Sejak dekade 1980-an telah diketahui bahwa Pluto memiliki atmosfer yang tipis yang didominasi oleh nitrogen dengan jejak metana dan kemungkinan karbon dioksida. Tekanan atmosfernya hanya sekitar seperseratus ribu tekanan atmosfer Bumi, atau sekitar 0.015 milibar.

Sampai baru-baru ini, hanya lapisan atas dari Atmosfer Pluto yang dapat dipelajari. Dengan mengamati okultasi bintang (ESO 21/22), fenomena yang terjadi apabila suatu anggota tata surya menghalangi cahaya sebuah bintang di latar belakang, para astronom berhasil menunjukkan bahwa lapisan atas dari atmosfer dari Pluto adalah berkisar -170 derajat Celcius, atau sekitar 50 derajat lebih hangat daripada suhu di permukaannya. Observasi ini dapat memberikan petunjuk mengenai temperatur dan tekanan atmosferik di dekat permukaan Pluto.

Namun uniknya, observasi terkini menggunakan perangkat CRyogenic InfraRed Echelle Spectrograph (CRIRES) yang terpasang pada Very Large Telescope milik European Space Observatory (ESO) kini telah mengungkapkan bahwa atmosfer Pluto secara keseluruhan, bukan hanya di lapisan atasnya, memiliki suhu rata-rata sekitar -180 derajat Celcius, dan dengan demikian “jauh lebih panas” daripada suhu permukaannya.

Berkebalikan dengan atmosfer Bumi, di Pluto temperatur justeru meningkat seiring bertambahnya ketinggian. Perubahan suhunya berkisar 3 hingga 15 derajat per kilometer. Di Bumi, dalam kondisi normal, temperatur berkurang sekitar 6 derajat setiap kilometer ketinggian.

Alasan mengapa permukaan Pluto sedemikian dingin berhubungan dengan eksistensi atmosfer Pluto, yakni karena terjadinya sublimasi es di permukaan; analog dengan keringat yang mendinginkan tubuh saat menguap dari permukaan kulit kita, sublimasi ini memiliki efek pendinginan pada permukaan Pluto. Dari segi ini, Pluto memiliki sifat yang sama dengan komet, dimana bagian coma dan ekornya juga terbentuk dari es yang menyublim saat komet mendekati Matahari.

Observasi menggunakan CRIRES juga mengindikasikan bahwa metana adalah gas paling berlimpah nomor dua di atmosfer Pluto, merepresentasikan setengah persen dari molekul-molekul yang ada. “Kami berhasil menunjukkan bahwa jumlah sebesar itu memainkan peranan penting dalam proses pemanasan di atmosfer dan dapat menjelaskan peningkatan suhu atmosferik,” jelas Emmanuel Lellouch, penulis utama makalah yang melaporkan penemuan ini.

“Menarik untuk dipikirkan bahwa dengan CRIRES kami dapat mengukur secara presisi jejak suatu gas dalam atmosfer 100.000 kali lebih tipis daripada di Bumi, pada objek yang lima kali lebih kecil dari planet kita dan terletak di tepi tata surya,” ungkap co-author, Hans-Ulrich Käufl. “Kombinasi CRIRES dan VLT adalah seperti memiliki satelit penelitian atmosfer yang mengorbit Pluto.”

Dua model yang berbeda dapat menjelaskan properti atmosfer Pluto. Dalam model pertama, para astronom mengasumsikan bahwa permukaan Pluto dilingkupi oleh lapisan tipis metana, yang menempati sublimasi bekuan nitrogen. Skenario kedua melibatkan keberadaan metana murni di permukaan Pluto.

Menentukan mana yang paling tepat diantara keduanya akan membutuhkan studi yang lebih intensif saat Pluto bergerak menjauh dari Matahari. “Dan tentu saja, wahana antariksa New Horizon milik NASA akan menyediakan lebih banyak petunjuk saat mencapai planet kerdil itu pada 2015 nanti,” tukas Lellouch.

