Apa itu Teleskop Luar Angkasa Romawi Nancy Grace? vs Hubble vs James Webb

Teleskop Antariksa Romawi Nancy Grace adalah observatorium ruang inframerah masa depan NASA yang akan mencoba menjawab beberapa pertanyaan paling mendesak dalam kosmologi dengan menjawab misteri energi gelap. 

Teleskop yang juga dikenal sebagai "Roman" atau "Roman Space Telescope" juga akan mencari planet di luar tata surya — exoplanet, dan akan menyelidiki fisika bintang yang jauh.

Ditetapkan untuk diluncurkan sekitar tahun 2026 atau 2027, kata NASA(terbuka di tab baru)bahwa teleskop luar angkasa memiliki bidang pandang luas yang memungkinkannya menghasilkan gambar besar alam semesta yang belum pernah dilihat sebelumnya yang penting untuk menangani beberapa misteri kosmik yang paling mendesak. Misi ini diproyeksikan berlangsung selama lima tahun.

Teleskop luar angkasa Romawi akan ditempatkan di titik Lagrange 2, titik gravitasi stabil antara Bumi dan matahari yang terletak sekitar 1,5 juta kilometer dari planet kita. 

TELESKOP DINAMAI SIAPA?

Nancy Grace Roman Space Telescope mulai hidup sebagai Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST) pada tahun 2010, hanya mendapatkan namanya saat ini satu dekade kemudian ketika pada Mei 2020 namanya diganti untuk menghormati Nancy Grace Roman, seorang ilmuwan perintis yang menjabat sebagai NASA. astronom kepala pertama dari tahun 1961 hingga 1963. Roman meninggal pada 26 Desember 2018, pada usia 93 tahun.

Selama hidupnya, Roman dikenal sebagai "ibu dari Hubble" julukan itu muncul karena fakta bahwa Roman tanpa lelah mengadvokasi alat-alat baru yang memungkinkan para ilmuwan untuk mempelajari alam semesta yang lebih luas yang menyebabkan peluncuran Teleskop Luar Angkasa Hubble pada tahun 1990.

Mengumumkan moniker baru untuk WFIRST pada tahun 2020 lalu administrator NASA, Jim Bridenstine berkata:(terbuka di tab baru)"Karena kepemimpinan dan visi Nancy Grace Roman, NASA menjadi pelopor dalam astrofisika dan meluncurkan Hubble, teleskop luar angkasa paling kuat dan produktif di dunia."

"Saya tidak bisa memikirkan nama yang lebih baik untuk WFIRST, yang akan menjadi penerus Teleskop Hubble dan Webb NASA." Bridenstine melanjutkan.

Terkait: 20 wanita pelopor dalam astronomi dan astrofisika

"Roman direncanakan untuk mengajari kita banyak hal tentang planet ekstrasurya dan kosmologi, tetapi akan memiliki kemampuan untuk melakukan lebih banyak lagi," kata Rekan Postdoctoral di Jet Propulsion Laboratory NASA, Samson A. Johnson kepada Space.com. "Saat ini, hingga dan setelah peluncurannya, akan ada banyak peluang bagi para astronom untuk mengusulkan ide mereka sendiri untuk Romawi, dan ada banyak prospek menarik seperti mempelajari lubang hitam massa bintang, survei transit planet ekstrasurya, survei asteroseismologi, dan masih banyak lagi." Johnson melanjutkan.

PENGEMBANGAN DAN BIAYA TELESKOP ANTARIKSA ROMAWI NANCY GRACE

Pengembangan Teleskop Luar Angkasa Romawi Nancy Grace telah ditangani terutama oleh Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA, dengan partisipasi dari Jet Propulsion Laboratory (JPL) dan Pusat Pemrosesan dan Analisis Inframerah, di Pasadena, California, Institut Sains Teleskop Luar Angkasa di Baltimore, dan tim sains terdiri dari peneliti dari institusi di seluruh AS

