Dalam beberapa hal, bidang astronomi telah berubah dengan cepat. Kami mengambil gambar, melihat untuk melihat bagaimana mereka berubah. Kami memecah cahaya menjadi warna yang berbeda, mencari emisi dan penyerapan. Fakta bahwa kita dapat melakukannya lebih cepat dan untuk jarak yang jauh telah merevolusi pemahaman kita, tetapi tidak pada metodologi dasarnya.
Namun baru-baru ini, bidangnya sudah mulai berubah. Masa-masa astronom yang sendirian di lensa mata sudah berlalu. Data diambil lebih cepat daripada yang bisa diproses, disimpan dengan cara yang mudah diakses, dan tim astronom internasional besar bekerja bersama. Pada Pertemuan Para Astronom Internasional di Rio de Janeiro baru-baru ini, astronom Ray Norris dari Organisasi Riset Ilmiah dan Industri Persemakmuran Australia (CSIRO) membahas perubahan-perubahan ini, seberapa jauh mereka bisa melangkah, apa yang bisa kita pelajari, dan apa yang mungkin kita kehilangan.
Observatorium
Salah satu cara para astronom mengubah medan adalah dengan mengumpulkan lebih banyak cahaya, memungkinkan mereka mengintip lebih dalam ke ruang angkasa. Ini membutuhkan teleskop dengan kekuatan pengumpul cahaya yang lebih besar dan diameter lebih besar. Teleskop yang lebih besar ini juga menawarkan manfaat resolusi yang ditingkatkan sehingga manfaatnya jelas. Dengan demikian, teleskop pada tahap perencanaan memiliki nama yang mengindikasikan ukuran sangat besar. ESO "Over Whelmingly Large Telescope" (OWL), "Extremely Large Array" (ELA), dan "Square Kilometer Array" (SKA) adalah semua teleskop besar yang harganya miliaran dolar dan melibatkan sumber daya dari berbagai negara.
Tetapi karena ukuran melambung, demikian pula biayanya. Sudah, observatorium memberatkan anggaran, terutama setelah resesi global. Norris menyatakan, “Untuk membangun teleskop yang lebih besar dalam waktu dua puluh tahun akan menghabiskan sebagian besar kekayaan negara, dan tidak mungkin bahwa negara mana pun, atau sekelompok negara, akan menetapkan prioritas yang cukup tinggi pada astronomi untuk mendanai instrumen semacam itu. Jadi astronomi mungkin mencapai ukuran maksimum teleskop yang dapat dibangun secara wajar. ”
Jadi, alih-alih fiksasi pada kekuatan dan resolusi pengumpul cahaya, Norris menyarankan bahwa para astronom perlu mengeksplorasi bidang-bidang baru penemuan potensial. Secara historis, penemuan besar telah dibuat dengan cara ini. Penemuan Gamma-Ray Bursts terjadi ketika rezim pengamatan kami diperluas ke rentang energi tinggi. Namun, rentang spektral tercakup dengan cukup baik saat ini, tetapi domain lain masih memiliki potensi besar untuk eksplorasi. Misalnya, ketika CCD dikembangkan, waktu pencahayaan untuk gambar dipersingkat dan kelas bintang variabel yang baru ditemukan. Bahkan paparan durasi yang lebih pendek telah menciptakan bidang asteroseismologi. Dengan kemajuan teknologi detektor, batas bawah ini dapat didorong lebih jauh. Di ujung lain, penimbunan gambar dalam waktu yang lama dapat memungkinkan para astronom menjelajahi sejarah objek tunggal dengan lebih detail daripada sebelumnya.
Akses data
Dalam beberapa tahun terakhir, banyak dari perubahan ini telah didorong maju oleh program survei besar seperti 2 Micron All Sky Survey (2MASS) dan All Sky Automated Survey (ASAS) (hanya untuk menyebutkan dua dari banyak survei skala besar). Dengan penyimpanan besar data yang dikumpulkan sebelumnya, para astronom dapat mengakses data astronomi dengan cara baru. Alih-alih mengusulkan waktu teleskop dan kemudian berharap proyek mereka disetujui, para astronom memiliki akses data yang semakin meningkat. Norris mengusulkan bahwa, jika tren ini berlanjut, generasi astronom berikutnya dapat melakukan banyak pekerjaan tanpa secara langsung mengunjungi observatorium atau merencanakan kegiatan pengamatan. Sebagai gantinya, data akan diambil dari sumber seperti Observatorium Virtual.
Tentu saja, masih akan ada kebutuhan untuk data yang lebih dalam dan lebih terspesialisasi. Dalam hal ini, observatorium fisik masih akan melihat penggunaannya. Sudah, banyak data yang diambil dari pengamatan berjalan bahkan ditargetkan membuatnya menjadi domain publik astronomi. Sementara tim yang merancang proyek masih mendapatkan data lulus pertama, banyak observatorium merilis data untuk digunakan secara gratis setelah waktu yang ditentukan. Dalam banyak kasus, ini telah menyebabkan tim lain mengambil data dan menemukan sesuatu yang telah dilewatkan oleh tim asli. Seperti dikatakan Norris, "banyak penemuan astronomi terjadi setelah data dirilis ke kelompok lain, yang mampu menambah nilai pada data dengan menggabungkannya dengan data, model, atau ide yang mungkin tidak dapat diakses oleh perancang instrumen."
