Desain teleskop persegi panjang bisa menjadi awal dari perburuan Bumi 2.0

DNVN - Para ilmuwan sedang mengembangkan model teleskop persegi panjang, yang menjanjikan pembukaan era baru dalam pencarian "Bumi 2.0" (istilah untuk planet di luar Tata Surya yang memiliki kondisi serupa dengan Bumi dan mampu mendukung kehidupan).

Pencarian planet mirip Bumi telah lama menjadi tantangan besar dalam astronomi, karena kecerahan bintang yang luar biasa membuat mereka hampir sepenuhnya tertutup. Desain teleskop tradisional tidak mampu memenuhi kebutuhan tersebut. Namun, sebuah ide berani dengan teleskop inframerah persegi panjang baru saja diajukan, yang menjanjikan untuk mengatasi hambatan ini dan membantu manusia mengungkap puluhan planet potensial dalam rentang 30 tahun cahaya, membuka jalan bagi pencarian tanda-tanda kehidupan alien.

Bumi adalah satu-satunya planet yang kita ketahui yang mendukung kehidupan. Semua kehidupan di planet biru ini bergantung pada air cair untuk mendukung reaksi kimia esensial. Organisme bersel tunggal yang sederhana telah ada hampir selama Bumi, tetapi organisme multiseluler yang lebih kompleks membutuhkan waktu sekitar 3 miliar tahun untuk berevolusi. Sementara itu, manusia baru ada dalam sebagian kecil sejarah planet ini, kurang dari sepersepuluh ribu usia Bumi.

Linimasa ini menunjukkan bahwa kehidupan mungkin tidak langka di planet-planet dengan air cair. Namun, makhluk cerdas yang mampu menjelajahi alam semesta mungkin sangat langka. Jika umat manusia ingin mencari kehidupan di luar Bumi, pendekatan yang paling mungkin adalah dengan mengamatinya secara langsung melalui observasi planet.

Desain konseptual untuk teleskop antariksa persegi panjang, yang dimodelkan berdasarkan Teleskop Antariksa Refraktif Interferometer Digital (DICER), sebuah observatorium antariksa inframerah hipotetis, dan Teleskop Antariksa James Webb. Kredit: Leaf Swordy/Institut Politeknik Rensselaer.

Ruang angkasa itu luas, dan hukum fisika mencegah perjalanan atau komunikasi yang melebihi kecepatan cahaya. Oleh karena itu, hanya bintang-bintang terdekat dengan Matahari yang dapat dipelajari dalam rentang hidup manusia, bahkan dengan wahana robotik. Dari semua bintang tersebut, target yang paling menjanjikan adalah bintang-bintang yang ukuran dan suhunya serupa dengan Matahari, karena bintang-bintang tersebut telah ada cukup lama dan cukup stabil untuk mengembangkan kehidupan kompleks.

Para astronom kini telah mengidentifikasi sekitar 60 bintang mirip Matahari dalam jarak 30 tahun cahaya dari Bumi. Planet-planet yang mengorbit bintang-bintang tersebut, dengan ukuran dan suhu yang serupa dengan Bumi—dan dapat mendukung keberadaan daratan dan air—dianggap sebagai kandidat terbaik untuk menemukan kehidupan.

Memisahkan citra eksoplanet mirip Bumi dari silau bintang induknya merupakan tantangan besar. Bahkan dalam kondisi ideal, sebuah bintang sejuta kali lebih terang daripada sebuah planet. Jika keduanya tercampur, deteksi planet menjadi mustahil.

Menurut teori optik, resolusi maksimum teleskop bergantung pada ukuran cermin dan panjang gelombang cahaya. Planet-planet dengan air cair memancarkan cahaya paling terang pada panjang gelombang sekitar 10 mikron – selebar rambut tipis manusia dan 20 kali panjang gelombang cahaya tampak. Pada panjang gelombang ini, teleskop perlu mengumpulkan cahaya pada jarak minimal 20 meter agar memiliki resolusi yang cukup untuk memisahkan Bumi dari Matahari, yang berjarak 30 tahun cahaya.

Lebih lanjut, teleskop harus ditempatkan di luar angkasa, karena atmosfer Bumi mengaburkan gambar. Teleskop luar angkasa terbesar saat ini – Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) – memiliki diameter cermin 6,5 meter, tetapi peluncuran dan pengoperasiannya sangat sulit.

Karena penyebaran teleskop ruang angkasa 20 meter saat ini berada di luar kemampuan teknologi, para ilmuwan telah mencoba beberapa opsi. Salah satu solusinya adalah meluncurkan beberapa teleskop kecil dan menjaga jarak yang tepat di antara mereka untuk mensimulasikan cermin raksasa. Namun, mempertahankan posisi yang tepat hingga seukuran molekul saat ini mustahil.

Pendekatan lain adalah menggunakan panjang gelombang cahaya yang lebih pendek, sehingga memungkinkan penggunaan teleskop yang lebih kecil. Namun, dalam rentang cahaya tampak, bintang seperti Matahari 10 miliar kali lebih terang daripada Bumi, sehingga mustahil untuk menghalangi cahaya bintang yang cukup untuk mengungkap planet tersebut, meskipun resolusinya pada prinsipnya memungkinkan.

Ide lain adalah menggunakan "starshield" – sebuah pesawat ruang angkasa berdiameter puluhan meter yang terbang puluhan ribu kilometer jauhnya dari teleskop untuk menghalangi cahaya bintang tetapi membiarkan cahaya planet masuk. Namun, hal ini membutuhkan peluncuran dua pesawat ruang angkasa dan pengeluaran bahan bakar yang sangat besar untuk memindahkan perisai ke lokasi baru.

Dalam studi baru ini, para ilmuwan mengusulkan desain yang lebih layak: teleskop inframerah dengan cermin persegi panjang berukuran 1 x 20 meter, alih-alih cermin melingkar 6,5 meter seperti yang digunakan JWST. Beroperasi pada panjang gelombang 10 mikron, instrumen ini akan memisahkan cahaya bintang dan cahaya planet di sepanjang sumbu panjang cermin. Dengan memutar cermin, para astronom dapat mengamati planet di posisi mana pun di sekitar bintang induk.

Desain ini diperkirakan mampu mendeteksi separuh planet mirip Bumi yang mengorbit bintang mirip Matahari dalam waktu kurang dari tiga tahun. Meskipun diperlukan peningkatan dan pengoptimalan teknis lebih lanjut, model ini tidak membutuhkan teknologi di luar kemampuan yang ada saat ini – sebuah perbedaan dari banyak ide pionir lainnya.

Jika rata-rata setiap bintang mirip Matahari memiliki planet mirip Bumi, maka dengan desain teleskop ini kita seharusnya dapat mendeteksi sekitar 30 planet potensial dalam radius 30 tahun cahaya. Penelitian lebih lanjut akan difokuskan pada penentuan atmosfer mereka, untuk mencari tanda-tanda oksigen – sebuah indikator kehidupan fotosintesis.

Untuk kandidat yang paling menjanjikan, misi eksplorasi dapat dikerahkan untuk mengirimkan kembali citra permukaan planet. Desain teleskop persegi panjang ini menjanjikan jalur terpendek untuk menemukan "planet saudara" kita – Bumi 2.0.

La Khe (Menurut ScienceAlert)

Source: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/thiet-ke-kinh-vien-vong-hinh-chu-nhat-co-the-mo-ra-ky-nguyen-san-tim-trai-dat-2-0/20250902082651458