Judul Kotak Penelitian
Salah satu gambar paling ikonik dari Teleskop Luar Angkasa Hubble adalah Bidang Ultra Dalam Hubble , yang menyingkap berbagai galaksi di seluruh alam semesta, membentang kembali ke dalam beberapa ratus juta tahun Big Bang. Hubble mengintip di satu bidang langit yang tampaknya kosong selama ratusan jam mulai bulan September 2003, dan astronom mengungkap permadani galaksi di 2004, dengan lebih banyak observasi di tahun-tahun berikutnya.
Teleskop Luar Angkasa Nancy Grace Roman NASA yang akan datang akan dapat memotret setidaknya area langit 100 kali lebih besar dari Hubble dengan ketajaman tajam yang sama. Di antara banyak pengamatan yang akan dimungkinkan oleh pandangan luas kosmos ini, para astronom sedang mempertimbangkan kemungkinan dan potensi ilmiah “medan ultra-dalam” Teleskop Luar Angkasa Romawi. Pengamatan semacam itu dapat mengungkapkan wawasan baru tentang subjek mulai dari pembentukan bintang selama masa muda alam semesta hingga cara galaksi berkumpul bersama di ruang angkasa.
Roman akan memungkinkan sains baru di semua bidang astrofisika, dari tata surya ke tepi alam semesta yang dapat diamati. Sebagian besar waktu pengamatan Romawi akan didedikasikan untuk survei di petak-petak luas langit. Namun, beberapa waktu pengamatan juga akan tersedia bagi komunitas astronomi umum untuk meminta proyek lain. Bidang ultra-dalam Romawi bisa sangat bermanfaat bagi komunitas ilmiah, kata para astronom.
“Sebagai konsep sains komunitas, mungkin ada hasil sains yang menarik dari pengamatan lapangan ultra-dalam oleh Roma. Kami ingin melibatkan komunitas astronomi untuk memikirkan cara-cara di mana mereka dapat memanfaatkan kemampuan Roman, ”kata Anton Koekemoer dari Space Telescope Science Institute di Baltimore, Maryland. Koekemoer mempresentasikan gagasan medan ultra-dalam Romawi pada pertemuan 237 American Astronomical Society, atas nama sekelompok astronom yang mencakup lebih dari 30 institusi.
Sebagai contoh, bidang ultra-dalam Romawi dapat mirip dengan Hubble Ultra Deep Field – melihat ke satu arah selama beberapa ratus jam untuk membuat gambar yang sangat detail dari objek yang sangat samar dan jauh. Namun sementara Hubble menangkap ribuan galaksi dengan cara ini, Roman mengumpulkan jutaan. Hasilnya, ini akan memungkinkan sains baru dan sangat meningkatkan pemahaman kita tentang alam semesta.
Struktur dan Sejarah Alam Semesta
Mungkin yang paling menarik adalah kemungkinan mempelajari alam semesta paling awal, yang berhubungan dengan galaksi-galaksi terjauh. Galaksi-galaksi itu juga yang paling langka: misalnya, hanya segelintir yang terlihat di Bidang Ultra Dalam Hubble.
Berkat bidang pandang Romawi yang luas dan data inframerah-dekat kualitas serupa dengan Hubble, ia dapat menemukan ratusan, atau mungkin ribuan, galaksi termuda dan terjauh ini, yang tersebar di antara jutaan galaksi lain. Itu akan memungkinkan para astronom mengukur bagaimana mereka berkelompok di ruang angkasa serta usia mereka dan bagaimana bintang mereka terbentuk.
“Roman juga akan menghasilkan sinergi yang kuat dengan teleskop saat ini dan masa depan. di darat dan di luar angkasa, termasuk NASA James Webb Space Telescope dan lainnya, ”kata Koekemoer.
