Teleskop Luar Angkasa Hubble: Astronom Bagikan 17 Foto Luar Angkasa Terbaik

Dalam fitur khusus ini, kami telah mengundang para astronom top untuk memilih sendiri gambar Teleskop Luar Angkasa Hubble yang memiliki relevansi paling ilmiah bagi mereka. Gambar yang mereka pilih tidak selalu berupa foto-foto kejayaan warna-warni yang mengisi galeri "terbaik" yang tak terhitung jumlahnya di internet, tetapi dampaknya datang pada wawasan ilmiah yang mereka ungkapkan.

Bukit Tanya, Museum Victoria

Objek astronomi favorit saya sepanjang masa adalah Nebula Orion - awan gas yang indah dan berdekatan yang secara aktif membentuk bintang. Saya adalah seorang siswa sekolah menengah ketika saya pertama kali melihat nebula melalui teleskop kecil dan itu memberi saya rasa prestasi untuk secara manual mengarahkan teleskop ke arah yang benar dan, setelah sedikit berburu, untuk akhirnya melacaknya di langit (tidak ada tombol "masuk" otomatis pada teleskop itu).

Tentu saja, apa yang saya lihat pada malam yang lama itu adalah awan gas yang luar biasa halus dan tipis berwarna hitam dan putih. Salah satu hal indah yang dilakukan Hubble adalah mengungkapkan warna-warna alam semesta. Dan gambar Nebula Orion ini, adalah kesempatan terbaik kita untuk membayangkan seperti apa jadinya jika kita bisa pergi ke sana dan melihatnya dari dekat.

Begitu banyak gambar Hubble telah menjadi ikon, dan bagi saya, kegembiraannya adalah melihat gambar-gambarnya yang indah menyatukan ilmu pengetahuan dan seni dengan cara yang melibatkan masyarakat. Pintu masuk ke kantor saya, menampilkan salinan besar gambar ini yang ditempel di dinding selebar 4 m dan tinggi 2,5 m. Saya dapat memberi tahu Anda, ini cara yang bagus untuk memulai setiap hari kerja.

Michael Brown, Universitas Monash

Dampak fragmen Comet Shoemaker Levy 9 dengan Jupiter pada Juli 1994 adalah pertama kalinya para astronom mendapat peringatan dini tentang tabrakan planet. Banyak teleskop dunia, termasuk Hubble yang baru saja diperbaiki, mengalihkan pandangan mereka ke planet raksasa.

Tabrakan komet juga merupakan pengalaman profesional pertama saya dalam astronomi pengamatan. Dari sebuah kubah dingin di Gunung Stromlo, kami berharap dapat melihat bulan-bulan Jupiter memantulkan cahaya dari pecahan komet yang menabrak sisi jauh Jupiter. Sayangnya, kami tidak melihat kilatan cahaya dari bulan-bulan Jupiter.

Namun, Hubble mendapatkan pandangan yang menakjubkan dan tidak terduga. Dampak di sisi jauh Yupiter menghasilkan bulu-bulu yang naik begitu jauh di atas awan Yupiter sehingga mereka secara singkat terlihat dari Bumi.

Ketika Yupiter berputar pada sumbunya, tampak bekas-bekas gelap yang besar. Setiap bekas luka adalah hasil dari dampak fragmen komet, dan beberapa bekas luka berdiameter lebih besar dari bulan kita. Bagi para astronom di seluruh dunia, itu adalah pemandangan yang menakjubkan.

William Kurth, Universitas Iowa

Pasangan gambar ini menunjukkan pertunjukan cahaya ultraviolet aurora yang spektakuler yang terjadi di dekat kutub utara Saturnus pada tahun 2013. Kedua gambar diambil hanya dalam waktu 18 jam, tetapi menunjukkan perubahan dalam kecerahan dan bentuk aurora. Kami menggunakan gambar-gambar ini untuk lebih memahami seberapa besar dampak angin matahari pada aurora.

Kami menggunakan foto-foto Hubble seperti ini yang diperoleh oleh rekan-rekan astronom saya untuk memantau aurora saat menggunakan pesawat ruang angkasa Cassini, di orbit di sekitar Saturnus, untuk mengamati emisi radio yang terkait dengan lampu. Kami dapat menentukan bahwa kecerahan aurora berkorelasi dengan intensitas radio yang lebih tinggi.