Penemuan ini telah dilaporkan dalam jurnal Astronomy and Astrophysics pada Februari lalu dalam makalah berjudul Pluto’s lower atmosphere structure and methane abundance from high-resolution spectroscopy and stellar occultations oleh E. Lellouch et al. (www.eso.org)

Pulsar PSR J0108-1431 (atau disingkat J0108 saja) diketahui berusia sekitar 200 juta tahun. Diantara pulsar yang terisolasi (pulsar yang bukan merupakan bagian dari sistem biner) lainnya, usia pulsar ini lebih dari 10 kali lebih tua daripada pemegang rekor sebelumnya dalam deteksi sinar-X. Dengan jarak 770 tahun cahaya, pulsar ini juga merupakan salahsatu pulsar terdekat yang diketahui.

Pulsar terbentuk bilamana sebuah bintang yang jauh lebih masif daripada Matahari mengalami keruntuhan dalam ledakan supernova, meninggalkan sisa yang kecil namun berinti sangat masif, yang dikenal sebagai bintang neutron. Dalam kelahirannya, bintang neutron ini, yang tersusun atas material terpadat yang dikenal di jagat raya, berputar (berotasi) dengan sangat cepat, hingga ratusan kali putaran setiap detiknya. Seraya berputar, bintang tersebut memancarkan radiasi yang terlihat sebagai denyutan bagi pengamat di tempat yang jauh, analog dengan pancaran sinar dari sebuah mercusuar, yang dikenal dengan sebutan “pulsar”.

Para astronom mengamati perlambatan secara gradual dari rotasi pulsar seraya pulsar tersebut meradiasikan energinya. Observasi radio terhadap J0108 menunjukkan bahwa objek tersebut adalah pulsar tertua dan paling redup yang diketahui, berputar dengan kecepatan sedikit lebih cepat dari satu putaran per detik.

Kiri: Citra komposit data sinar-X dari Chandra (ungu) dan emisi optikal dari Very Large Telescope (merah, putih dan biru.) terhadap J0108. Kanan: Ilustrasi artis mengenai penampakan J0108 apabila dilihat dari jarak dekat. (Gambar: X-ray: NASA/CXC/Penn State/G. Pavlov et al. Optical: ESO/VLT/UCL/R. Mignani et al. Illustration: CXC/M. Weiss)

Kejutan muncul ketuka tim astronom dibawah pimpinan George Pavlov dari Penn State University mengamati J0108 dalam panjang gelombang sinar-X menggunakan Chandra. Mereka menemukan bahwa pulsar tersebut berpendar lebih cemerlang dalam sinar-X daripada yang diharapkan dari pulsar setua itu.

Sebagian energi yang terlepas dari J0108 saat ia berputar makin pelan terkonversi dalam bentuk radiasi sinar-X. Efisiensi dari proses ini untuk J0108 diketahui lebih tinggi daripada pulsar lain yang telah dikenal.

“Pulsar ini melepaskan radiasi berenergi tinggi jauh lebih efisien daripada saudaranya yang lebih muda,” jelas Pavlov. “Dengan demikian, walaupun pulsar tersebut meredup seiring dengan penuaannya, namun ia masih menyimpan material yang lebih banyak dibandingkan dengan generasi (pulsar) yang lebih muda.”

Kelihatannya ada dua jenis emisi sinar-X yang dipancarkan oleh J0108: emisi dari partikel yang berpilin di sekeliling medan magnet, dan emisi dari area yang terpanaskan di sekeliling kutub magnetik bintang neutron. Menentukan suhu dan ukuran dari daerah yang terpanaskan tersebut akan menyediakan informasi yang berharga mengenai sifat-sifat permukaan bintang neutron dan proses dimana partikel bermuatan diakselerasikan oleh pulsar.

