Teleskop Luar Angkasa James Webb Telah Mengubah Cara Kita Melihat Luar Angkasa

(SeaPRwire) –   Ulang tahun keempat jarang menjadi alasan untuk perayaan. Namun, dalam kasus James Webb Space Telescope (JWST), yang diluncurkan pada 25 Desember 2021, ulang tahun ini menandai transisi penting.

Hingga kini, JWST telah dalam mode penemuan. Dibuat selama satu generasi dengan biaya , teleskop ini adalah teleskop paling kuat dalam sejarah, mampu mengamati pada jarak dan tingkat detail yang belum pernah terjadi sebelumnya.

Namun, seperti halnya instrumen ilmiah baru yang besar, para astronom perlu melihat JWST beraksi sebelum mereka dapat menjawab pertanyaan mendasar yang akan mendorong penelitian selama beberapa dekade mendatang: Seberapa banyak alam semesta kita yang dapat kita lihat?

JWST membangun kemajuan yang telah dicapai Hubble Space Telescope sejak diluncurkan pada tahun 1990. Hubble terutama mengamati ruang angkasa melalui spektrum cahaya tampak—bagian yang telah berevolusi untuk dilihat oleh mata kita. Namun, JWST melihat terutama dalam inframerah, memungkinkannya menembus debu kosmik, mengamati objek yang lebih dingin, dan melihat ke dalam alam semesta awal.

Karena kecepatan cahaya terbatas, mengamati objek pada jarak yang semakin jauh berarti melihat semakin jauh ke masa lalu. Dan karena ekspansi alam semesta—ekspansi ruang itu sendiri—telah meregangkan cahaya tampak dari objek terjauh ke inframerah, JWST dapat mencari sumber cahaya pertama, sekitar 100 juta tahun setelah Big Bang.

Empat perbatasan

Edwin Hubble, seorang astronom Amerika dan nama yang sama dengan Hubble Space Telescope, pada tahun 1936 menyatakan bahwa “Sejarah astronomi adalah sejarah cakrawala yang surut.” NASA, dengan bantuan dari European Space Agency dan Canadian Space Agency, telah mengidentifikasi empat cakrawala tersebut, perbatasan yang mereka rancang untuk dilintasi oleh JWST.

Pertama adalah perbatasan yang dilalui Galileo pada awal abad ke-17, ketika ia mengarahkan tabung perspektif primitif (yang kita sebut teleskop) ke langit malam dan menjembatani kesenjangan kuno yang sebelumnya tidak dapat ditembus antara terestrial dan surgawi. Dalam menemukan bukti bahwa Bumi mengorbit Matahari, bukan sebaliknya, Galileo secara implisit memposisikan Bumi sebagai salah satu anggota dari sistem planet.

Kini, berkat JWST, sejarah mendalam tata surya mulai terlihat jelas. Dengan mempelajari kimia permukaan dari banyak objek es jauh di luar Neptunus, planet terjauh, para peneliti JWST dapat melacak kemunculan dan evolusi tata surya secara keseluruhan. Sementara itu, penemuan air di antara asteroid—sabuk “puing” di antara orbit Jupiter dan Mars—menimbulkan kemungkinan bahwa komet bukanlah satu-satunya objek yang menaburi atmosfer purba Bumi dengan bahan-bahan untuk kehidupan.

Namun Matahari kita hanyalah satu bintang. Di luar cakrawala tata surya terdapat ratusan miliar bintang lain di galaksi Bima Sakti kita, banyak di antaranya memiliki sistem planet. Para astronom menggunakan JWST untuk mengambil sampel sistem dalam berbagai tahap perkembangan—mulai dari “protobintang” primitif yang baru mengumpulkan gas dan debu yang pada akhirnya akan menyatu menjadi cakram objek yang mengorbit, hingga sistem planet yang sepenuhnya matang seperti milik kita. Atau *tidak seperti* milik kita.

JWST telah menemukan, di satu sistem planet demi satu, jenis planet yang asing bagi sistem kita. Sistem kita secara historis dibagi menjadi dua kategori: raksasa gas (Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus) dan batuan kecil (Merkurius, Venus, Bumi, Mars). Namun berkat JWST, kita sekarang tahu bahwa sistem planet lain mencakup varian yang disebut astronom sebagai mini-Neptunus (gas yang mengelilingi inti berbatu) atau super-Bumi (mungkin mini-Neptunus yang dulunya telah kehilangan atmosfernya).

Namun Bima Sakti kita hanyalah satu galaksi. Di luar cakrawala itu—seperti yang ditemukan oleh astronom Hubble sendiri pada tahun 1920-an—terdapat galaksi lain. Sama seperti sistem planet di Bima Sakti, para astronom juga menggunakan JWST untuk mengambil sampel galaksi di seluruh alam semesta yang berada dalam berbagai tahap perkembangan, mulai dari awan gas, tabrakan awan gas, kelahiran bintang, hingga kematian bintang. Beberapa kematian itu—ledakan bintang, atau supernova—mungkin membantu menjelaskan masalah yang telah membingungkan para astronom selama setengah abad: Alam semesta tampaknya mengandung lebih banyak debu daripada yang dapat diperhitungkan oleh para astronom, namun debu itu harus berasal dari suatu tempat. Mungkinkah sumbernya adalah supernova? Studi pendahuluan menjanjikan.

Supernova sendiri menawarkan petunjuk lain untuk evolusi alam semesta. Para ilmuwan telah mengetahui sejak tahun 1950-an bahwa generasi supernova berturut-turut, karena gaya termonuklir yang merobek dan menata ulang blok bangunan materi dasar, menciptakan unsur-unsur yang semakin berat. Sejak awal, tujuan utama JWST adalah menemukan galaksi pertama yang “murni”, bebas dari semua unsur kecuali hidrogen dan helium. Untuk melakukannya, JWST harus melewati cakrawala yang tidak dapat dilintasi oleh Hubble Space Telescope yang menggunakan cahaya tampak: batas sekitar satu miliar tahun setelah Big Bang.

Sejauh ini, JWST telah mampu mengamati galaksi, supernova, dan lubang hitam sejauh 300 juta tahun setelah Big Bang. Meskipun itu mungkin tampak seperti periode waktu yang lama, itu hanyalah sekejap dalam alam semesta yang berusia 13,7 miliar tahun.

Dan para peneliti JWST baru saja memulai. Mereka memperkirakan proyek JWST akan berlangsung hingga tahun 2040-an. Itu berarti banyak lagi ulang tahun. Kita berharap semuanya akan sama layak dirayakan seperti yang satu ini.