Teleskop Webb dan Hubble Bekerja Sama dalam Mencitrakan 'Mothra' dan Gugus 'Pohon Natal' yang Sangat Besar

Nov 10 2023

Gambar pankromatik mengungkapkan banyak galaksi dan area pelensaan gravitasi.

Kumpulan gugus galaksi yang baru saja dicitrakan.

Saat ini belum bulan Desember, namun NASA sudah berada dalam suasana meriah: teleskop luar angkasa Webb dan Hubble baru-baru ini memotret MACS0416, sepasang gugus galaksi yang bertabrakan 4,3 miliar tahun cahaya dari Bumi dan dihiasi dengan cahaya berkilauan.

Gambar tersebut menggabungkan cahaya tampak dan inframerah, yang masing-masing merupakan ruang kemudi Hubble dan Webb, untuk menciptakan pemandangan luas dari gugus-gugus yang bertabrakan. Pengamatan Webb diambil sebagai bagian dari program Prime Extragalactic Areas for Reionization and Lensing Science, atau PEARLS, dan data Hubble dikumpulkan sebagai bagian dari program Frontier Fields, yang dimulai pada tahun 2014.

“Kami membangun warisan Hubble dengan mendorong objek ke jarak yang lebih jauh dan lebih redup,” kata Rogier Windhorst, astronom di Arizona State University dan peneliti utama PEARLS, dalam rilis Space Telescope Science Institute . “Gambaran keseluruhan tidak akan menjadi jelas sampai Anda menggabungkan data Webb dengan data Hubble.”

Meskipun cahaya pada panjang gelombang tampak (mungkin jelas) berarti mata kita dapat melihatnya, cahaya inframerah adalah masalah lain. Webb dirancang untuk menggambarkan cahaya di luar ujung merah spektrum elektromagnetik, sehingga pengolah gambar Webb harus menetapkan panjang gelombang cahaya tampak ke sumber yang tidak terlihat. Dalam gambar baru ini, galaksi yang lebih biru lebih dekat dengan kita dan lebih mudah dilihat oleh Hubble, sedangkan galaksi yang lebih merah lebih jauh dan paling baik dilihat oleh Webb.

Meskipun Hubble telah beroperasi selama lebih dari 30 tahun, Webb baru memulai pencitraan sainsnya pada bulan Juli lalu. Anda dapat melihat beberapa gambar Webb terbaik dari tahun pertamanya di sini .

Dua makalah merinci aspek gambar. Salah satunya, diterbitkan di Astronomy and Astrophysics , menggambarkan “bintang monster yang sangat besar” yang dijuluki Mothra, diambil dari nama monster fiksi yang menonjol dalam franchise Godzilla . Makalah lainnya diterima untuk diterbitkan di The Astrophysical Journal dan saat ini disimpan di server pracetak arXiv ; yang bekerja merinci 14 objek sementara yang terlihat di gugus galaksi. Transien ini adalah objek yang kecerahannya bervariasi dari waktu ke waktu, menyebabkan segelintir warna berkelap-kelip di mata teleskop.

“Kami menamakan MACS0416 sebagai Gugus Galaksi Pohon Natal, karena warnanya yang begitu berwarna dan kerlap-kerlip cahaya yang kami temukan di dalamnya. Kita bisa melihat transien di mana-mana,” kata Haojing Yan, ahli astrofisika di Universitas Missouri di Columbia dan penulis utama salah satu makalah, dalam rilis yang sama.

Gambaran penuh galaksi, lengkap dengan coretan pelensaan gravitasi.

Dua belas transien yang terlihat terlalu redup dan merah untuk dilihat oleh Hubble, sehingga data Webb sangat penting dalam mendapatkan gambaran lapangan yang lebih lengkap. Para peneliti yakin dua transien lainnya adalah supernova—ledakan besar yang terjadi di akhir masa hidup sebuah bintang.

Bintang berjuluk Mothra ini terletak di sebuah galaksi yang ada sekitar tiga miliar tahun setelah Big Bang. Tim peneliti percaya bahwa bintang monster tersebut mungkin berada dalam sistem biner dengan bintang super raksasa lainnya, yang oleh tim tersebut dijuluki Godzilla. Mothra berukuran antara 10.000 dan satu juta kali massa Matahari kita, dan mungkin mengisyaratkan sifat materi gelap.

Dalam makalah mereka, tim menyatakan bahwa model materi gelap aksionik (yang berfokus pada sumbu, sebuah partikel teoretis yang dinamai deterjen ) konsisten dengan pengamatan mereka dalam rentang massa tertentu untuk sumbu tersebut. Awal tahun ini, kasus pelensaan gravitasi ekstrem lainnya memperkuat dugaan materi gelap aksionik .

Saat Webb dan Hubble melanjutkan penyelidikan mereka terhadap kosmos, pemahaman kita tentang materi gelap, evolusi alam semesta, dan berbagai objek penyusun kosmos akan semakin jelas. Data mereka—serta pengamatan teleskop lain, seperti Teleskop Luar Angkasa Euclid yang baru lahir —akan membantu kita memahami susunan kosmos.