Bergerak maju dalam waktu kosmik, Romawi akan mengambil galaksi tambahan yang ada sekitar 800 jutaan hingga 1 miliar tahun setelah big bang. Pada saat itu, galaksi-galaksi baru mulai berkelompok menjadi kelompok-kelompok di bawah pengaruh materi gelap. Sementara para peneliti telah mensimulasikan proses pembentukan struktur skala besar ini, medan ultra-dalam Romawi akan memberikan contoh dunia nyata untuk menguji simulasi tersebut.
Pembentukan Bintang Selama Waktu Kosmik
Alam semesta awal juga mengalami badai api dari pembentukan bintang. Bintang-bintang dilahirkan dengan kecepatan ratusan kali lebih cepat dari yang kita lihat sekarang. Secara khusus, para astronom sangat ingin mempelajari “fajar kosmik” dan “siang kosmik”, yang bersama-sama mencakup waktu 500 jutaan hingga 3 miliar tahun setelah peristiwa besar. bang saat sebagian besar pembentukan bintang terjadi, serta saat lubang hitam supermasif paling aktif.
“Karena bidang pandang Roman begitu besar, itu akan mengubah permainan. Kami dapat mengambil sampel tidak hanya satu lingkungan dalam bidang pandang yang sempit, tetapi juga berbagai lingkungan yang ditangkap oleh pandangan mata lebar Roman. Ini akan memberi kita pemahaman yang lebih baik tentang di mana dan kapan pembentukan bintang terjadi, ”jelas Sangeeta Malhotra dari Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Maryland. Malhotra adalah rekan penyelidik di tim investigasi sains Romawi yang bekerja pada fajar kosmik, dan telah memimpin program yang melakukan spektroskopi mendalam dengan Hubble, untuk mempelajari tentang jauh, galaksi muda.
Para astronom sangat ingin mengukur laju pembentukan bintang di zaman yang jauh ini, yang dapat memengaruhi berbagai faktor seperti jumlah elemen berat yang diamati. Laju pembentukan bintang mungkin tergantung pada apakah sebuah galaksi berada dalam gugus besar atau tidak. Roman akan mampu mengambil spektrum samar yang akan menunjukkan “sidik jari” yang berbeda dari elemen-elemen ini, dan memberikan jarak akurat (disebut pergeseran merah) galaksi.
“Pakar populasi mungkin bertanya , perbedaan apa yang ada antara orang yang tinggal di kota besar, dengan mereka yang tinggal di pinggiran kota, atau daerah pedesaan? Demikian pula, seperti yang bisa kita tanyakan kepada astronom, apakah galaksi yang paling aktif membentuk bintang hidup di wilayah yang sangat berkerumun, atau hanya di tepi cluster, atau apakah mereka hidup dalam isolasi? ” Kata Malhotra.
Big Data dan Pembelajaran Mesin
Salah satu tantangan terbesar dari misi Romawi adalah belajar bagaimana menganalisis kelimpahan informasi ilmiah dalam kumpulan data publik yang akan dihasilkannya. Dalam arti tertentu, Roman akan menciptakan peluang baru tidak hanya dalam hal cakupan langit, tetapi juga dalam penggalian data.
Bidang ultra-dalam Romawi akan berisi informasi tentang jutaan galaksi – terlalu banyak untuk dipelajari oleh para peneliti satu per satu. Pembelajaran mesin — suatu bentuk kecerdasan buatan — akan dibutuhkan untuk memproses database yang sangat besar. Meskipun ini merupakan tantangan, ini juga menawarkan peluang. “Anda dapat menjelajahi pertanyaan yang benar-benar baru yang sebelumnya tidak dapat Anda tangani,” kata Koekemoer.
“Potensi penemuan yang dimungkinkan oleh kumpulan data besar dari misi Romawi dapat mengarah pada terobosan dalam pemahaman kita tentang alam semesta, melampaui apa yang mungkin kita bayangkan saat ini, ”tambah Koekemoer. “Itu bisa menjadi warisan Romawi yang abadi bagi komunitas ilmiah: tidak hanya dalam menjawab pertanyaan sains yang kami pikir dapat kami tangani, tetapi juga pertanyaan baru yang belum kami pikirkan.”