Karena itu, Nelson merekomendasikan mendorong para astronom untuk berkontribusi data dengan cara ini. Seringkali karier penelitian dibangun di atas sejumlah publikasi. Namun, ini berisiko menghukum mereka yang menghabiskan banyak waktu pada satu proyek yang hanya menghasilkan sedikit publikasi. Sebagai gantinya, Nelson menyarankan sebuah sistem di mana para astronom juga akan mendapatkan pengakuan dengan jumlah data yang telah mereka bantu lepaskan ke masyarakat karena hal ini juga meningkatkan pengetahuan kolektif.
Pengolahan data
Karena ada kecenderungan yang jelas terhadap pengambilan data otomatis, wajar saja bahwa banyak dari pemrosesan data awal juga bisa. Sebelum gambar cocok untuk penelitian astronomi, gambar harus dibersihkan untuk kebisingan dan dikalibrasi. Banyak teknik membutuhkan pemrosesan lebih lanjut yang seringkali membosankan. Saya sendiri telah mengalami magang musim panas selama sepuluh minggu yang saya hadiri, melibatkan tugas yang berulang-ulang untuk memasang profil ke fungsi titik-sebaran bintang-bintang untuk banyak gambar, dan kemudian secara manual menolak bintang-bintang yang cacat dalam beberapa cara (seperti terlalu dekat tepi bingkai dan sebagian dipotong).
Meskipun ini sering merupakan pengalaman berharga yang mengajarkan para astronom pemula tentang alasan di balik proses, hal itu tentu saja dapat dipercepat dengan rutinitas otomatis. Memang, banyak teknik yang digunakan para astronom untuk tugas-tugas ini adalah yang mereka pelajari sejak awal dalam karier mereka dan mungkin sudah ketinggalan zaman. Dengan demikian, rutinitas pemrosesan otomatis dapat diprogram untuk menggunakan praktik terbaik saat ini untuk memungkinkan data terbaik.
Tetapi metode ini bukan tanpa risiko sendiri. Dalam hal demikian, penemuan baru dapat dilewatkan. Hasil signifikan yang tidak biasa dapat ditafsirkan oleh suatu algoritma sebagai cacat dalam instrumentasi atau pemogokan sinar gamma dan ditolak bukannya diidentifikasi sebagai peristiwa baru yang memerlukan pertimbangan lebih lanjut. Selain itu, teknik pemrosesan gambar masih dapat mengandung artefak dari teknik itu sendiri. Seandainya para astronom setidaknya tidak terbiasa dengan teknik dan perangkap mereka, mereka dapat menafsirkan hasil buatan sebagai penemuan.
Penambangan Data
Dengan peningkatan luas dalam data yang dihasilkan, para astronom akan membutuhkan alat baru untuk menjelajahinya. Sudah, ada upaya untuk menandai data dengan pengidentifikasi yang sesuai dengan program seperti Galaxy Zoo. Setelah data tersebut diproses dan disortir, para astronom akan dengan cepat dapat membandingkan objek-objek yang menarik di komputer mereka sedangkan rencana pengamatan sebelumnya akan direncanakan. Seperti yang dijelaskan Norris, "Keahlian yang sekarang digunakan dalam perencanaan pengamatan akan digunakan untuk merencanakan peluncuran ke dalam basis data." Selama kuliah sarjana saya (berakhir 2008, jadi masih baru), jurusan astronomi hanya diminta untuk mengambil satu kursus dalam pemrograman komputer. Jika prediksi Norris benar, kursus yang diambil siswa seperti saya dalam teknik observasi (yang masih mengandung beberapa pekerjaan yang melibatkan fotografi film), kemungkinan akan diganti dengan lebih banyak pemrograman serta administrasi basis data.
Setelah terorganisir, para astronom akan dapat dengan cepat membandingkan populasi objek pada skala yang belum pernah terlihat sebelumnya. Selain itu, dengan mudah mengakses pengamatan dari berbagai rezim panjang gelombang, mereka akan bisa mendapatkan pemahaman objek yang lebih komprehensif. Saat ini, para astronom cenderung berkonsentrasi dalam satu atau dua rentang spektrum. Tetapi dengan akses ke lebih banyak data, ini akan memaksa para astronom untuk melakukan diversifikasi lebih lanjut atau bekerja secara kolaboratif.
Kesimpulan
Dengan semua potensi untuk kemajuan, Norris menyimpulkan bahwa kita mungkin memasuki Zaman Keemasan astronomi yang baru. Penemuan akan datang lebih cepat daripada sebelumnya karena data sudah tersedia. Dia berspekulasi bahwa kandidat PhD akan melakukan penelitian mutakhir segera setelah memulai program mereka. Saya mempertanyakan mengapa mahasiswa tingkat lanjut dan orang awam yang berpengetahuan tidak akan melakukannya juga.
Namun untuk semua kemungkinan, akses mudah ke data juga akan menarik crackpots. Sudah, penipu yang tidak kompeten berkeliaran di jurnal mencari kutipan untuk menambang. Betapa lebih buruknya ketika mereka dapat menunjuk ke sumber materi dan analisis aneh mereka untuk membenarkan omong kosong mereka? Untuk mengatasi ini, para astronom (karena semua ilmuwan) perlu meningkatkan program penjangkauan publik mereka dan mempersiapkan masyarakat untuk penemuan yang akan datang.
