Tiga lantai di bawah kubah teleskop di Hale Solar Laboratory di Pasadena, California, tangga spiral berkarat menandai puncak lubang sedalam hampir 80 kaki, disembunyikan oleh pintu jebakan kayu di lantai bawah tanah. Di bagian bawahnya terbentang kisi yang dimaksudkan untuk memecah cahaya menjadi pelangi agar para ilmuwan bisa mempelajari susunan matahari. Pemilik gedung saat ini tidak berani turun, terhalang oleh kekurangan oksigen dan kegelapan yang tak tertembus di bawah.
Ketika arsitek Liz Moule dan Stefanos Polyzoides membeli observatorium pada tahun 2006, mereka tahu mereka membeli sepotong sejarah. Pemilik aslinya, astronom George Ellery Hale, mendirikan teleskop paling kuat di dunia pada paruh pertama abad ke-20, termasuk di Mount Wilson Observatory, jauh di atas Pasadena. Moule, yang mengelola firma arsitektur lokal dengan Polyzoides, menganggap Hale sebagai "warga negara teladan" karena pengaruhnya terhadap lanskap budaya dan arsitektur sipil Pasadena. Laboratorium Surya Hale, dengan bantuan gaya Mesir dari matahari yang menyinari pintu depan, perpustakaan besar di lantai pertama, kubah teleskop di atap dan lubang tak menyenangkan di ruang bawah tanah, adalah perlindungan pribadi Hale hanya beberapa blok di selatan universitas yang dia bantu temukan, California Institute of Technology.
Pintu jebakan ke instrumen kisi di Hale Solar Laboratory. (Elizabeth Landau) Moule dan Polyzoides tidak tahu bangunan itu, dibangun pada tahun 1924, datang dengan harta astronomi tersembunyi. Seluruh ruang bawah tanah berantakan berantakan furnitur, kertas dan kotak sampah ketika mereka membeli fasilitas bersejarah (bersama dengan rumah semen yang lebih modern di depannya). "Kami pikir kami ditinggalkan dengan barang-barang yang hanya akan kami singkirkan, " kata Moule.
Di ruang bawah tanah observatorium, Moule dan sukarelawan dari Mount Wilson — Don Nicholson dan Larry Webster — menemukan ratusan piring fotografi kaca dari tahun 1880 hingga 1930-an yang ditumpuk dalam kotak di sebuah lemari kayu besar. Koleksinya meliputi gambar bintik matahari dan sinar matahari — sulur-sulur plasma yang keluar dari matahari — dan spektrum matahari, atau serangkaian garis yang mewakili komponen cahaya, yang mengungkapkan komposisi kimiawi matahari. Lempeng yang lebih besar menggambarkan bulan kawah, bermata dengan riak dari kerusakan air bawah tanah. Beberapa lempeng berasal dari teleskop Hale, sementara yang lain jelas hadiah dari para astronom yang berjauhan.
Gambar bulan di atas piring kaca dari koleksi George Ellery Hale, ditemukan di Hale Solar Laboratory. Itu diambil di Lick Observatory dan bertanggal 19 Juli 1891. Tanda-tanda putih berasal dari kerusakan air. (Gambar milik Institusi Carnegie untuk Sains / Dan Kohne) Semua mengatakan, ada lebih dari 1.100 piring dan artefak lainnya dari koleksi pribadi Hale yang disembunyikan di ruang bawah tanah Solar Laboratory, kata Dan Kohne, yang mengajukan diri dengan kantor Pasadena Observatorium Carnegie terdekat untuk menginventarisir penemuan itu. Polyzoides dan Moule menyumbangkan lempeng-lempeng bersejarah itu ke arsip Carnegie.
Lempeng foto ini melambangkan cara kerja para astronom yang susah payah untuk bekerja, memposisikan tangan dengan teleskop cukup lama untuk menangkapnya di piring kaca yang dilapisi dengan emulsi, kemudian mengembangkan lempengan seperti film di kamar gelap. Foto daguerreotype pertama dari bintang selain matahari diambil pada tahun 1850 oleh William Cranch Bond, direktur pertama Harvard College Observatory, yang membuat paparan Vega selama 90 detik. Selama 150 tahun ke depan, para ilmuwan membuat katalog alam semesta pada lempengan-lempengan kaca ini, sekitar setebal kaca jendela.
