Ketika dibutuhkan untuk ruang pada tahun 2025, the Teleskop Survei Inframerah Bidang Luas (WFIRST) akan menjadi observatorium paling kuat yang pernah dikerahkan, menggantikan yang terhormat Hubble dan Spitzer teleskop ruang angkasa. Mengandalkan kombinasi unik dari resolusi tinggi dengan bidang pandang yang luas, WFIRST akan dapat menangkap yang setara dengan 100 HubbleGambar berkualitas dengan satu bidikan dan survei langit malam dengan 1.000 kali kecepatan.
Dalam persiapan untuk acara penting ini, para astronom di Goddard Space Flight Center NASA telah melakukan simulasi untuk menunjukkan apa yang WFIRST dapat lihat sehingga mereka dapat merencanakan pengamatan mereka. Untuk memberikan kepada pemirsa sebuah pratinjau tentang seperti apa bentuknya nanti, Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA telah membagikan sebuah video yang mensimulasikan WFIRST yang melakukan survei terhadap galaksi Andromeda tetangga (M31).
Simulasi, yang dipresentasikan minggu ini pada pertemuan 235 American Astronomical Society (ASS) di Honululu, bergantung pada data yang diperoleh oleh Hubble selama ratusan pengamatan Andromeda. Dengan cara ini, simulasi memberi penonton tampilan luas dan detail halus yang dapat disediakan WFIRST hanya dengan satu gambar.
Bidikan simulasi mencakup wilayah ruang seluas 34.000 tahun cahaya dan menampilkan cahaya merah dan inframerah lebih dari 50 juta bintang individu. Dengan kekuatan pencitraan seperti ini, WFIRST dapat mensurvei dalam beberapa bulan sebanyak langit dalam spektrum inframerah-dekat seperti yang dilakukan Hubble selama tiga dekade - dan dalam banyak detail.
Elisa Quintana, Deputi Ilmuwan Proyek WFIRST untuk Komunikasi di Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA, yakin WFIRST akan mengarah ke revolusi dalam astrofisika. Seperti yang dia nyatakan dalam siaran pers NASA baru-baru ini:
"Untuk menjawab pertanyaan mendasar seperti: Seberapa umumkah planet seperti yang ada di tata surya kita? Bagaimana galaksi terbentuk, berevolusi, dan berinteraksi? Bagaimana - dan mengapa - telahkah laju ekspansi alam semesta berubah seiring waktu? Kita membutuhkan alat yang bisa memberi kita pandangan luas dan terperinci tentang langit. WFIRST akan menjadi alat itu. "
Ke-18 gambar yang ditampilkan dalam simulasi menunjukkan penggambaran yang akurat tentang apa yang akan dilihat WFIRST dengan setiap penunjuk dan pemotretan gambar. Dengan 18 detektornya, yang masing-masing berukuran 4096 x 4096 piksel, WFIRST akan mencakup area sekitar 1? kali dari Bulan Purnama dengan setiap titik - sedangkan gambar Hubble individu mencakup area kurang dari 1% area Bulan Purnama.
Selain kemampuan pencitraannya, ada juga kecepatan survei luar biasa yang akan ditawarkan WFIRST, yang merupakan hasil dari bidang pandangnya yang luas. Dengan dapat memantau area yang lebih besar dalam satu titik dan beralih dari satu bidang ke bidang lainnya dengan cepat, tim misi tidak perlu melalui proses yang melelahkan untuk diulangi setiap kali mereka ingin mensurvei bidang baru.
Faktor lain adalah orbit yang akan ditempati WFIRST, yang akan memberikan pandangan ruang yang umumnya tidak terhalang oleh Bumi. Sedangkan HubbleLow Earth Orbit (LEO) sekitar 560 km (350 mil) berarti bahwa ia sering dapat mengumpulkan data hanya setengah dari periode orbitnya, WFIRST akan berada dalam orbit luas sekitar 1,6 juta km (1 juta mi) . Pada jarak ini, ia akan dapat melakukan pengamatan secara terus menerus.
Ben Williams, seorang astronom di University of Washington di Seattle, bertanggung jawab untuk menghasilkan set data simulasi untuk gambar ini. Saat ia menjelaskan, WFIRST akan memberikan kesempatan berharga untuk memahami objek besar di dekatnya seperti Andromeda, yang sebaliknya sangat memakan waktu untuk gambar karena mereka mengambil sebagian besar langit:
“Kami telah menghabiskan beberapa dekade terakhir mendapatkan gambar dengan resolusi tinggi di sebagian kecil galaksi terdekat. Dengan Hubble Anda mendapatkan pandangan sekilas yang menggoda dari sistem terdekat yang sangat kompleks. Dengan WFIRST, tiba-tiba Anda dapat membahas semuanya tanpa menghabiskan banyak waktu. "
Pada dasarnya, kemampuan untuk mengambil gambar dari area yang begitu luas akan memberi para astronom konteks yang mereka butuhkan untuk memahami bagaimana bintang terbentuk dan bagaimana galaksi berubah seiring waktu. Pada dasarnya, bidang pandang yang luas akan memungkinkan para astronom untuk tidak hanya mempelajari bintang atau galaksi individu tetapi juga struktur yang mereka huni dan lingkungan sekitarnya.