Oleh karena itu, saya dapat menggunakan pengamatan radio terus menerus Cassini untuk memberi tahu saya apakah aurora aktif atau tidak, walaupun kita tidak selalu memiliki gambar untuk dilihat. Ini adalah upaya besar termasuk banyak penyelidik Cassini dan astronom berbasis Bumi.

John Clarke, Universitas Boston

Gambar ultraviolet jauh dari aurora utara Jupiter ini menunjukkan peningkatan yang mantap dalam kemampuan instrumen ilmiah Hubble. Gambar Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) menunjukkan, untuk pertama kalinya, berbagai emisi auroral yang baru saja kami pahami.

Kamera Wide Field Planetary Camera 2 (WFPC2) sebelumnya telah menunjukkan bahwa emisi auroral Jupiter berputar dengan planet ini, daripada diperbaiki dengan arah ke matahari, sehingga Jupiter tidak berperilaku seperti Bumi.

Kami tahu bahwa ada aurora dari arus mega-ampere yang mengalir dari Io di sepanjang medan magnet ke Jupiter, tetapi kami tidak yakin ini akan terjadi dengan satelit lain. Sementara ada banyak gambar ultraviolet dari Jupiter yang diambil dengan STIS, saya suka yang ini karena ini dengan jelas menunjukkan emisi auroral dari jejak magnetik bulan Jupiter, Io, Europa, dan Ganymede, dan emisi Io jelas menunjukkan ketinggian tirai auroral. Bagi saya itu terlihat tiga dimensi.

Fred Watson, Observatorium Astronomi Australia

Perhatikan baik-baik gambar-gambar planet kerdil ini, Pluto, yang menunjukkan detail pada batas ekstrim kemampuan Hubble. Beberapa hari dari sekarang, mereka akan menjadi topi tua, dan tidak ada yang akan repot-repot memandang mereka lagi.

Mengapa? Karena pada awal Mei, pesawat ruang angkasa New Horizons akan cukup dekat dengan Pluto sehingga kameranya dapat mengungkapkan detail yang lebih baik, saat pesawat mendekati pertemuan 14 Juli.

Namun rangkaian gambar ini - yang berasal dari awal tahun 2000-an - telah memberikan wawasan terbaik kepada para ilmuwan planet saat ini, warna-warna beraneka ragam yang mengungkapkan variasi halus dalam kimia permukaan Pluto. Daerah kekuningan yang menonjol pada gambar tengah, misalnya, memiliki kelebihan karbon monoksida beku. Mengapa itu tidak diketahui?

Gambar Hubble semakin luar biasa mengingat bahwa Pluto hanya 2/3 diameter bulan kita sendiri, tetapi hampir 13.000 kali lebih jauh.

Chris Tinney, Universitas New South Wales

Saya pernah menyeret istri saya ke kantor saya untuk dengan bangga menunjukkan kepadanya hasil beberapa pengamatan pencitraan yang dilakukan di Teleskop Anglo-Australia dengan (dan) yang baru dan (kemudian) pencitraan piksel 8,192 x 8,192 yang canggih. Gambar-gambar itu begitu besar, mereka harus dicetak pada beberapa halaman A4, dan kemudian disatukan untuk membuat peta hitam-putih besar dari sekelompok galaksi yang menutupi seluruh dinding.

Saya merasa hancur ketika dia melihat sekali dan berkata: "Sepertinya jamur."

Yang hanya menunjukkan ilmu terbaik tidak selalu tercantik.

Pilihan saya untuk gambar terhebat dari HST adalah gambar hitam putih dari tahun 2012 yang juga “mirip cetakan”. Tapi terkubur di jantung gambar adalah titik samar yang tampaknya biasa-biasa saja. Namun itu mewakili deteksi dikonfirmasi dari contoh terdingin dari katai coklat kemudian ditemukan. Sebuah objek yang bersembunyi kurang dari 10 parsec (32,6 tahun cahaya) jauhnya dari matahari dengan suhu sekitar 350 Kelvin (77 derajat Celcius) - lebih dingin dari secangkir teh!