Sementara kemajuan teknologi dalam fotografi, panduan teleskop, dan komputasi sebagian besar telah membuat pengamatan langit berbasis piring menjadi usang, mempelajari lempeng-lempeng kaca adalah bagaimana para astronom mencapai wahyu bersejarah, seperti keberadaan galaksi di luar Bimasakti dan fakta bahwa bahan utama alam semesta adalah berkembang ke segala arah.
**********
Piring bersejarah bukan hanya peninggalan. Mereka mewakili catatan langit pada saat-saat tertentu di masa lalu yang tidak pernah dapat ditinjau kembali — bahkan dengan observatorium ruang angkasa yang paling kuat. Saat ini, teleskop manusia yang paling canggih dapat mengungkap benda-benda jauh yang secara berkala mencerahkan, redup, dan keluar-masuk. Misalnya, teleskop ruang angkasa Gaia Badan Antariksa Eropa (ESA) sedang menyusun peta bintang paling lengkap. Beberapa benda yang mengalami perubahan sekarang juga bisa bervariasi di akhir abad ke-19 dan awal hingga pertengahan abad ke-20, dan mereka mungkin ditangkap di lempeng teleskop kaca.
Ketika para astronom berusaha untuk menceritakan kisah-kisah yang lebih lengkap tentang bagaimana benda-benda langit berevolusi dari waktu ke waktu, lempeng-lempeng tua yang berdebu ini terbukti lebih relevan.
“Kami bukan pelancong waktu, bukan?” Kata Michael Castelaz, profesor fisika di Brevard College di North Carolina. "Jadi, bagaimana kamu bisa kembali ke masa lalu untuk menyelidiki langit malam kecuali dengan data yang kita miliki?"
Annie J. Cannon adalah kurator foto-foto di Harvard College Observatory, yang ditugasi merawat sekitar 300.000 lempeng foto bintang-bintang yang dibuat oleh para astronom Harvard. (Gambar Bettmann / Getty) Dengan beberapa perkiraan ada lebih dari 2 juta lempeng kaca yang dibuat oleh para astronom profesional di AS saja. Di seluruh dunia ada kemungkinan lebih dari 10 juta, kata Rene Hudec dari Akademi Ilmu Pengetahuan Republik Ceko di Ondrejov, termasuk banyak yang mungkin masih bersembunyi di tempat-tempat tak terduga. Meskipun ada database online lebih dari 2, 5 juta piring dari lebih dari 570 arsip, tidak ada daftar yang benar-benar komprehensif. Setelah mengunjungi lebih dari 70 arsip piring sendiri, Hudec melaporkan beberapa repositori disimpan dengan baik dan dikatalogkan, tetapi yang lain adalah "pengalaman menyedihkan" dengan sedikit dana dan tidak ada yang mengelolanya.
Harvard, yang diperkirakan menampung koleksi terbesar di dunia, memiliki sekitar 550.000 piring, termasuk gambar yang pernah dianalisis oleh tokoh-tokoh penting seperti Henrietta Swann Leavitt dan Annie Jump Cannon. Sebagaimana Dava Sobel kronik dalam The Glass Universe: Bagaimana Para Wanita di Harvard Observatory Mengambil Ukuran Bintang-bintang, para wanita "komputer" seperti Leavitt dan Cannon tidak hanya mengklasifikasikan dan membuat katalog ribuan bintang dari lempeng teleskop tetapi juga membuat penemuan terobosan yang menginformasikan pandangan kita tentang kosmos hari ini. Edward Pickering, direktur observatorium yang mempekerjakan wanita-wanita ini, menulis pada tahun 1890: “Untuk banyak keperluan, foto-foto itu menggantikan bintang-bintang itu sendiri, dan penemuan-penemuan diverifikasi dan kesalahan dikoreksi di siang hari dengan kaca pembesar alih-alih di malam hari dengan teleskop. . "
Koleksi Hale dari ruang bawah tanah Solar Laboratory bergabung dengan lebih dari 200.000 piring yang ditampung oleh Carnegie Observatories, termasuk lempeng "VAR!" 1923, yang meyakinkan Edwin Hubble bahwa Andromeda adalah galaksi terpisah dari Bima Sakti. Teleskop Yerkes 40 inci, Gunung Wilson 60 inci, Mount Wilson 100 inci, dan Palomar 200 inci, semua proyek Hale, masing-masing secara bergiliran menikmati gelar "teleskop terbesar di dunia." Hasilnya disimpan di laci di belakang pintu besi hitam pendek di ruang bawah tanah gedung kantor utama Observatorium Carnegie di Pasadena.
