Sains
Teleskop Roman Milik NASA akan Cari Bintang Pertama yang Hancur di Alam Semesta
ANTARIKSA -- Teleskop Luar Angkasa Roman yang akan diluncurkan oleh Badan Antariksa Amerika (NASA) memiliki rencana menarik. Teleskop Roman akan mengikuti jejak bintang-bintang pertama di alam semesta, atau setidaknya, mencari sisa-sisa mereka yang hancur oleh lubang hitam.
Bintang-bintang awal ini dikenal sebagai Bintang Populasi III (Pop III). Bintang ini memiliki sifat yang sangat berbeda dari matahari dan bintang-bintang lainnya yang kita lihat di langit malam.
Scroll untuk membaca
Scroll untuk membaca
Sebab, pada masa itu, alam semesta belum dipenuhi dengan apa yang disebut "logam" oleh para astronom, yaitu unsur-unsur yang lebih berat dari hidrogen dan helium.
Bintang-bintang Pop III muncul hanya beberapa ratus juta tahun setelah Ledakan Besar atau Big Bang dan memiliki kandungan "logam" yang sangat rendah. Bintang-bintang awal sebagian besar terdiri dari hidrogen dan helium.
Bintang ini diyakini jauh lebih besar dan lebih panas daripada matahari. Akibatnya, bintang-bintang ini membakar bahan bakarnya untuk fusi nuklir dengan cepat, menjadikan mereka sasaran yang sulit dilacak bagi para astronom.
Karena bintang-bintang awal ini bertanggung jawab atas pembentukan logam yang menjadi bahan dasar bagi generasi bintang yang lebih muda, mempelajari mereka menjadi kunci untuk memahami evolusi kosmos. Penelitian terbaru menyarankan bahwa Teleskop Nancy Grace Roman (disingkat Roman), yang direncanakan diluncurkan pada tahun 2027, mungkin memiliki cara unik untuk melakukannya.
Daripada mencari bintang Pop III yang masih utuh, Roman akan mencari apa yang tersisa dari mereka setelah mereka terjebak terlalu dekat dengan lubang hitam dan dihancurkan dalam apa yang disebut para astronom sebagai peristiwa pemisahan pasang-surut, atau TDE.
"Karena kita tahu bahwa lubang hitam kemungkinan besar ada pada masa-masa awal ini, menangkap mereka saat mereka menyedot bintang-bintang awal ini mungkin memberi kita kesempatan terbaik untuk secara tidak langsung mendeteksi bintang Pop III," kata anggota tim penelitian, ilmuwan dari Universitas Yale, Priyamvada Natarajan.
Roman akan mengawasi kehancuran bintang-bintang pertama
Saat sebuah bintang melintasi dekat dengan lubang hitam, pengaruh gravitasi yang besar menghasilkan gaya pasang surut yang luar biasa di dalamnya. Ini menyebabkan bintang tersebut direnggut secara horizontal sambil ditarik secara vertikal. Materi yang membentuk bintang tersebut diubah menjadi "mi" materi bintang, dalam proses yang disebut "spaghettifikasi."
Namun, materi yang dulunya membentuk bintang yang terkutuk tidak bisa langsung jatuh ke dalam lubang hitam. Sebaliknya, materi itu berkumpul dalam awan pipih di sekitar lubang hitam yang disebut sebagai cakram akresi. Saat materi ini berputar dan menuju ke lubang hitam, ia memanas, memancarkan cahaya yang dalam beberapa kasus dapat terlihat dari miliaran tahun cahaya jauhnya.
TDE itu sendiri adalah peristiwa yang berlangsung sementara. Ketika bintang dihancurkan, ada kilatan singkat namun intens dalam sinar X, radio, ultraviolet, dan optik. Namun, peristiwa-peristiwa kekerasan ini terlihat sangat berbeda ketika dilihat melintasi jarak yang luas sekitar 13 miliar tahun cahaya atau lebih.
Saat cahaya dari peristiwa-peristiwa ini bergerak, ekspansi ruang menyebabkan panjang gelombangnya memanjang, mendorongnya ke dalam bagian inframerah dari spektrum - sebuah fenomena yang disebut "redshift."
Selain itu, sifat sementara TDE berubah saat cahayanya melewati kosmos. Ini karena redshift menyebabkan TDE yang menghancurkan Pop III untuk memperjelas selama ratusan hingga ribuan hari dan kemudian memudar selama periode waktu selama dekade.
"Dengan memberikan pandangan panorama kosmos yang lebih luas daripada Teleskop Luar Angkasa Hubble, dan dengan mensurvei langit lebih cepat, Roman seharusnya menjadi instrumen ideal untuk menemukan TDE awal ini," kata anggota tim.
Meskipun Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) NASA memiliki kekuatan yang dibutuhkan untuk melihat TDE jauh dan awal ini, bidang pandangnya juga jauh lebih kecil daripada Roman. Ini berarti itu bukan pemburu TDE yang efektif seperti teleskop luar angkasa yang akan datang. Terutama menjanjikan dalam pencarian bintang Pop III yang hancur akan menjadi survei Luas Area Latitude Tinggi Roman.
"Roman bisa pergi sangat dalam namun mencakup area langit yang sangat besar," kata anggota tim, seorang profesor astrofisika di Universitas Hong Kong. "Itulah yang diperlukan untuk mendeteksi sampel TDE ini dengan makna."
Itu bukan berarti bahwa JWST tidak akan memainkan peran dalam pencarian TDE yang melibatkan bintang Pop III. Ketika Roman melihat kejadian seperti itu, pandangan inframerah yang kuat dari JWST akan dapat memperbesar gambarnya dan menggunakan instrumen spektroskopinya untuk menentukan keberadaan logam.
Pasangan Roman dan JWST ini diharapkan bisa membuka rahasia bintang-bintang awal alam semesta dan bagaimana mereka telah memengaruhi evolusi generasi berikutnya dari bintang-bintang dan galaksi-galaksi yang menjadi tuan rumah mereka.
Penelitian ini diterbitkan secara online pada tanggal 8 Mei dalam Astrophysical Journal Letters.
Ikuti Ulasan-Ulasan Menarik Lainnya dari Penulis Klik di Sini