Dan sampai hari ini ia tetap menjadi salah satu benda kompak terdingin yang kami deteksi di luar tata surya kita.

Lucas Macri, Universitas A&M Texas

Pada tahun 2004, saya adalah bagian dari tim yang menggunakan Advanced Camera for Surveys (ACS) yang baru saja diinstal pada Hubble untuk mengamati wilayah kecil dari piringan galaksi spiral terdekat (Messier 106) pada 12 kesempatan terpisah dalam 45 hari. Pengamatan ini memungkinkan kami untuk menemukan lebih dari 200 variabel Cepheid, yang sangat berguna untuk mengukur jarak ke galaksi dan akhirnya menentukan tingkat ekspansi alam semesta (tepat disebut konstanta Hubble).

Metode ini membutuhkan kalibrasi luminositas Cepheid yang tepat, yang dapat dilakukan di Messier 106 berkat estimasi jarak yang sangat tepat dan akurat ke galaksi ini (24,8 juta tahun cahaya, memberi atau menerima 3%) yang diperoleh melalui pengamatan radio terhadap air awan yang mengorbit lubang hitam besar di pusatnya (tidak termasuk dalam gambar).

Beberapa tahun kemudian, saya terlibat dalam proyek lain yang menggunakan pengamatan ini sebagai langkah pertama dalam tangga jarak kosmik yang kuat dan menentukan nilai konstanta Hubble dengan ketidakpastian total 3%.

Howard Bond, Universitas Negeri Pennsylvania

Salah satu gambar yang paling membuat saya bersemangat - meskipun tidak pernah menjadi terkenal - adalah yang pertama dari gema cahaya di sekitar bintang peledak aneh V838 Monocerotis. Letusannya ditemukan pada Januari 2002, dan gema cahayanya ditemukan sekitar sebulan kemudian, keduanya dari teleskop kecil berbasis darat.

Meskipun cahaya dari ledakan bergerak langsung ke Bumi, ia juga keluar ke samping, memantulkan debu di dekatnya, dan tiba di Bumi kemudian, menghasilkan "gema."

Astronaut telah melayani Hubble pada Maret 2002, memasang Advanced Camera for Surveys (ACS) yang baru. Pada bulan April, kami adalah salah satu yang pertama menggunakan ACS untuk pengamatan sains.

Saya selalu suka berpikir bahwa NASA entah bagaimana tahu bahwa cahaya dari V838 sedang dalam perjalanan menuju kita dari 20.000 tahun cahaya, dan memasang ACS tepat pada waktunya! Gambar itu, bahkan hanya dalam satu warna, sangat mengagumkan. Kami memperoleh lebih banyak pengamatan Hubble dari gema selama dekade berikutnya, dan mereka adalah beberapa yang paling spektakuler dari semuanya, dan SANGAT terkenal, tetapi saya masih ingat terpesona ketika saya melihat yang pertama ini.

Philip Kaaret, Universitas Iowa

Galaksi membentuk bintang. Beberapa dari bintang-bintang itu mengakhiri kehidupan "normal" mereka dengan jatuh ke lubang hitam, tetapi kemudian memulai kehidupan baru ketika penghasil sinar-X yang kuat yang ditenagai oleh gas menyedot bintang pendamping.

Saya memperoleh gambar Hubble ini (berwarna merah) dari galaksi Medusa untuk lebih memahami hubungan antara biner sinar-X lubang hitam dan pembentukan bintang. Penampilan yang mencolok dari Medusa muncul karena tabrakan antara dua galaksi - "rambut" adalah sisa-sisa satu galaksi yang terkoyak oleh gravitasi galaksi lainnya. Warna biru pada gambar menunjukkan sinar-X, dicitrakan dengan Chandra X-ray Observatory. Titik-titik biru adalah binari lubang hitam.

Pekerjaan sebelumnya telah menyarankan bahwa jumlah biner sinar-X hanya sebanding dengan tingkat di mana galaksi induk membentuk bintang. Gambar-gambar Medusa ini memungkinkan kita untuk menunjukkan bahwa hubungan yang sama berlaku, bahkan di tengah tabrakan galaksi.