Pada malam 5-6 Oktober 1923, astronom Carnegie Edwin Hubble mengambil sepiring galaksi Andromeda (Messier 31) dengan teleskop Hooker 100 inci dari Mount Wilson Observatory. "N" di piring yang dicoret dan diganti dengan "VAR!" menunjukkan bahwa Hubble awalnya mengira objek adalah nova, tetapi kemudian menyadari bahwa itu sebenarnya adalah bintang variabel Cepheid. Hubble dapat menggunakan bintang variabel untuk menghitung jarak ke Andromeda, mengungkapkan tanpa keraguan bahwa itu sebenarnya adalah galaksi yang terpisah dari galaksi kita. (Courtesy Carnegie Observatory, Carnegie Institution for Science) Lebih jauh lagi, Pisgah Astronomical Research Institute (PARI) Carolina Utara memiliki sekitar 350.000 item termasuk piring, serta film dan data lainnya. Pelat teleskop ini sebagian besar berasal dari Amerika Serikat dan Kanada, dari universitas dan lembaga lain yang tidak memiliki ruang untuk koleksi mereka, serta yang ditemukan secara tidak sengaja di "14 tas rumput dan daun" di garasi seseorang, kata Castelaz, yang sebelumnya adalah direktur sains PARI. "Aku bisa hidup di lemari besi piring itu. Sangat menyenangkan."
Pada 2015, Holger Peterson menemukan kotak berisi sekitar 300 piring ketika ia pergi ke ruang bawah tanah untuk membuat teh di Niels Bohr Institute di Kopenhagen. Beberapa artefak dapat dikenali dengan jelas: paparan tahun 1950 dari Teleskop Palomar Samuel Oschin menunjukkan sejumlah besar galaksi, dan plat-copy dari ekspedisi gerhana matahari 1919 ke Sobral, Brasil, yang membantu mengkonfirmasi teori relativitas umum Einstein. (Einstein meramalkan bahwa gravitasi matahari seharusnya menekuk jalinan ruang di sekitarnya, sehingga posisi bintang latar belakang akan bergeser dari perspektif kita ketika bulan menghalangi matahari selama gerhana matahari total. Pengukuran pada pelat kaca digunakan untuk mengkonfirmasi hal ini.) Tetapi untuk banyak piring dalam koleksi ini, sekarang terletak di Universitas Kopenhagen, rincian paparannya telah hilang, kata Peterson dalam email.
Juga di Eropa, Arsip Pelat Fotografi untuk PENGGUNAAN Astronomi (Tepuk Tangan) saat ini terdiri dari sekitar 85.000 piring dari lima lembaga di Jerman dan Estonia. Sorotan termasuk pelat dari Ejnar Hertzsprung, yang membantu menunjukkan hubungan antara suhu bintang dan kecerahan intrinsik, dan Karl Schwarzschild, yang berperan penting dalam mengembangkan deskripsi matematis tentang lubang hitam.