Pulsar yang lebih muda dan cemerlang, yang biasanya dideteksi melalui teleskop radio dan sinar-X, tidaklah mewakili keseluruhan populasi objek sejenisnya. Dengan demikian pengamatan terhadap objek semacam J0108 membantu para astronom untuk melihat sifat-sifat pulsar dalam rentang yang lebih lengkap. Karena usianya yang lebih tua, J0108 sudah mendekati apa yang disebut sebagai “garis kematian pulsar” (pulsar death line), dimana denyut radiasinya akan segera padam dan dengan demikian akan lebih sulit, atau bahkan mustahil untuk diamati.

“Kini kita dapat mengeksplorasi properti dari pulsar dalam keadaan dimana tidak ada pulsar lain yang pernah terdeteksi diluar rentang (panjang gelombang) radio,” tukas Oleg Kargaltsev dari University of Florida, co-author dari makalah yang memuat penemuan ini. “Untuk memahami properti dari pulsar yang tengah sekarat, sangat penting untuk mempelajari radiasinya dalam gelombang sinar-X. Penemuan kami bahwa sebuah pulsar yang sangat tua dapan menjadi pemancar sinar-X yang demikian efisien memberikan kami harapan untuk menemukan pulsar-pulsar dekat yang baru dari kelas ini melalui meisi sinar-X nya.

Observasi ini telah dilaporkan oleh Pavlov dan para koleganya pada 20 Januari 2009 dalam Astrophysical Journal. Namun demikian, sifat yang eksterem dari J0108 tidak terlihat secara penuh hingga besaran jarak yang baru ke objek ini dilaporkan pada 6 Februari lalu dalam sebuah tesis PhD oleh Adam Deller dari Swinburne University, Australia. Besaran jarak yang baru ini lebih besar dan lebih akurat daripada jarak yang dipakai dalam paper Chandra, menunjukkan bahwa J0108 lebih cemerlang dalam sinar-X daripada perkiraan sebelumnya.

“Dengan segera pulsar ini menjadi pemegang rekor untuk kemampuannya memproduksi sinar-X,” terang Pavlov, “dan hasil yang kami peroleh menjadi lebih menarik tanpa kami perlu melakukan lebih banyak kerja ekstra.”

Posisi dari pulsar seperti yang terlihat oleh Chandra dalam sinar-X pada awal 2007 sedikit berbeda dari posisi yang teramati dalam gelombang radio pada 2001. Hal ini mengimplikasikan bahwa pulsar tersebut bergerak dalam kecepatan sekitar 440.000 mil/jam (sekitar 708.000 km/jam), atau mendekati nilai tipikal sebuah pulsar.

Saat ini, pulsar tersebut bergerak ke arah selatan dari bidang galaksi Bima Sakti, namun dikarenakan kecepatan geraknya masih lebih kecil daripada kecepatan lolos (escape velocity) dari galaksi, pulsar tersebut sewaktu-waktu akan berbalik kembali menuju bidang galaksi pada arah yang berlawanan.

Deteksi terhadap pergerakan ini telah memungkinkan Roberto Mignani dari University College London, dalam kolaborasinya dengan Pavlov dan Kargaltsev, untuk mendeteksi J0108 dalam cahaya optikal, dengan memperkirakan dimana pulsar ini seharusnya dapat terlihat pada citra yang diambil pada tahun 2000. Studi dalam multi-panjang-gelombang dari pulsar berusia tua adalah hal yang kritikal untuk memahami evolusi jangka panjang dari bintang neutron, khususnya bagaimana bintang tersebut mendingin seiring berlalunya waktu, dan bagaimana medan magnetnya yang sangat kuat berevolusi. (chandra.harvard.edu)

Perangkat Large Area Telescope beserta Gamma Ray Burst Monitor pada teleskop Fermi secara simultan merekam peristiwa tersebut. Kedua instrumen tersebut menyediakan pandangan dari tahap awal ledakan, dikenal sebagai “prompt”, berupa pancaran sinar gamma dengan energi antara 3.000 hingga lebih dari 5 milyar kali dari yang dipancarkan dalam gelombang cahaya kasatmata.

