Jagat Raya yang Menakjubkan
Begitu Misterius, namun Begitu Indah
SAAT ini, langit malam tampak sangat semarak berhiaskan permata. Tinggi di atas sana tampaklah Orion yang megah sedang bergerak, terlihat jelas pada malam di bulan Januari dari Anchorage, Alaska, hingga Cape Town, Afrika Selatan. Pernahkah Anda belakangan ini melihat dari dekat harta karun angkasa yang terdapat di rasi-rasi terkenal, seperti Orion? Para astronom meneropongnya belum lama ini dengan menggunakan Teleskop Ruang Angkasa Hubble yang baru-baru ini diperbaiki.
Tampaklah bentuk pedang dari ketiga bintang di sabuk Orion. Bintang buram di tengah-tengah pedang itu sebenarnya bukan bintang melainkan Nebula Orion yang terkenal, suatu objek yang sangat indah bahkan bila dilihat melalui teleskop kecil. Akan tetapi, cahayanya yang sangat lembut bukanlah rahasia pesonanya di mata para astronom profesional.
”Para astronom menyelidiki Nebula Orion serta banyak dari bintangnya yang masih muda karena ini merupakan kawasan terbesar dan paling aktif dari terbentuknya bintang-bintang di bagian dari Galaksi kita,” lapor Jean-Pierre Caillault dalam majalah Astronomy. Nebula tampak sebagai tempat persalinan kosmis! Pada waktu teleskop Hubble memotret Nebula Orion, dengan mengabadikan detail yang belum pernah dilihat sebelumnya, para astronom melihat bukan hanya bintang-bintang dan gas yang bercahaya melainkan apa yang dilukiskan Caillault sebagai ”objek-objek kecil berbentuk oval yang buram. Bintik-bintik cahaya oranye. Objek-objek ini menyerupai remah-remah makanan yang secara kebetulan terfoto”. Akan tetapi, para ilmuwan yakin bahwa sebaliknya daripada hasil kesalahan di kamar gelap, objek-objek ini adalah ”cakram protoplanet, proses pembentukan tata surya pada tahap awal yang dipandang dari jarak 1.500 tahun cahaya”. Apakah bintang-bintang—malahan, semua tata surya—yang sedang dibentuk pada saat ini adalah di dalam Nebula Orion? Banyak astronom percaya akan hal itu.
Dari Tempat Persalinan hingga ke Kuburan Bintang
Seraya Orion bergerak maju, secara tertib, ia tampaknya akan menghadapi rasi Taurus, si kerbau. Teleskop kecil akan menyingkapkan, dekat ujung dari tanduk selatan kerbau itu, seberkas cahaya redup. Itu disebut Nebula Kepiting dan bila menggunakan teleskop besar, itu akan tampak seperti sedang dalam proses meledak, seperti yang diperlihatkan pada halaman 9. Jika Nebula Orion adalah lokasi dari bintang-bintang yang baru terbentuk, maka Nebula Kepiting yang ada di sebelahnya mungkin adalah tempat kuburan dari bintang yang mengalami kematian akibat kekerasan yang sukar dibayangkan.
Bencana angkasa mungkin telah dicatat oleh para astronom Cina yang melukiskan sebuah ”Bintang Tamu” di Taurus yang tiba-tiba muncul pada tanggal 4 Juli 1054, dan bersinar begitu terang sehingga terlihat selama siang hari selama 23 hari. ”Selama beberapa minggu,” kata astronom Robert Burnham, ”bintang itu menyala dengan cahaya seperti dari kira-kira 400 juta matahari.” Para astronom menyebut bintang yang bunuh diri secara spektakuler semacam itu sebagai supernova. Bahkan sekarang, hampir seribu tahun setelah ledakan itu, pecahan ledakan itu berkejaran di ruang angkasa dengan kecepatan kira-kira 80 juta kilometer per hari.
Teleskop Ruang Angkasa Hubble telah berfungsi dalam bidang ini juga, meneropong ke dalam inti nebula dan menemukan ”detail di dalam Nebula Kepiting yang tidak pernah terpikirkan oleh para astronom”, menurut majalah Astronomy. Astronom Paul Scowen mengatakan bahwa penemuan-penemuan ”akan membuat para astronom teoretis mengernyitkan kening selama beberapa waktu di masa depan”.
Para astronom, seperti Robert Kirshner dari Harvard, percaya bahwa memahami sisa-sisa supernova seperti Nebula Kepiting sangat penting karena hal itu dapat digunakan untuk mengukur jarak ke galaksi-galaksi lain, yang akhir-akhir ini merupakan bidang yang diteliti secara intensif. Sebagaimana yang telah kita lihat, ketidaksetujuan berkenaan jarak ke galaksi-galaksi akhir-akhir ini telah menyulut perdebatan sengit berkenaan teori big bang mengenai penciptaan alam semesta.