Lempeng foto kaca galaksi Andromeda, diambil di Observatorium Karl Schwarzschild pada tahun 1965. (Jay Bennett) Di Argentina, arsip lempeng di Cordoba Observatory menampung beberapa foto pertama bintang di Belahan Selatan dengan sekitar 20.000 foto dan spektrum di piring yang berasal dari tahun 1893 hingga 1983. Situasi lempeng di Asia dan Afrika belum diteliti secara menyeluruh. Hudec telah mengunjungi berbagai lokasi di Cina dengan lempengan dan diperkirakan sekitar 40.000 telah dikumpulkan dan didigitalkan. Observatorium Bosscha di Indonesia juga memiliki sekitar 20.000 piring, katanya. Sekitar 19.000 piring yang diambil di teleskop Schmidt UK di Australia disimpan di Edinburgh, Skotlandia, kata David Malin, seorang ilmuwan fotografi di Anglo-Australian Observatory. Teleskop Anglo-Australia di Siding Spring menyimpan di bawah 3.000 lempeng yang dibawa ke sana, sedangkan lempeng lain kemungkinan tetap bersama pengamat yang tidak pernah menyerahkannya ke koleksi observatorium.
**********
Pada awal 1990-an, para astronom profesional meninggalkan praktik menangkap gambar langit pada kaca demi menggunakan metode digital yang keduanya lebih cepat dan memungkinkan untuk analisis komputasi yang lebih canggih. Penemuan perangkat kopling bermuatan (CCD), yang juga memungkinkan kamera ponsel pintar, telah merevolusi pengamatan astronomi. Teknik sesederhana "memperbesar" secara digital dan mempertinggi kontras pada komputer adalah alat yang ampuh untuk mempelajari objek yang jauh dan samar.
Tetapi catatan sejarah langit memiliki banyak lapisan nilai. Sebagai masalah pelestarian budaya, lempeng teleskop merangkum proses di mana pengetahuan pernah diperoleh dan mewakili keadaan sains saat digunakan. Selama sekitar 150 tahun tetapi tidak lagi, data astronomi direkam di atas kaca.
"Mengetahui tentang prekursor adalah dalam banyak hal sesuatu yang bahkan menginformasikan bagaimana kita melakukan astronomi sekarang, jadi kita tidak boleh lupa, " kata Harry Enke dari Institut Leibniz untuk Astrofisika Potsdam di Jerman, salah satu pemimpin kolaborasi APPLAUSE.
Cetak foto bromida para pekerja selama konstruksi teleskop pemantul 100-inci Hooker di Mount Wilson, California. Observatorium didirikan pada tahun 1904 oleh astronom George Ellery Hale, dan teleskop 100-inci dipasang di observatorium pada tahun 1917. Teleskop Hooker adalah teleskop terbesar di dunia ketika dibangun dan tetap demikian hingga tahun 1948. (Science & Perpustakaan Gambar Masyarakat / Gambar Getty) Astronom bahkan dapat menggunakan catatan sejarah untuk membuat penemuan hari ini. Sementara banyak proses kosmik membutuhkan milyaran tahun untuk berevolusi, objek "sementara" di langit, seperti bintang yang meledak yang disebut supernova, berubah secara nyata selama beberapa minggu hingga bertahun-tahun. Bintang variabel mencerahkan dan redup secara berkala, dan pelat dapat digunakan untuk menentukan apakah periode itu konstan atau tidak. Pada tahun 2016, seorang astronom bahkan menggunakan arsip Carnegie untuk menunjukkan bukti planet ekstrasurya dalam spektrum bintang 1917, sebuah piring yang dibuat sekitar 75 tahun sebelum ada yang menemukan planet di luar tata surya kita.
"Langit kita bergerak sangat lambat untuk perasaan waktu manusia kita, " kata Enke. “Astronomi modern dan instrumen modern dengan CCD dan sebagainya, ini baru berusia hampir 40 tahun. Jika Anda dapat menambahkan seratus tahun lagi untuk itu, itu bagus. "
Studi tentang lubang hitam adalah salah satu alasan Jonathan Grindlay di Harvard tertarik untuk mendigitalkan pelat tua. Dia adalah peneliti utama dari upaya digitalisasi lempeng besar yang disebut DASCH, Akses Digital ke Sky Century @ Harvard.