Ledakan sinar gamma sendiri merupakan ledakan yang paling cemerlang di alam semesta. Para astronom meyakini bahwa kebanyakan ledakan semacam ini terjadi apabila sebuah bintang masif yang eksotik kehabisan bahan bakar nuklirnya. Saat inti bintang runtuh dalam bentuk lubang hitam, semburan material – yang disulut oleh proses yang belum sepenuhnya diketahui – terlepas ke antariksa dengan kelajuan mendekati kecepatan cahaya. Semburan tersebut memancar dari bintang yang sedang runtuh, dan berinteraksi dengan gas yang sebelumnya mengalir dari bintang dan menghasilkan kilatan cahaya terang yang kemudian perlahan memudar seiring berlalunya waktu.

Citra gabungan dari sisa ledakan GRB 080916C dalam panjang gelombang Ultra-Violet, Optikal dan sinar-X. Gambar diambil dengan Teleskop Sinar Gamma Swift. (Gambar: NASA/Swift/Stefan Immler)

Hampir 32 jam setelah ledakan, Jochen Greiner dari Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics di Garching, Jerman, memimpin sekelompok ilmuwan untuk mencari pendar cahaya sisa ledakan. Kelompok tersebut mengambil citra dalam tujuh panjang gelombang secara simultan menggunakan perangkat Gamma-Ray Burst Optical/Near-Infrared Detector (GROND) yang terpasang pada teleskop 2,2 meter di European Southern Observatory di La Silla, Chile.

Dalam warna-warni tertentu, kecerlangan dari objek jauh menunjukkan karakteristik memudar secara cepat (drop-off) yang diakibatkan oleh keberadaan kabut gas. Makin jauh suatu objek, panjang gelombang cahaya yang memudar tersebut makin bergeser ke warna merah. Hal ini memberikan petunjuk kepada para astronom untuk memperkirakan jarak objek tersebut. Observasi lanjutan akhirnya menunjukkan bahwa ledakan tersebut terjadi pada suatu tempat bejarak 12,2 miliar tahun cahaya dari Bumi.

Dengan berpatokan pada jarak itu, tim Fermi menunjukkan bahwa besarnya ledakan tersebut melampaui sekitar 9.000 kali besar ledakan supernova biasa, apabila energinya dipancarkan sama rata ke segala arah. Ini adalah cara standar bagi para astronom untuk membandingkan skala suatu peristiwa astronomis, walaupun kenyataannya ledakan sinar gamma memancarkan sebagian besar energinya dalam semburan yang sempit. Bersama dengan pengukuran dengan teleskop Fermi, besaran jarak ini juga membantu para astronom untuk menentukan kecepatan terendah yang mungkin untuk pelepasan material pada “prompt” sinar gamma. Dalam semburan ledakan tersebut, gas mestilah terlontar pada kecepatan 99.9999 persen dari kecepatan cahaya. Besarnya kekuatan dan kecepatan ledakan ini adalah yang paling ekstrim yang pernah tercatat hingga kini.

Salah satu aspek yang menarik dari ledakan ini ialah adanya selang waktu (delay) selama 5 detik antara pelepasan energi tertinggi dengan yang terendah. Hal semacam ini juga pernah teramati secara jelas dalam satu ledakan lainnya. Seperti dijelaskan oleh Peter Michelson, peneliti utama (principal investigator) pada Fermi Large Area Telescope, hal ini mungkin berarti bahwa pancaran energi tertinggi berasal dari bagian semburan yang berbeda, atau tercipta melalui mekanisme yang berbeda.

