carey (SSC / Caltech)) Gambar yang diambil oleh teleskop Spitzer ini menangkap wilayah ini yang disebut W5 (6.500 tahun cahaya), di mana semua tahap penciptaan bintang dapat dilihat. (NASA / JPL-Caltech / L. Allen & X. Koenig (Harvard-Smithsonian CFA)) Nebula Orion adalah hotspot penciptaan bintang lainnya; gugus trapezium, titik terang di kanan tengah, adalah bintang terpanas di wilayah ini. (NASA / JPL-Caltech / J. Stauffer (SSC / Caltech))