Di luar Taurus, tetapi masih kelihatan di Belahan Bumi Utara di langit negara-negara barat pada bulan Januari, ada pijar yang lembut di rasi Andromeda. Pijar itu adalah galaksi Andromeda, objek yang paling jauh yang dapat dilihat oleh mata telanjang. Keajaiban Orion dan Taurus terdapat di serambi belakang kosmos kita—berjarak beberapa ribu tahun cahaya dari Bumi. Akan tetapi, kini kita memandang spiral besar yang jaraknya diperkirakan dua juta tahun cahaya yang terdiri dari bintang-bintang yang sedikit banyak mirip galaksi kita, Bima Sakti, tetapi bahkan lebih besar—kira-kira 180.000 tahun cahaya dari ujung ke ujung. Bila Anda memandang pijar yang lembut dari Andromeda, mata Anda akan melihat cahaya yang mungkin sudah berusia lebih dari dua juta tahun!
Dalam tahun-tahun belakangan ini, Margaret Geller dan yang lain-lain telah memulai program-program yang ambisius untuk memetakan seluruh galaksi di sekeliling kita dalam tiga dimensi, dan hasilnya telah menimbulkan pertanyaan-pertanyaan serius bagi teori big bang. Sebaliknya daripada melihat penyebaran galaksi yang merata di setiap arah, para kartografer kosmis menemukan ”permadani galaksi-galaksi” dalam suatu struktur seluas jutaan tahun cahaya. ”Bagaimana permadani itu ditenun dari materi yang hampir sama dari alam semesta yang baru jadi adalah salah satu dari pertanyaan yang paling mendesak dalam kosmologi,” menurut suatu laporan baru-baru ini dalam jurnal bergengsi Science.
Kita mulai malam ini dengan memandang langit pada malam hari pada bulan Januari ini dan langsung menemukan tidak hanya keindahan yang luar biasa tetapi juga pertanyaan dan misteri yang berhubungan dengan sifat sesungguhnya dan asal mula alam semesta. Bagaimana semua ini bermula? Bagaimana sehingga sekarang ada dalam tingkat yang kompleks? Apa yang akan terjadi atas keajaiban angkasa yang mengelilingi kita? Adakah yang dapat menjawabnya? Mari kita lihat.
[Kotak di hlm. 8]
Bagaimana Mereka Mengetahui Jaraknya?
Sewaktu para astronom memberi tahu kita bahwa galaksi Andromeda berjarak dua juta tahun cahaya, mereka sebenarnya memberi kita tebakan yang mendidik. Belum ada seorang pun yang telah menemukan suatu metode untuk secara langsung mengukur jarak yang di luar jangkauan pikiran. Jarak-jarak ke bintang yang sangat dekat, yang berjarak lebih-kurang 200 tahun cahaya, dapat diukur secara langsung melalui paralaks bintang dengan menggunakan trigonometri sederhana. Tetapi hal ini hanya berlaku untuk bintang-bintang yang begitu dekatnya dengan bumi sehingga bintang-bintang itu tampak bergerak sedikit seraya bumi mengelilingi matahari. Sebagian besar bintang, dan semua galaksi, jaraknya lebih jauh. Pada tahap itu yang digunakan hanyalah perkiraan. Bahkan bintang-bintang yang jaraknya relatif dekat, seperti Betelgeuse si maharaksasa merah yang terkenal di Orion, juga hanya menggunakan perkiraan, dengan jarak yang diperkirakan berkisar dari 300 hingga lebih dari 1.000 tahun cahaya. Karena itu, tidaklah mengherankan jika ada ketidaksetujuan di antara para astronom sehubungan dengan jarak galaksi, yang jaraknya satu juta kali lebih besar.
[Kotak di hlm. 8]
Supernova, Pulsar, dan Lubang Hitam
Di tengah-tengah Nebula kepiting terletak salah satu benda teraneh di alam semesta yang kita kenal. Menurut para ilmuwan, bangkai yang sangat kecil dari bintang yang mati, yang dimampatkan menjadi kepadatan yang luar biasa, berputar pada kuburannya dengan kecepatan 30 kali per detik, mengirimkan pancaran gelombang radio yang pertama kali dideteksi di bumi pada tahun 1968. Benda itu disebut pulsar, digambarkan sebagai sisa-sisa supernova yang berputar yang begitu dimampatkan sehingga elektron dan proton di dalam atom dari bintang yang mula-mula, ditekan bersamaan untuk menghasilkan neutron. Para ilmuwan mengatakan bahwa itu dulunya adalah bagian inti dari bintang maharaksasa seperti Betelgeuse atau Rigel di Orion. Pada waktu bintang itu meledak dan lapisan luarnya meletus menjadi ruang angkasa, yang tertinggal hanyalah inti yang menyusut, abu api yang masih membara, api nuklirnya sudah lama padam.