Makalah yang memuat hasil pengamatan ini telah diterbitkan pada 19 Februari 2009 melalui edisi online dari jurnal ilmiah Nature. (www.nasa.gov)

Fase gerhana berawal saat bayangan antumbral Bulan mulai menyapu samudera Atlantik Selatan pada pukul 06:06 UT (13:06 WIB) pada koridor selebar 363 kilometer. Bergerak ke arah timur, bayangan Bulan selanjutnya akan melewati benua Afrika bagian Selatan hingga samudera Hindia Selatan. Puncak gerhana terjadi pada pukul 07:58:39 UT (14:58:39 WIB) dimana gerhana mencapai magnitud 0.9282. Fase ini berlangsung selama 7 menit 54 detik meliputi daerah selebar 280 km saat matahari mencapai ketinggian 73° diatas horizon.

Selepas itu, gerhana akan bergerak ke arah timur laut, melewati kepulauan Cocos (Cocos Islands) menuju Sumatera bagian selatan dan Jawa bagian Barat, dan selanjutnya melintasi Kalimantan bagian Tengah dan sebagian kecil Sulawesi bagian barat laut sebelum berakhir di sekitar pulau Mindanao, Filipina pada 09:52 UT (16:52 WIB).

Selama 3 jam 45 menit fase gerhana, antumbra Bulan melintas sejauh sekitar 14.500 km, meliputi 0,9% permukaan planet Bumi. Tabel Urut-urutan fase gerhana untuk sejumlah kota yang dilewati gerhana dapat dilihat di sini. Semua waktu dalam UT. Tambahkan 7 jam untuk mengkonversi ke WIB. (eclipse.gsfc.nasa.gov)

Planet seukuran Jupiter, yang dikenal sebagai HD 189733b, terlalu panas untuk mendukung kehidupan. Namun observasi Hubble mengajukan bukti terhadap konsep bahwa komponen kimia dasar untuk kehidupan dapat dideksi pada planet yang mengorbit bintang lain. Kandungan organik dapat juga merupakan produk dari proses kehidupan dan keberadaannya di planet yang mirip Bumi suatu saat dapat menyediakan bukti pertama mengenai keberadaan kehidupan di luar Bumi.

Observasi sebelumnya terhadap HD 189733b oleh Hubble dan teleskop antariksa Spitzer telah mendeteksi adanya uap air, sementara di awal tahun ini Hubble telah menemukan metana pada atmosfer planet tersebut.

“Hal ini menarik karena Hubble telah memungkinkan kita melihat molekul-molekul yang menjejak kondisi, kandungan kima, dan komposisi atmosfer di planet lain,” jelas Mark Swain dari Jet Propulsion Laboratory di Pasadena, AS. “Berkat Hubble, kini kita telah memasuki era dimana kita akan melaju pesat dalam upaya menambah jumlah molekul yang kita ketahui di planet lain.”

Swain dan timnya menggunakan perangkat Near Infrared Camera dan Multi-Object Spectrometer (NICMOS) pada Hubble untuk mempelajari berkas cahaya inframerah yang dipancarkan oleh planet tersebut, yang terletak sejauh 63 tahun cahaya. Gas pada atmosfer planet menyerap cahaya dengan panjang gelombang tertentu dari interior planet yang berpijar panas. Mereka mengidentifikasi tidak hanya karbon dioksida, namun juga karbon monoksida. Molekul-molekul tersebut meninggalkan sidik jari spektralnya yang unik dalam radiasi dari planet yang mencapai Bumi. Ini adalah untuk pertama kalinya emisi spektrum near-infrared berhasil didapat dari sebuah planet ekstrasolar.

“Karbon dioksida adalah salah satu fokus yang menggairahkan, karena ini adalah molekul yang apabila berada pada kondisi yang sesuai dapat berhubungan dengan aktifitas biologis seperti yang terjadi di Bumi,” tambah Swain. “Fakta bahwa kami dapat mendeteksinya, dan memperkirakan kelimpahannya, adalah hal yang signifikan dalam upaya jangka panjang untuk mengkarakterisasi planet-planet, baik untuk menentukan bagaimana terbentuknya, maupun apakah planet tersebut dapat menyimpan suatu bentuk kehidupan.”