Mike Eracleous, Universitas Negeri Pennsylvania

Beberapa gambar Hubble Space Telescope yang menarik bagi saya banyak menunjukkan berinteraksi dan menggabungkan galaksi, seperti Antena (NGC 4038 dan NGC 4039), Tikus (NGC 4676), galaksi Cartwheel (ESO 350-40), dan banyak lainnya tanpa nama panggilan.

Ini adalah contoh spektakuler dari peristiwa kekerasan yang biasa terjadi dalam evolusi galaksi. Gambar-gambar tersebut memberi kita detail yang sangat bagus tentang apa yang terjadi selama interaksi ini: distorsi galaksi, penyaluran gas ke pusatnya, dan pembentukan bintang-bintang.

Saya menemukan gambar-gambar ini sangat berguna ketika saya menjelaskan kepada masyarakat umum konteks penelitian saya sendiri, pertambahan gas oleh lubang hitam supermasif di pusat-pusat galaksi tersebut. Terutama rapi dan bermanfaat adalah video yang disatukan oleh Frank Summers di Space Telescope Science Institute (STScI), menggambarkan apa yang kita pelajari dengan membandingkan gambar tersebut dengan model tabrakan galaksi.

Michael Drinkwater, Universitas Queensland

Simulasi komputer terbaik kami memberi tahu kami galaksi tumbuh dengan bertabrakan dan bergabung satu sama lain. Demikian pula, teori kita memberi tahu kita bahwa ketika dua galaksi spiral bertabrakan, mereka harus membentuk galaksi elips yang besar. Tetapi benar-benar melihatnya terjadi adalah cerita lain sepenuhnya!

Gambar Hubble yang indah ini telah menangkap tabrakan galaksi. Ini tidak hanya memberi tahu kami bahwa prediksi kami bagus, tetapi itu memungkinkan kami mulai mengerjakan detailnya karena sekarang kami dapat melihat apa yang sebenarnya terjadi.

Ada kembang api pembentukan bintang baru yang dipicu saat awan gas bertabrakan dan distorsi besar terjadi ketika lengan spiral putus. Kita masih harus menempuh jalan panjang sebelum kita benar-benar memahami seberapa besar galaksi terbentuk, tetapi gambar seperti ini menunjukkan jalannya.

Roberto Soria, ICRAR-Curtin University

Ini adalah pemandangan dengan resolusi tertinggi dari sebuah pesawat jet besar yang ditenagai oleh lubang hitam supermasif di inti galaksi M87 (galaksi terbesar di Virgo Cluster, 55 juta tahun cahaya dari kita).

Jet itu melesat keluar dari wilayah plasma panas yang mengelilingi lubang hitam (kiri atas) dan kita bisa melihatnya mengalir turun melintasi galaksi, dalam jarak 6.000 tahun cahaya. Cahaya putih / ungu jet dalam gambar yang menakjubkan ini dihasilkan oleh aliran elektron yang berputar di sekitar garis medan magnet pada kecepatan sekitar 98% dari kecepatan cahaya.

Memahami anggaran energi lubang hitam adalah masalah yang menantang dan menarik dalam astrofisika. Ketika gas jatuh ke dalam lubang hitam, sejumlah besar energi dilepaskan dalam bentuk cahaya tampak, sinar-X, dan pancaran elektron dan positron bergerak hampir dengan kecepatan cahaya. Dengan Hubble, kita dapat mengukur ukuran lubang hitam (seribu kali lebih besar dari lubang hitam pusat galaksi kita), energi dan kecepatan jetnya, dan struktur medan magnet yang mengkolimasinya.

Jane Charlton, Universitas Negeri Pennsylvania

Ketika proposal Teleskop Luar Angkasa Hubble saya diterima pada tahun 1998, itu adalah salah satu sensasi terbesar dalam hidup saya. Bayangkan, bagi saya, teleskop itu akan menangkap Stephan's Quintet, sekelompok galaksi kecil yang menakjubkan!

Selama miliar tahun berikutnya, galaksi-galaksi Stephan Quintet akan berlanjut dalam tarian agung mereka, yang dipandu oleh gravitasi satu sama lain. Akhirnya, mereka akan bergabung, mengubah bentuk mereka, dan akhirnya menjadi satu.

