Begini Cara Kerja Teleskop James Webb Melihat Masa Lalu Alam Semesta

James Webb Space Telescope (JWST) adalah teleskop antariksa inframerah terbesar, terkompleks, dan terkuat yang pernah dibuat umat manusia. Teleskop ini diluncurkan pada 25 Desember 2021 dengan roket Ariane 5 dari Spaceport Eropa di Guyana, Amerika selatan.

Teleskop ini menjadi observatorium utama yang digunakan oleh para ilmuwan untuk mempelajari setiap fase dalam sejarah alam semesta. Mulai dari cahaya pertama setelah Big Bang, terjadinya dentuman besar, pembentukan bintang dan galaksi pertama, eksoplanet, evolusi, hingga penciptaan sistem tata surya dan kehidupan di Bumi.

Pada 12 Juli, JWST membuat sejarah dengan merilis sebuah gambar  paling tajam dan awal dari alam semesta terjauh yang pernah diambil hingga saat ini.

Selain bisa melihat ruang angkasa lebih jauh daripada teleskop observatorium sebelumnya, JWST dilengkapi dengan cermin astronomi terbesar yang pernah diluncurkan ke luar angkasa. Dikenal sebagai Webb's First Deep Field, hasil gambar berupaya gugusan galaksi SMACS 0723 ini dipenuhi dengan detail.

Sepetri dilansir dari Live Science pada Selasa (20/9), kemampuan itu membuat JWST bisa mengamati bintang serta galaksi jauh berusia 13,5 miliar tahun yang lalu, tidak lama setelah penciptaan alam semesta seperti yang kita kenal sekarang.

Sifat cahaya

Bagaimana mungkin sebuah teknologi mesin dapat melihat penciptaan awal semesta dan kembali ke masa lalu? Ini bukan sihir, melainkan hanya sifat cahaya.

"Teleskop bisa menjadi mesin waktu. Melihat ke luar angkasa seperti melihat ke masa lalu," jelas ilmuwan NASA seperti dilansir dari halaman WebbTelescope.org

"Kedengarannya ajaib, tetapi sebenarnya sangat sederhana, cahaya membutuhkan waktu untuk melakukan perjalanan melintasi jarak yang sangat jauh untuk mencapai tujuan objek."

Semua jenis cahaya yang terlihat mulai dari kerlap-kerlip bintang yang jauh di langit, hingga cahaya dari sebuah lampu yang berjarak beberapa meter dengan manusia, membutuhkan waktu untuk bisa dilihat melalui mata.

Cahaya memiliki sifat laju sangat cepat, kira-kira 670 juta mph (1 miliar km/jam) sehingga kita seolah-olah tidak pernah melihat cahaya bergerak dari satu objek ke objek lainnya. Namun, saat manusia melihat objek yang jaraknya jutaan atau miliaran mil seperti benda-benda di langit luar angkasa yang gelap, proses pergerakan cahaya itu akan terlihat.

Sebagai contoh jarak Bumi ke Matahari adalah 93 juta mil. Itu berarti diperlukan waktu selama 8 menit 19 detik untuk sinar Matahari sampai melalui ruang dan menyinari planet yang kita huni.

Ketika Anda melihat matahari di langit (meskipun tidak boleh melihat matahari dengan mata telanjang), kita akan melihatnya seperti yang muncul lebih dari 8 menit yang lalu, bukan seperti yang terlihat sekarang. Dengan kata lain, kita sedang melihat 8 menit ke masa lalu.

Seandainya Matahari menghilang secara tiba-tiba, kita masih akan terus menerima cahaya selama delapan menit, sebelum kita mengetahui bahwa benda langit itu telah lenyap.

Kecepatan cahaya sangat penting bagi astronomi sehingga para ilmuwan lebih suka menggunakan tahun cahaya, daripada mil atau kilometer, untuk mengukur jarak yang jauh di luar angkasa.

Satu tahun cahaya adalah jarak yang dapat ditempuh cahaya dalam satu tahun Bumi, kira-kira 5,88 triliun mil atau 9,46 triliun km. Misalnya, Bintang Utara yang disebut Polaris, terletak sekitar 323 tahun cahaya dari Bumi. Setiap kali melihat bintang ini, Anda melihat cahaya yang berusia lebih dari 300 tahun.

Untuk melihat jauh ke masa lalu (katakanlah, kembali ke awal alam semesta), para astronom membutuhkan teleskop seperti JWST.

Teleskop ini tidak hanya dapat memperbesar galaksi jauh untuk mengamati cahaya yang terlihat datang dari kejauhan hingga jutaan tahun, tetapi juga dapat menangkap panjang gelombang cahaya yang tidak terlihat oleh mata manusia, seperti gelombang inframerah.

Banyak hal, termasuk manusia, memancarkan panas sebagai energi inframerah. Energi ini tidak dapat dilihat dengan mata telanjang. Tetapi ketika gelombang inframerah dilihat dengan peralatan yang tepat, energi tersebut dapat mengungkapkan beberapa objek misteri yang sangat sulit ditemukan di alam semesta.

Menurut Badan Antariksa Amerika Serikat (AS) atau NASA, radiasi inframerah memiliki panjang gelombang lebih jauh dan panjang daripada cahaya yang tampak, sehingga radiasi tersebut dapat melewati wilayah ruang angkasa yang padat dan berdebu tanpa tersebar atau diserap.

Banyak bintang dan galaksi di luar angkasa yang terlalu jauh, redup atau kabur untuk dilihat dan dideteksi sebagai radiasi inframerah sebagai cahaya tampak yang memancarkan energi panas.

Teleskop James Webb memiliki kemampuan paling praktis untuk melihat energi tersebut melalui instrumen penginderaan inframerah. Teleskop ini juga dapat mengamati dan memotret wilayah ruang angkasa yang berdebu.

Berdasarkan panjang gelombang cahaya yang direkam teleskop dari galaksi itu, para astronom dapat mempelajari cahaya yang dipancarkan oleh galaksi tertua di alam semesta berusia 13,1 miliar tahun, atau kurang dari satu miliar tahun setelah peristiwa Big Bang.

JWST dilengkapi dengan berbagai instrumen yang sangat peka dalam mendeteksi pancaran cahaya inframerah. Begitulah cara JWST memotret citra deep field perdananya dan mencoba melihat lebih jauh ke masa lalu.(M-4)