Pengembangan Teleskop Luar Angkasa Romawi Nancy Grace telah ditangani terutama oleh Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA, dengan partisipasi dari Jet Propulsion Laboratory (JPL) dan Pusat Pemrosesan dan Analisis Inframerah, di Pasadena, California, Institut Sains Teleskop Luar Angkasa di Baltimore, dan tim sains terdiri dari peneliti dari institusi di seluruh AS 

Desain awal Teleskop Luar Angkasa Romawi dari tahun 2011 menyarankan teleskop ini dilengkapi dengan cermin berdiameter 4,3 kaki (1,3 m) yang lebih kecil dan satu instrumen. Desain teleskop saat ini dan final diperkenalkan pada tahun 2015 dalam Laporan WFIRST-AFTA 2015 oleh Tim Definisi Sains (SDT) dan Kantor Studi WFIRST.

Judul makalah yang merinci teleskop Romawi yang diperbarui yang akan mencapai ruang angkasa akhir dekade ini dirilis pada 2019, berjudul ' The Wide Field Infrared Survey Telescope: 100 Hubbles for the 2020s(terbuka di tab baru)." 

Pada tahun 2022, NASA memperkirakan total biaya peluncuran teleskop Romawi sebesar $255 juta, yang mencakup layanan peluncuran dan biaya terkait misi lainnya. 

APA YANG AKAN DILAKUKAN OLEH TELESKOP LUAR ANGKASA ROMAWI NANCY GRACE?

Menurut Laporan Akhir Tim Definisi Sains WFIRST-AFTA(terbuka di tab baru)Teleskop Luar Angkasa Romawi akan berbobot 4.166 kilogram (9.184 pon) saat diluncurkan dan akan membawa muatan seberat 2.191 kg (4.830 pon).

Cermin utama Teleskop Luar Angkasa Romawi memiliki diameter 7,9 kaki (2,4 meter), ukuran yang sama dengan cermin Hubble tetapi beratnya kurang dari seperempat yaitu 410 pound (186 kilogram).

Cermin memberi teleskop bidang pandang persegi 0,281 derajat dan mengirimkan cahaya ke dua instrumen utama yang dibawa oleh Teleskop Luar Angkasa Romawi, Instrumen Bidang Luas, dan Instrumen Koronagraf teleskop. Bentuk pesawat ruang angkasa yang mirip tong itu sendiri menghalangi cahaya yang tidak diinginkan dari matahari.

Ini akan memungkinkan Wide Field Instrument untuk mengukur cahaya dari satu miliar galaksi selama 5 tahun waktu operasinya, sehingga memfasilitasi misi utama Teleskop Luar Angkasa Romawi — untuk menyelidiki energi gelap. 

Seperti yang ditunjukkan NASA,(terbuka di tab baru)fisikawan memperkirakan bahwa energi gelap menyumbang sekitar 68% dari total kandungan energi/materi alam semesta, namun tidak banyak yang tahu apa itu sebenarnya. Salah satu cara untuk mengatasi masalah ini adalah dengan mengamati bagaimana pengaruh dark energy telah berubah dari waktu ke waktu. 

Instrumen Bidang Luas di Teleskop Luar Angkasa Romawi akan membantu menyelidiki hal ini dengan memetakan distribusi materi di seluruh alam semesta dan mengukur bagaimana alam semesta mengembang sejak berusia sekitar 500 juta tahun, sekitar 4% dari usianya saat ini. Meneliti kecerahan dan jarak supernova, ledakan yang terjadi pada akhir kehidupan bintang, Teleskop Luar Angkasa Romawi dapat mendeteksi jejak pertama energi gelap sehingga memberi para ilmuwan gambaran tentang bagaimana pengaruh kekuatan misterius ini tumbuh dari waktu ke waktu.

Di antara tujuan Romawi lainnya, seperti studi supernova jauh dan pemeriksaan objek di pinggiran tata surya, akan menjadi perburuan planet di sekitar bintang lain. 

FAQ TELESKOP ROMAWI NANCY GRACE DAN ENERGI GELAP DIJAWAB OLEH SEORANG PAKAR

Kami bertanya kepada Luz Ángela García, postdoc kosmologi di Bogotá, Kolombia, beberapa pertanyaan tentang Teleskop Romawi Nancy Grace dan energi gelap. 