Kami telah mengamati beberapa kelompok galaksi kompak lainnya dengan Hubble, tetapi Stephan's Quintet akan selalu menjadi istimewa karena gasnya telah dilepaskan dari galaksi dan menyala dalam semburan dramatis pembentukan bintang intergalaksi. Betapa bagusnya hidup pada saat kita dapat membangun Hubble dan mendorong pikiran kita untuk melihat makna dari sinyal-sinyal ini dari alam semesta kita. Terima kasih untuk semua pahlawan yang membuat dan memelihara Hubble.

Geraint Lewis, Universitas Sydney

Ketika Hubble diluncurkan pada tahun 1990, saya memulai gelar Ph.D. mempelajari tentang pelensaan gravitasi, aksi massa yang menekuk jalur sinar cahaya saat mereka melakukan perjalanan melintasi alam semesta.

Gambar Hubble tentang kluster galaksi masif, Abell 2218, membawa pelensaan gravitasi ini ke fokus yang tajam, mengungkapkan bagaimana kuantitas masif materi gelap hadir dalam kluster - materi yang mengikat ratusan galaksi bersama-sama - memperbesar cahaya dari sumber berkali-kali lebih banyak jauh.

Ketika Anda menatap dalam-dalam pada gambar, gambar-gambar yang sangat besar ini tampak sebagai garis-garis tipis yang panjang, pandangan-pandangan yang terdistorsi dari galaksi bayi yang biasanya tidak mungkin dideteksi.

Ini memberi Anda jeda untuk berpikir bahwa lensa gravitasi seperti itu, bertindak sebagai teleskop alami, menggunakan tarikan gravitasi dari materi tak kasat mata untuk mengungkapkan detail menakjubkan dari alam semesta yang biasanya tidak bisa kita lihat!

Rachel Webster, Universitas Melbourne

Lensing gravitasi adalah manifestasi luar biasa dari efek massa pada bentuk ruang-waktu di alam semesta kita. Pada dasarnya, di mana ada massa, ruang melengkung, dan objek yang dilihat di kejauhan, di luar struktur massa ini, memiliki gambar mereka terdistorsi.

Agak seperti fatamorgana; memang ini istilah yang digunakan Prancis untuk efek ini. Pada hari-hari awal Teleskop Luar Angkasa Hubble, sebuah gambar muncul dari efek lensa sekelompok besar galaksi: galaksi latar belakang kecil diregangkan dan terdistorsi tetapi memeluk cluster, hampir seperti sepasang tangan.

Saya tertegun. Ini adalah penghargaan untuk resolusi luar biasa dari teleskop, yang beroperasi jauh di atas atmosfer Bumi. Dilihat dari tanah, gumpalan tipis cahaya galaksi yang luar biasa ini akan dioleskan dan tidak dapat dibedakan dari kebisingan latar belakang.

Kelas astrofisika tahun ketiga saya menjelajahi 100 Top Shots of Hubble, dan mereka paling terkesan dengan warna-warna awan gas yang luar biasa tetapi nyata. Namun, saya tidak bisa melewati gambar yang menampilkan efek massa pada tatanan alam semesta kita.

Kim-Vy Tran, Texas A&M

Dengan Relativitas Umum, Einstein mendalilkan bahwa materi mengubah ruang-waktu dan dapat membelokkan cahaya. Konsekuensi yang menarik adalah bahwa objek yang sangat masif di alam semesta akan memperbesar cahaya dari galaksi yang jauh, pada dasarnya menjadi teleskop kosmik.

Dengan Teleskop Luar Angkasa Hubble, kami sekarang telah memanfaatkan kemampuan kuat ini untuk mengintip ke belakang pada waktunya untuk mencari galaksi pertama.

Gambar Hubble ini menunjukkan kumpulan galaksi yang memiliki massa yang cukup untuk membelokkan cahaya dari galaksi yang sangat jauh menjadi busur yang terang. Proyek pertama saya sebagai mahasiswa pascasarjana adalah mempelajari benda-benda luar biasa ini, dan saya masih menggunakan Hubble hari ini untuk menjelajahi sifat galaksi melintasi waktu kosmik.