Astronom Walter Sydney Adams di pintu masuk Hale Solar Laboratory pada tahun 1946. (Foto oleh Edison Hoge / Atas perkenan Carnegie Institution for Science Collection di Huntington Library, San Marino, California) Ketika bintang seperti matahari dan lubang hitam "massa bintang" —biasanya tujuh kali massa matahari — mengorbit pusat gravitasi yang sama, bintang itu menyediakan aliran materi yang stabil yang terkoyak oleh lubang hitam. Tapi bukannya jatuh langsung ke lubang hitam, bahan menumpuk di disk akresi di sekitar lubang hitam terlebih dahulu. Setelah sekitar 30 hingga 60 tahun, disk menjadi tidak stabil dan lubang hitam melahap beberapa bahan yang terakumulasi, menghasilkan ledakan yang sangat terang pada cahaya optik dan sinar-X. DASCH memberikan catatan langit penuh pertama lebih dari satu abad dari ledakan langka ini, yang memungkinkan para ilmuwan untuk mengukur berapa lama mereka terlihat dan berapa banyak flash terjadi di langit.
**********
Ada lebih banyak pelat teleskop di dunia daripada versi digitalnya, dan dukungan finansial untuk digitalisasi dan katalogisasi terbatas. Sekelompok astronom Ceko yang dipimpin oleh Hudec mengunjungi Carnegie, PARI, Yerkes, Lick, Mount Palomar, dan sembilan lokasi utama AS lainnya dari 2008 hingga 2012 untuk mencari tahu tentang persembahan pelat sejarah. Mereka menemukan bahwa beberapa arsip belum menyimpan dengan benar atau bahkan merusak piring. Mereka menguji perangkat pemindaian yang dapat diangkut dan merekomendasikan agar lembaga memindai dan membuat katalog harta mereka. Sejauh ini, kelompok Hudec telah menciptakan sekitar 50.000 pemindaian pelat di seluruh dunia.
Koleksi piring kaca dari tahun 1909 hingga 1922 menangkap bulan dalam berbagai fase. (Institut Niels Bohr, Universitas Kopenhagen) DASCH telah dapat mendigitalkan sekitar 350.000 lempeng Harvard, yang semuanya dapat dicari secara online, dan berencana untuk mendapatkan total 450.000 foto pada Oktober 2020. 100.000 piring terakhir adalah spektra bintang yang, sementara juga menarik, tidak dipindai karena hanya gambar langsung yang dapat menunjukkan perubahan visual dalam kecerahan dari waktu ke waktu. Seluruh proses pembersihan dan pemindaian adalah "seperti balet koreografi, " kata Grindlay. Di Eropa, APPLAUSE juga mendigitalkan pelatnya, mengambil inspirasi dari DASCH dalam beberapa metode, tetapi menggunakan pemindai komersial alih-alih perangkat yang dibuat khusus.
Perusahaan digitalisasi memicu kontroversi ketika beberapa sejarawan menolak keras gagasan bahwa tanda asli pada pelat akan dibersihkan dalam proses pemindaian, kata Grindlay. Dari satu perspektif, jika seorang astronom masa lalu menggambar sebuah lingkaran di sekitar objek yang menarik, membersihkan piring dapat mengungkapkan lebih banyak bintang yang bersembunyi di balik kurva. Tetapi tanda-tanda itu juga merupakan catatan dari proses ilmiah. Sebuah studi tahun 2016 yang didorong oleh DASCH menemukan bahwa banyak astronom dan sejarawan sama-sama menghargai anotasi pada pelat dan sampulnya tetapi juga percaya bahwa memotret atau memindai tanda-tanda itu sebelum membersihkannya sudah cukup untuk pengawetan, kecuali jika lempeng itu sangat penting dalam sejarah astronomi . DASCH mengikuti protokol ini, memotret semua tanda asli, termasuk di "jaket" pelat, sebelum membersihkan. Anotasi asli disimpan di piring paling berharga, seperti yang dibuat oleh Henrietta Swan Leavitt, "untuk menghormati sejarawan, " kata Grindlay.
Bahkan pengarsip yang bersemangat seperti Grindlay setuju bahwa sekali piring dipindai dan katalog dengan benar, tidak ada lagi yang bisa dipelajari dari objek fisik yang tidak dapat diperoleh dari salinan digital resolusi tinggi dan foto penjelasan. Meskipun demikian, Grindlay berkata, "lempengan-lempengan asli adalah catatan tertinggi dan harus dilestarikan sepenuhnya, seperti yang telah ada di Harvard College Observatory."