Bayangkan mengambil bintang sebesar dua kali matahari kita dan menekannya menjadi semacam bola yang berdiameter 15 hingga 20 kilometer! Bayangkan mengambil planet bumi dan menekannya hingga 120 meter. Enam belas sentimeter kubik dari materi ini mempunyai berat lebih dari 16 miliar ton.
Bahkan penjelasan sehubungan dengan materi yang dimampatkan ini tampaknya belum selesai. Jika kita hendak menekan bumi ini hingga sebesar kelereng, medan gravitasi bumi akhirnya akan menjadi begitu kuat sehingga cahaya pun tidak akan dapat lepas. Pada tahap ini bumi kita yang sangat kecil akan tampak hilang di dalam apa yang disebut lubang hitam. Meskipun kebanyakan astronom percaya adanya lubang hitam, hal itu masih belum terbukti ada, dan lubang hitam rupanya tidak sepopuler yang dipikirkan beberapa tahun yang lalu.
[Kotak di hlm. 10]
Apakah Warna-Warni Itu Asli?
Orang yang meneropong langit dengan menggunakan teleskop kecil sering merasa kecewa sewaktu pertama kali menemukan galaksi yang terkenal atau nebula. Mana warna-warni yang indah yang telah mereka lihat di foto? ”Warna-warni galaksi tidak dapat dilihat secara langsung oleh mata manusia, bahkan melalui teleskop terbesar yang ada,” kata astronom dan penulis sains Timothy Ferris, ”sebab cahayanya terlalu redup untuk menggerakkan saraf-saraf penerima warna dari retina.” Hal ini telah menyebabkan beberapa orang menyimpulkan bahwa warna-warni yang indah yang terlihat di foto-foto astronomi adalah palsu, hanya sekadar ditambahkan pada waktu memproses foto tersebut. Akan tetapi, hal itu tidak benar. ”Itu adalah warna-warni yang asli,” tulis Feris, ”dan foto-foto itu menunjukkan upaya terbaik dari para astronom untuk mereproduksinya secara akurat.”
Dalam bukunya Galaxies, Ferris menjelaskan bahwa foto dari objek-objek redup yang jauh, seperti galaksi-galaksi atau sebagian besar nebula, ”adalah lamanya pencahayaan yang diperoleh dengan membidikkan teleskop pada suatu galaksi dan membuka lempengan fotografi terhadap cahaya selama kira-kira beberapa jam ketika cahaya bintang masuk ke dalam emulsi fotografi. Sementara itu, sebuah mekanisme penggerak mengimbangi rotasi bumi dan menjaga agar teleskop selalu terbidik pada galaksi, sementara astronom, atau dalam beberapa kejadian menggunakan sebuah sistem penuntun otomatis, membuat perbaikan yang sangat cermat.”
[Bagan/Gambar di hlm. 7]
(Untuk keterangan lengkap, lihat publikasinya)
1 Rasi Orion, pemandangan yang umum di langit di seluruh dunia pada bulan Januari
2 Nebula Orion, foto jarak dekat yang memesonakan dari ”bintang” buram
3 Bagian sebelah dalam Nebula Orion—tempat persalinan kosmis?
[Keterangan]
#2: Foto Astro - Oakview, CA
#3: C. R. O‘Dell/Rice University/foto NASA
[Gambar di hlm. 9]
Galaksi Andromeda, objek yang paling jauh yang dapat dilihat oleh mata telanjang. Kecepatan rotasinya tampaknya tidak sesuai dengan hukum gravitasi Newton dan menimbulkan pertanyaan tentang materi hitam yang tidak dapat dilihat oleh teleskop
[Keterangan]
Foto Astro - Oakview, CA
[Gambar di hlm. 9]
Nebula Kepiting di Taurus—kuburan bintang?
[Keterangan]
Bill dan Sally Fletcher
[Gambar di hlm. 10]
Atas: Galaksi Cartwheel (Sais Kereta). Sebuah galaksi yang lebih kecil bertabrakan dengannya, menjadi miring, dan meninggalkan pada lintasannya cincin biru yang terdiri dari miliaran bintang yang baru terbentuk di seputar galaksi Cartwheel
[Keterangan]
Kirk Borne (ST Scl), dan NASA
Bawah: Nebula ”Cat’s Eye” (Mata Kucing). Pengaruh dari dua bintang yang mengorbit satu sama lain paling mudah menjelaskan strukturnya yang rumit
[Keterangan]
J. P. Harrington dan K. J. Borkowski (University of Maryland), dan NASA