Bagaimana Teleskop Luar Angkasa Romawi Nancy Grace dibandingkan dengan Teleskop Luar Angkasa James Webb?

Kedua teleskop dioptimalkan untuk bekerja pada rentang panjang gelombang inframerah. Namun, JWST memiliki bidang pandang yang sangat sempit dan detail. Sebaliknya, Nancy Grace Roman akan menutupi sepetak langit yang sangat luas. Salah satu cara untuk memahami hal ini adalah bahwa tujuan sains dari kedua teleskop berbeda, sehingga cakupannya harus disesuaikan dengan kebutuhan pengamatan ini.

JWST bertujuan untuk memulihkan garis pandang langit yang dalam. Di sisi lain, Romawi akan memberi kita "Gambaran Besar". Ini akan melengkapi survei galaksi luas lainnya yang dilakukan dari darat, seperti DESI atau Observatorium Vera Rubin yang akan datang. 

Bagaimana Teleskop Antariksa Romawi Nancy Grace akan mempelajari energi gelap?

Sebagian besar kemampuan Nancy Grace Roman akan menjadikannya instrumen yang cocok untuk mempelajari sifat energi gelap. Karena cakupannya yang luas di langit, teleskop akan menangkap jumlah galaksi yang belum pernah ada sebelumnya dalam bidang pandangnya dan distribusi galaksi tersebut di alam semesta kita, yang memungkinkan kita untuk memahami efek energi gelap pada skala kosmologis yang besar dan pengelompokan dan evolusi galaksi. Dengan peta galaksi yang begitu luas, kita dapat memulihkan prediksi yang kuat dari puncak akustik.

Di sisi lain, Nancy Grace Roman akan berfokus pada pendeteksian sinyal dalam inframerah; dengan demikian, ia akan 'melihat' galaksi yang mungkin hilang dari teleskop berbasis darat saat ini. Selain itu, teleskop akan mengamati sejumlah besar supernova Ia (jenis objek yang sama yang mengarah pada konsep energi gelap dan percepatan perluasan alam semesta). Yang terpenting, temuannya mengenai energi gelap dan struktur skala besar Alam Semesta akan melengkapi temuan yang dibuat oleh observatorium lain.

Apa dampak Teleskop Antariksa Romawi Nancy Grace terhadap astronomi?

Setiap teleskop baru memberikan informasi baru tentang energi gelap, struktur materi, dan alam semesta itu sendiri. Teleskop ini akan memungkinkan kita untuk mendapatkan peta galaksi yang sangat luas dalam inframerah, oleh karena itu, mereka tidak hanya galaksi terdekat, tetapi sebagian besar galaksi awal yang cahayanya telah menempuh perjalanan lama sebelum mencapai cermin Romawi, sehingga cahayanya akan menunjukkan pergeseran merah yang besar.

Tetapi Nancy Grace Roman juga akan membahas topik menarik lainnya dalam disiplin ini, seperti exoplanet yang mengirimkan sensus sistem planet terbesar di galaksi kita dan tantangan astronomi lainnya dalam inframerah yang tidak dapat ditangani oleh HST maupun JWST karena pandangannya yang sempit.

BERBURU EXOPLANET

"Roman akan mengajari kita tentang planet ekstrasurya dengan dua cara. Pertama, salah satu Survei Komunitas Inti dirancang untuk mendeteksi peristiwa pelensaan mikro. Peristiwa ini adalah penyelarasan objek latar depan dan bintang latar yang sangat langka dan nyaris sempurna, yaitu mengapa kita membutuhkan bidang pandang Roman yang luas untuk memantau peristiwa langka ini," jelas Johnson. 

"Massa objek latar depan membengkokkan ruang sedemikian rupa sehingga memperbesar cahaya yang datang dari bintang latar belakang, meningkatkan kecerahannya untuk sementara. Jika ada planet yang mengorbit bintang lensa, mereka akan menyebabkan penyimpangan dalam perbesaran yang akan menunjukkan kehadiran."  

