Gelombang Gravitasi dan Survei Cepat Galaksi

Tahun 2014, dunia dikejutkan dengan ditemukannya gelombang gravitasi, bukti bahwa alam semesta memang mengalami pemuaian yang sangat cepat yang muncul di radiasi latar belakang.

Gelombang gravitasi merupakan riak yang terjadi dalam ruang waktu.  Riak tersebut muncul ketika dua benda yang sangat kompak dan sangat masif mengalami penggabungan. Jika gelombnag gravitasi bisa diamati secara langsung, maka para ilmuwan akan dapat mengetahui karakteristik penggabungan kedua benda tersebut dan juga memahami fisis atau apa yang sebenarnya terjadi ketika benda mengalami interaksi gravitasi yang sangat kuat.

Pengamatan gelombang gravitasi bukanlah pekerjaan mudah, Bahkan, penemuan riak dalam radiasi latar belakang dari alam semesta dini sampai saat ini masih menjadi perdebatan. Tapi era untuk bisa mendeteksi gelombang grvitasi tak’kan lama lagi. Detektor gelombang gravitasi seperti Advance LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) dan Virgo akan segera bekerja mulai tahun 2016. Meskipun demikian, gelombang gravitasi memiliki resolusi yang sangat terbatas. Pendeteksian hanya dapat dilakukan pada lokasi sumber datangnya gelombang gravitasi dan areanya hanya bisa diperluas diperluas 10 sampai dengan 1000 derajat² di langit. Itupun bergantung pada jumlah detektor dan kekuatan sinyal.

Mencari Gelombang Gravitasi
Untuk memahami sifat dari sumber gelombang gravitasi, maka para ilmuwan harus bisa menemukan lokasi dari mitra elektromagnetiknya dengan akurat sesaat setelah gelombang gravitasi dideteksi.

Pertanyaan yang muncul, bagaimana teleskop bisa berkontribusi dalam pendeteksian tersebut? Kemungkinan itu ada lewat survei galaksi yang sangat cepat untuk mengidentifikasi dan mengkarakterisasi lokasi munculnya gelombang gravitasi.

Gelombang gravitasi dari bergabungnya dua bintang neutron bisa dideteksi sampai dengan jarak 200 Mpc (1 parsec kurang lebih sama dengan 3.26 tahun cahaya), atau 800 kali jarak galaksi Andromeda. Dengan beroperasinya LIGO – Virgo di tahun 2016, diharapkan keduanya akan dapat mendeteksi setidaknya 40 kejadian yang mengindikasikan kehadiran gelombang gravitasi setiap tahunnya.

Di setiap area 1 derajat² dalam jarak 200 Mpc, setidaknya terdapat 8 galaksi. Dan dalam area 100 derajat², setidaknya terdapat 800 kandidat galaksi. Untuk itu, perlu diadakan survey cepat yang dapat menunjukan keberadaan galaksi-galaksi yang memiliki hubungan dengan emisi geombang gravitasi. Jika sumber yang berpotensi akan menjadi tuan rumah bagi gelombang gravitasi bisa diidentifikasi, maka dapat dilakukan pengamatan lanjutan dengan teleskop medan pandang sempit untuk mengukur cahaya yang dipancarkan oleh sumber gelombang gravitasi.

Pancaran elektromagnetik yang diikuti kemudian dengan dideteksinya gelombang gravitasi hanya berlangsung singkat, sekitar satu minggu. Karena itu dibutuhkan survei cepat yang mendahului untuk menemukan tuan rumah dari gelombang gravitasi. Untuk bisa melakukan survei cepat dengan potensi memperoleh tuan rumah gelombang gravitasi, maka survei harus mencari galaksi dengan laju pembentukan bintang yang tinggi. Diyakini, galaksi seperti ini akan memiliki kesempatan lebih besar untuk menjadi tuan rumah bagi peristiwa gelombang gravitasi. Tanda – tanda pembentukan bintang dalam sebuah galaksi dapat diketahui dari cahaya yang dipancarkan dalam garis hidrogen alpha, yang datang dari atom hidrogen di awan gas di palung kelahiran bintang. Meskipun demikian, laju bergabungnya obyek kompak yang masif akan memiliki kesempatan lebih besar sebagai tuan rumah peristiwa gelombang gravitasi.

Pengamatan dengan teleskop berukuran 2 meter akan dapat mencakup area 30 derajat² setiap tahunnya dan selain galaksi dengan laju pembentukan bintang yang tinggi, keberadaan peristiwa bergabungnya lubang hitam dan bintang neutron bisa diamati sampai dengan jarak 450 Mpc.

Pendeteksian gelombang gravitasi memegang peranan penting dalam menceritakan sejarah alam semesta sekaligus membuktikan teori yang sudah dibangun. Jika tidak sesuai, tentu ada yang harus ditinjau kembali. Dan selama ini gelombang gravitasi masih berupa teori yang belum dapat dideteksi keberadaannya sampai ketika tim BICEP2 memberikan pengumuman bukti dari inflasi alam semesta dini yang kemudian dipertanyakan kebenarannya.

Jika gelombang gravitasi dapat dideteksi dengan lebih mudah, tentu akan ada banyak kisah alam semesta dan benda-benda di dalamnya yang dikuakkan untuk para penghuni Bumi.

Sumber : astrobites