Dengan tingkat teknologi dan kemampuan ini, pengontrol misi berharap dapat mengumpulkan data dalam jumlah besar di kosmos. Selama misi 5 tahun yang direncanakan, WFIRST diperkirakan akan mengumpulkan lebih dari 20 petabyte informasi tentang ribuan planet, miliaran bintang, dan jutaan galaksi. Data ini akan digunakan untuk menjawab pertanyaan mendasar kosmos dan hukum yang mengaturnya.
Ini termasuk apakah ekspansi kosmik disebabkan oleh kekuatan misterius yang tak terlihat (alias Energi Gelap) atau gangguan Relativitas Umum pada skala kosmologis; ketika galaksi pertama muncul di Semesta dan bagaimana mereka sejak itu berkembang; dan apakah planet di luar Tata Surya kita (planet ekstrasurya) memiliki atmosfer yang cukup dan kondisi yang diperlukan pada permukaannya untuk mendukung kehidupan.
Julianne Dalcanton, seorang profesor astronomi di University of Washington, memimpin program Panchromatic Hubble Andromeda Treasury (PHAT) yang menjadi dasar data simulasi. Saat dia menjelaskan, kombinasi kemampuan ultra-telefoto dan super-wide-angle WFIRST (seperti yang ditunjukkan dengan simulasi mereka) memiliki potensi untuk menjadi terobosan:
“Survei PHAT di Andromeda adalah investasi waktu yang luar biasa, membutuhkan pembenaran dan pemikiran yang matang. Simulasi baru ini menunjukkan betapa mudahnya pengamatan setara untuk WFIRST. "
Setelah beroperasi, WFIRST akan menghabiskan sebagian besar waktunya memantau ratusan ribu galaksi jauh untuk ledakan supernova, yang dapat digunakan untuk mempelajari Energi Gelap dan perluasan Semesta. Ini juga akan menggunakan waktu ini untuk memetakan bentuk dan distribusi galaksi untuk lebih memahami bagaimana Semesta telah berevolusi dalam hampir 14 miliar tahun sejak Big Bang.
WFIRST juga akan memantau kecerahan miliaran bintang di Bimasakti untuk mewaspadai kemungkinan peristiwa microlensing. Ini terjadi ketika planet melewati antara bintang mereka dan pengamat, untuk sementara memperkuat cahaya bintang. Memberikan resolusi tinggi, WFIRST diharapkan mendeteksi banyak planet ekstrasurya yang kecil, jauh dari bintang mereka, dan planet-planet jahat - sehingga memainkan peran vital dalam menyelesaikan sensus planet ekstrasurya.
WFIRST juga akan bertindak sebagai demonstran teknologi dengan membawa coronagraph, sebuah instrumen yang dirancang untuk menghalangi cahaya bintang sehingga planet yang mengorbitnya dapat secara langsung mencitrakan dan dikarakterisasi. Di awal lain, data yang dikumpulkan oleh WFIRST akan menjadi akses terbuka dan segera tersedia untuk umum. Menurut Dalcanton, ini adalah salah satu aspek terpenting dari misi.
"Ribuan orang dari seluruh dunia akan dapat memikirkan data itu dan mencari cara baru untuk menggunakannya," katanya. "Sulit mengantisipasi apa yang akan dibuka oleh data WFIRST, tetapi saya tahu bahwa semakin banyak orang yang melihatnya, semakin besar kecepatan penemuannya."
Untuk melengkapi semua ini, misi WFIRST akan melengkapi observatorium yang sudah ada di ruang angkasa. Ini termasuk NASA Hubble dan James Webb Space Telescope (yang juga akan melakukan survei ekstensif dalam inframerah-dekat), serta ESA Euclid misi - yang akan mengukur laju ekspansi Semesta untuk menentukan peran yang dimainkan oleh Dark Matter dan Dark Energy.
Seperti yang dikatakan Karoline Gilbert, Ilmuwan Misi WFIRST di Space Telescope Science Institute (STSI) di Baltimore, Maryland, tuliskan:
“Dengan seratus kali bidang pandang Hubble, dan kemampuan untuk dengan cepat mengamati langit, WFIRST akan menjadi alat penemuan yang sangat kuat. Webb, yang 100 kali lebih sensitif dan dapat melihat lebih dalam ke inframerah, akan dapat mengamati benda-benda astronomi langka yang ditemukan oleh WFIRST dengan sangat rinci. Sementara itu, Hubble akan terus memberikan tampilan unik ke dalam cahaya optik dan ultraviolet yang dipancarkan oleh benda-benda yang ditemukan WFIRST, dan Webb menindaklanjuti. "
Tahun 2020 membentuk waktu yang sangat menarik bagi para astronom dan penggemar eksplorasi ruang angkasa. Selain teleskop darat dan luar angkasa generasi mendatang yang akan memasuki layanan, sejumlah misi ditakdirkan untuk pergi ke Bulan, ke Mars, dan Tata Surya bagian luar. Jika misteri Semesta dan semua yang ada di dalamnya dapat disamakan dengan bawang, maka beberapa lapisan pasti akan dikupas kembali dalam dekade ini!
Gambar yang disimulasikan sedang dipresentasikan pada pertemuan ke-235 American Astronomical Society di Honolulu, Hawaii.