Dengan menggunakan pembengkokan cahaya kecil yang disebabkan oleh adanya massa, Wide Field Instrument akan melakukan survei Bima Sakti dan memburu sekitar 2.600 eksoplanet baru, menurut NASA JPL(terbuka di tab baru).

Saat instrumen ini mencari exoplanet baru, Roman Coronagraph akan menyelidiki lusinan exoplanet yang sudah ditemukan, dengan mencitrakannya dan melakukan pengamatan spektroskopi - penyerapan dan emisi cahaya dan radiasi lainnya.

Meneliti cahaya saat melewati atmosfer planet ekstrasurya dapat mengungkapkan unsur-unsur yang membentuk atmosfer tersebut dan dapat membantu ilmuwan mendeteksi keberadaan molekul seperti air dan molekul organik kompleks yang dapat menjadi produk sampingan kehidupan.

Teknologi saat ini memungkinkan para astronom untuk mendeteksi eksoplanet muda terang yang sekitar satu juta kali lebih redup daripada bintang induknya, tetapi banyak eksoplanet yang lebih redup oleh bintangnya dengan faktor 100 juta atau lebih. Hal ini terutama berlaku untuk raksasa gas "dewasa" seperti Jupiter dan Saturnus milik tata surya atau dunia terestrial berbatu seperti Bumi. 

"Cara kedua Roman mempelajari planet adalah dengan menggunakan Instrumen Koronografinya, yang merupakan demonstrasi teknologi dari optik adaptif berbasis ruang angkasa pertama," tambah Johnson. "Ini akan sangat penting untuk masa depan pencitraan langsung planet dari luar angkasa, dan membuka jalan bagi teleskop ruang angkasa generasi berikutnya yang mencari biosignatures di tahun 2040-an."

Instrumen Koronagraf Teleskop Luar Angkasa Romawi akan menjadi sistem koronagraf berkinerja tinggi pertama yang dikirim ke luar angkasa dengan tes laboratorium saat ini yang menunjukkan bahwa instrumen tersebut harus dapat mendeteksi planet ekstrasurya satu miliar kali lebih redup daripada bintang induknya. 

Hal itu menjadikan Roman sebagai batu loncatan penting untuk misi masa depan yang bertujuan untuk mencitrakan dan mengkarakterisasi planet terestrial 10 miliar kali lebih redup daripada bintang induknya.

PERTARUNGAN TELESKOP LUAR ANGKASA: NANCY GRACE ROMAN VS JAMES WEBB VS HUBBLE

Meskipun wajar untuk membandingkan kemampuan, teleskop luar angkasa Hubble, Teleskop Luar Angkasa James Webb, dan Teleskop Luar Angkasa Romawi Nancy Grace yang akan datang, tidak satu pun dari instrumen ini yang benar-benar merupakan pengganti pendahulunya, sebaliknya, setiap teleskop dimaksudkan untuk melengkapi lainnya. Meskipun ketiga instrumen tersebut memandang alam semesta dalam inframerah, mereka menawarkan perspektif kosmik yang berbeda.  

Cakupan panjang gelombang cahaya tampak dan inframerah Roman akan menjangkau 0,5 hingga 2,3 mikron, yang merupakan peningkatan 20% dari desain asli misi. kata NASA(terbuka di tab baru)rentang ini akan memungkinkan teleskop untuk berkolaborasi lebih baik dengan Teleskop Luar Angkasa Hubble, yang memandang alam semesta dalam sinar ultraviolet hingga cahaya inframerah-dekat, 0,2 hingga 1,7 mikron, dan JWST yang mengamati kosmos dalam inframerah-dekat, inframerah-menengah dan a sejumlah kecil cahaya tampak, dari 0,6 hingga 28 mikron.

