Astronomi Radio: Sebuah Perspektif Baru dalam Ilmu Astronomi

Astronomi radio adalah salah satu cabang ilmu astronomi yang relatif muda dibandingkan bidang astronomi lainnya. Cabang ini berfokus pada pengamatan dan pemahaman objek-objek langit melalui panjang gelombang radio. Para astronom menggunakan teleskop radio untuk mengumpulkan dan menganalisis informasi yang dipancarkan oleh objek-objek langit dalam bentuk gelombang radio.

Gelombang radio termasuk dalam spektrum gelombang elektromagnetik, dan memiliki panjang gelombang yang paling panjang, berkisar dari beberapa sentimeter hingga puluhan meter. Ukuran panjang gelombang ini memungkinkan gelombang radio untuk merambat di ruang angkasa tanpa terhalang oleh debu dan gas antarbintang. Hal ini memudahkan para astronom untuk mengamati objek-objek langit yang tersembunyi di balik materi-materi tersebut.

Gelombang radio dihasilkan saat partikel bermuatan terperangkap dalam medan magnet objek langit, bergerak dengan kecepatan tinggi. Hampir semua objek langit, seperti bintang, galaksi, pulsar, quasar, supernova, nebula, lubang hitam, bintang neutron, bahkan planet dan komet, memancarkan gelombang radio.

Ini adalah citra black hole raksasa yang dinamakan SS 433. Citra ini diambil dalam panjang gelombang radio. Sumber: public.nrao.edu.

SEJARAH AWAL DAN PENEMUAN PENTING DALAM ASTRONOMI RADIO

Setelah Heinrich Hertz menemukan gelombang radio pada tahun 1888, para ilmuwan mulai menyadari potensi penggunaan gelombang ini untuk mempelajari alam semesta. Namun, terobosan besar dalam astronomi radio baru terjadi pada tahun 1932, ketika Karl G. Jansky, seorang insinyur di Bell Laboratories, menemukan sinyal statik misterius yang mengganggu komunikasi suara gelombang pendek transatlantik. Setelah berbulan-bulan observasi, Jansky menyimpulkan bahwa sinyal tersebut berasal dari luar Tata Surya, menandai awal dari astronomi radio.

Karl G. Jansky. Sumber: www.roadsideamerica.com.

Pada tahun 1947, Sir Bernard Lovell membangun teleskop radio besar pertama di Jodrell Bank, Inggris. Penemuan penting lainnya adalah radiasi latar kosmik (CMB) pada tahun 1965 oleh Arno Penzias dan Robert Wilson, yang memperkuat posisi astronomi radio sebagai metode utama untuk memahami alam semesta.

Lovell saat berada di Jodrell Bank pada tahun 1964. Sumber: www.independent.co.uk.

Pada tahun 1967, Jocelyn Bell membuat penemuan penting lainnya ketika ia menangkap sinyal radio aneh yang berdenyut 30 kali per detik, yang kemudian diidentifikasi sebagai pulsar—bintang neutron yang sangat padat, berotasi cepat, dan memancarkan energi besar dalam bentuk gelombang radio. Selain itu, pengamatan radio telah mengungkapkan objek-objek eksotis seperti quasar, galaksi radio, dan fenomena astronomi lainnya yang tidak bisa dilihat dengan mata telanjang atau bahkan dengan teleskop optik.

Jocelyn Bell. Sumber: spacecenter.org.

TEKNIK INTERFEROMETRI DALAM ASTRONOMI RADIO

Salah satu teknik penting dalam astronomi radio adalah interferometri, yaitu penggunaan dua atau lebih teleskop yang ditempatkan terpisah untuk mengamati objek yang sama. Data dari setiap teleskop kemudian digabungkan untuk meningkatkan resolusi gambar yang dihasilkan. Teknik ini memungkinkan pengamatan dengan detail yang lebih tinggi daripada teleskop radio tunggal.

ALMA di Chile. Sumber: Clem & Adri Bacri-Normier (www.wingsforscience.com) / www.almaobservatory.org.

Berikut adalah cara kerja interferometri:

• Pengukuran Waktu Kedatangan Sinyal: Setiap teleskop mengukur perbedaan waktu kedatangan gelombang radio dari objek yang sama. Perbedaan ini kemudian dihitung dan digunakan untuk menghasilkan gambar dengan resolusi lebih tinggi.
• Penggabungan Data: Data dari berbagai teleskop dikorelasikan dengan komputer untuk menghasilkan gambar akhir dengan resolusi tinggi.

VLA di New Mexico, Amerika Serikat. Sumber: public.nrao.edu.

Beberapa proyek besar yang menggunakan teknik interferometri meliputi:

• Square Kilometer Array (SKA): Menggunakan ribuan antena radio yang tersebar di Australia dan Afrika Selatan untuk menciptakan gambar dengan resolusi dan sensitivitas tinggi.
• Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA): Menggunakan 66 antena di gurun Atacama, Chile, untuk pengamatan frekuensi milimeter dan submilimeter.
• Very Large Array (VLA): Terdiri dari 27 antena di New Mexico, Amerika Serikat, VLA memungkinkan pengamatan dengan resolusi tinggi pada berbagai konfigurasi.
• Low Frequency Array (LOFAR): Menggunakan ribuan antena di seluruh Eropa untuk pengamatan pada frekuensi radio rendah dan sangat rendah.

Teknik interferometri merupakan alat penting dalam astronomi radio yang memungkinkan para ilmuwan menjelajahi alam semesta dengan detail luar biasa. Metode ini telah memberikan wawasan berharga tentang berbagai objek di luar angkasa serta memainkan peran krusial dalam penelitian astronomi modern.