Alan Duffy, Universitas Teknologi Swinburne

Bagi mata manusia, langit malam dalam gambar ini benar-benar kosong. Sebuah daerah kecil yang tidak lebih tebal dari sebutir beras yang dipegang dengan tangan. Teleskop luar angkasa Hubble diarahkan ke wilayah ini selama 12 hari penuh, membiarkan cahaya menghantam detektor dan perlahan-lahan, satu demi satu, galaksi muncul, sampai seluruh gambar dipenuhi 10.000 galaksi yang membentang di seluruh alam semesta.

Yang paling jauh adalah titik-titik merah kecil, puluhan miliar tahun cahaya jauhnya, kembali ke masa hanya beberapa ratus juta tahun setelah Big Bang. Nilai ilmiah dari gambar tunggal ini sangat besar. Ini merevolusi teori kami baik tentang bagaimana galaksi awal dapat terbentuk dan seberapa cepat mereka dapat tumbuh. Sejarah alam semesta kita, serta beragam bentuk dan ukuran galaksi, terkandung dalam satu gambar.

Bagi saya, yang benar-benar membuat gambar ini luar biasa adalah memberikan gambaran sekilas ke skala alam semesta kita yang terlihat. Begitu banyak galaksi di daerah yang sangat kecil menyiratkan bahwa ada 100 ribu juta galaksi di seluruh langit malam. Satu seluruh galaksi untuk setiap bintang di Bima Sakti kita!

James Bullock, Universitas California, Irvine

Inilah inti dari Hubble. Suatu pandangan tunggal, yang menakjubkan, dapat membuka kedok begitu banyak tentang Alam Semesta kita: masa lalunya yang jauh, perakitannya yang berkelanjutan, dan bahkan hukum-hukum fisika mendasar yang menyatukan semuanya.

Kami mengintip melalui jantung sekelompok galaksi yang berkerumun. Bola putih yang bersinar itu adalah galaksi raksasa yang mendominasi pusat cluster. Perhatikan baik-baik dan Anda akan melihat serpihan cahaya putih tersebar dari mereka! Cluster ini bertindak seperti blender gravitasi, mengaduk banyak galaksi individu menjadi satu awan bintang.

Tetapi klaster itu sendiri hanyalah bab pertama dalam kisah kosmik yang diungkapkan di sini. Lihat cincin dan busur biru redup itu? Itu adalah gambar terdistorsi dari galaksi lain yang duduk jauh di kejauhan.

Gravitasi yang sangat besar dari cluster menyebabkan ruang-waktu di sekitarnya melengkung. Ketika cahaya dari galaksi jauh lewat, ia dipaksa untuk melengkung menjadi bentuk aneh, seperti kaca pembesar yang melengkung akan mendistorsi dan mencerahkan pandangan kita tentang lilin yang redup. Memanfaatkan pemahaman kita tentang Relativitas Umum Einstein, Hubble menggunakan kluster sebagai teleskop gravitasi, yang memungkinkan kita untuk melihat lebih jauh dan lebih redup daripada sebelumnya. Kami melihat jauh ke masa lalu untuk melihat galaksi karena mereka lebih dari 13 miliar tahun yang lalu!

Sebagai ahli teori, saya ingin memahami siklus hidup penuh galaksi - bagaimana mereka dilahirkan (kecil, biru, penuh dengan bintang-bintang baru), bagaimana mereka tumbuh, dan akhirnya bagaimana mereka mati (besar, merah, memudar dengan cahaya zaman kuno) bintang). Hubble memungkinkan kita untuk menghubungkan tahap-tahap ini. Beberapa galaksi yang paling samar dan paling jauh dalam gambar ini ditakdirkan untuk menjadi galaksi monster seperti yang bersinar putih di latar depan. Kami melihat masa lalu yang jauh dan masa kini dalam satu gambar yang mulia.

Artikel ini awalnya diterbitkan di The Conversation oleh Tanya Hill dengan penulis yang berkontribusi, Alan Duffy, Chris Tinney, Fred Watson, Geraint Lewis, Howard E Bond, James Bullock, Jane Charlton, John Clarke, Kim Vy Tran, Lucas Macri, Michael Drinkwater, Michael JI Brown, Mike Eracleous, Philip Kaaret, Rachel Webster, Roberto Soria, dan William Kurth. Baca artikel asli di sini.