Cermin lapis perak Romawi memiliki ukuran yang sama dengan cermin utama Hubble, tetapi dikerdilkan oleh cermin berlapis emas berdiameter 21 kaki (6,5 meter) dari JWST. Cermin besar yang terbuat dari 18 segmen heksagonal ini membuat JWST 100 kali lebih kuat dari Hubble dan dapat melihat objek 100 kali lebih redup dari Hubble yang memungkinkannya melihat lebih dalam ke alam semesta. Karena cahaya memiliki kecepatan perjalanan yang terbatas, ini berarti JWST juga dapat melihat lebih jauh ke masa lalu daripada Hubble.

“Cara terbaik untuk membandingkan Roman dan Webb sebenarnya adalah membandingkannya dengan Hubble. Keuntungan besar Webb dibandingkan Hubble adalah jauh lebih sensitif dan dapat mendeteksi sumber cahaya 100 kali lebih redup daripada Hubble,” kata Johnson. "Hal ini menjadikan Webb observatorium jenis 'pisau tentara Swiss' yang luar biasa, sangat fleksibel dan dapat mengamati berbagai objek mulai dari galaksi pertama hingga pencitraan langsung planet ekstrasurya.

"melihat. Dalam sekali penunjuk, Roman dapat mengamati sepetak langit 100 kali lebih besar daripada yang dapat dilakukan Hubble dalam sekali penunjuk. Ini membuat Roman hebat dalam mengamati ribuan galaksi sekaligus atau puluhan juta bintang dalam satu gambar."

NASA memperkirakan bahwa penglihatan inframerah Roman juga memungkinkan teleskop untuk melihat kembali ke alam semesta ketika usianya lebih dari 300 juta tahun. Padahal kekuatan utama Roman, menurut NASA(terbuka di tab baru), adalah ukuran bidang pandangnya.

Bidang pandang Roman's Wide Field Instrument 100 kali lebih besar dari paparan terluas Hubble. Oleh karena itu, Roman akan menghasilkan tampilan kosmos yang jauh lebih besar sambil menyamai resolusi inframerah Hubble yang jernih. Dalam lima tahun pertama operasinya, Roman akan mencitrakan langit malam 50 kali lebih banyak daripada yang dilakukan Hubble sejak tahun 1990. 

Meskipun Hubble masih dapat menangkap sesuatu yang tidak dapat disediakan oleh Romawi, pengamatan ultraviolet beresolusi tinggi, sehingga menunjukkan bahwa bahkan tertua dari ketiga 'mega-teleskop' ini sama sekali tidak dibuat usang oleh pendahulunya.

Ini akan memungkinkan Roman untuk melihat target dalam tampilan lapangan luasnya untuk ditindaklanjuti oleh Hubble dalam inframerah, dan untuk JWST untuk mendapatkan tampilan yang lebih jelas dan lebih dalam. 

"Menggabungkan temuan Teleskop Luar Angkasa Romawi dengan Hubble dan Webb dapat merevolusi pemahaman kita dalam banyak pencarian kosmik," kata NASA.

SUMBER DAYA TAMBAHAN

Inspirasi di balik Teleskop Antariksa Romawi Nancy Grace dan begitu banyak misi perintis NASA adalah kepala astronom pertamanya, Nancy Grace Roman. Anda dapat membaca tentang kehidupannya dengan kata-katanya sendiri dalam sebuah wawancara yang dilakukan sebelum kematiannya pada tahun 2018, selama serangkaian wawancara yang dia berikan dengan NASA.(terbuka di tab baru). 

Misi utama Teleskop Luar Angkasa Romawi Nancy Grace adalah penyelidikan energi gelap. Anda bisa mengetahui kekuatan misterius yang mendorong perluasan alam semesta ini, dengan sumber daya dari NASA ini(terbuka di tab baru). Uji keterampilan observasi Anda dengan game NASA's Roman Space Observer. 

DAFTAR REFERENSI

• The Nancy Grace Roman Space Telescope, NASA Goddard Space Flight Center, [Accessed 01/26/23], [https://roman.gsfc.nasa.gov/]
• The Nancy Grace Roman Space Telescope, NASA JPL, [Accessed 01/26/23], [https://www.jpl.nasa.gov/missions/the-nancy-grace-roman-space-telescope]