Kubah teleskop dipasang di Hale Solar Laboratory di foto ini tanggal 18 November 1924. (Gambar milik Observatorium dari Carnegie Institution for Science Collection di Huntington Library, San Marino, California) Bagi Kohne, piring-piring itu mirip dengan karya seni. Sebagian besar arsip di kantor Observatorium Carnegie Pasadena, termasuk hasil rampasan dari ruang bawah tanah pasangan arsitek, mewakili "studio" Hale, cara lukisan yang dilakukan di bengkel Raphael oleh seniman yang berbeda akan dikreditkan ke studio pelukis terkenal. Selain menjadi ilmuwan, operator teleskop ke-20 adalah pengrajin yang terampil.
"Mereka menangkap sinar cahaya yang telah melakukan perjalanan selama ribuan dan jutaan tahun cahaya, dan membuatnya pada sisi negatif yang terekspos dengan tepat, " kata Kohne. "Dalam sejarah fotografi, entah bagaimana harus ada di sana."
**********
Teleskop Laboratorium Surya Hale yang ikonik di Pasadena tidak akan tinggal diam. Seorang kru sukarelawan Mount Wilson bekerja untuk membuat cermin di cermin sehingga teleskop dapat dengan jelas memproyeksikan matahari ke area tampilan di ruang bawah tanah. Mereka berencana untuk membuat siswa lokal belajar menggunakan teleskop untuk mengamati matahari juga. Akhirnya, Moule berharap tim dapat membuat kisi difraksi di dasar lubang bekerja kembali, atau memasang yang baru, memungkinkan generasi baru untuk memeriksa komposisi matahari seperti yang dilakukan Hale.
Pada hari California Selatan yang sangat cerah di bulan Maret, sukarelawan Mount Wilson Ken Evans membuka kubah untuk mengerjakan restorasi. Evans, Kohne dan Moule bersemangat berbicara tentang melihat matahari terbenam melalui teleskop dan mungkin mengadakan pesta titik balik matahari musim panas, jika cermin siap pada waktunya. Ketika Evans, seorang pensiunan insinyur, memutar celah kubah untuk menghadapi Gunung Wilson, kelompok itu menyesalkan bahwa pohon menghalangi pandangan kuil Hale tentang astronomi di kejauhan.
Perpustakaan di Hale Solar Laboratory. (Liz Moule / Stefanos Polyzoides) Moule dan Polyzoides telah menyumbangkan jurnal Hale, juga ditemukan di ruang bawah tanah, ke Caltech. Mesin tik dan meja Hale tetap berada di lantai pertama di perpustakaan yang cerah dan elegan, impian booklover, dengan relief bergaya Mesir dari sosok memegang busur di atas kereta. Orang Mesir kuno kemungkinan tertarik pada Hale karena mereka menyembah matahari, kata Moule. Bahkan ada peti di ruang bawah tanah yang dialamatkan kepadanya dengan relief lain di dalamnya — misteri Hale selanjutnya yang akan ditangani Moule. Dia menggambarkan perannya di Laboratorium Surya Hale sebagai "penjaga mercusuar."
"Sedihnya astronomi matahari telah bergerak melewati teknologi bangunan itu, jadi itu bukan sesuatu yang biasa digunakan, dengan cara banyak mercusuar tidak digunakan untuk apa yang semula dimaksudkan untuknya, " kata Moule. "Tapi itu monumen penting, dan aku pengurusnya."
Mercusuar khusus ini menjaga sebuah teleskop yang pernah menggunakan instrumen yang jatuh hampir 80 kaki dalam kegelapan untuk memecah sinar matahari dari 93 juta mil jauhnya. Dan terima kasih kepada sukarelawan Mount Wilson, matahari mungkin segera mengalir melalui mercusuar kosmik sekali lagi.
Liz Moule dan Dan Kohne di kubah teleskop di Hale Solar Laboratory pada 27 Maret 2019. (Elizabeth Landau)