Co-researcher dari dari University College, London, Dr. Giovanna Tinetti menerangkan bahwa, “Pada planet-planet terestrial di tata surya kita, CO2 memainkan peranan penting dalam stabilitas iklim. Di Bumi, CO2 adalah salah satu bahan baku fotosintesis dan elemen kunci dalam siklus karbon. Observasi kami merepresentasikan kesempatan besar untuk memahami peranan CO2 di atmosfer planet bergas-panas dan beradiasi tinggi.

Observasi jenis ini paling baik dilakukan planet yang mengorbit tegak lurus terhadap Bumi. Planet-planet tersebut secara teratur melintas di depan dan kemudian di belakang bintang induknya (disebut sebagai gerhana). Planet HD 189733b melintas di belakang bintang induknya sekali setiap 2.2 hari. Ini menyediakan kesempatan untuk meneliti berkas cahaya bintang secara tersendiri (saat planet tertutupi) dan dari bintang dan planet secara bersamaan setelah gerhana. Dengan demikian, para astronom dapat mengisolasi emisi dari planet dan membuat analisis kimia yang mungkin dari atmosfer “siang hari” disana.

Dengan cara ini, Swain menjelaskan bahwa ia menggunakan saat gerhana, dimana planet berada dibelakan bintangnya untuk menjejak kondisi planet pada siang hari, yang mengandung bagian terpanas di atmiosfernya. “Kami mulai mencari molekul-molekul dan menentukan seberapa banyak diantaranya yang terlihat berubah antara sisi siang dan sisi malam,” tambah Swain.

Demonstrasi yang sukses terhadap pengamatan dengan panjang gelombang near-infrared yang dipancarkan dari sebuah planet tersebut telah membawa para astronom untuk merencanakan pemakaian teleskop antariksa James Webb (James Webb Space Telescope, JWST) yang akan diluncurkan pada tahun 2013 mendatang. Seperti diketahui, penanda biologis (biomarker) terlihat paling jelas dalam panjang gelombang near-infrared.

Para astronom berencana untuk menggunakan JWST untuk secara spektroskopis melihat keberadaan biomarker di planet terestrial seukuran Bumi, atau “Bumi Super” yang bermassa beberapa kali lebih besar dari Bumi. “Teleskop Webb akan mampu melakukan pengukuran yang lebih sensitif terhadap peristiwa gerhana primer dan sekunder,” tambah Swain.

Rencana Swain berikutnya adalah untuk mencari molekul-molekul di atmosfer planet ekstrasolar lainnya, dan mencoba meningkatkan jumlah molekul yang terdeteksi pada atmosfer planet ekstrasolar. Ia juga berencana akan memanfaatkan molekul-molekul tersebut untuk mempelajari perubahan yang terjadi pada atmosfer planet ekstrasolar guna mempelajari hal-hal terkait kondisi cuaca di dunia yang jauh itu. (www.scitech.ac.uk)

Peralihan musim ke musim dingin menandai hari terpendek dalam satu tahun, dalam artian siang terpendek dan malam terpanjang pada hemisfer. Sebaliknya peralihan ke musim panas sekaligus merupakan hari terpanjang, dalam artian siang terpanjang dan malam terpendek. Fenomena ini disebabkan oleh kemiringan sumbu rotasi Bumi, yang besarnya 23.5 derajat, sehingga dalam peredarannya mengelilingi matahari, baik belahan Bumi utara maupun selatan secara bergantian akan menerima pajanan sinar matahari langsung lebih besar dibandingkan hemisfer sebaliknya.

Tim yang beranggotakan para astronom berkebangsaan Jerman dan Amerika Serikat yang melakukan observasi ini menunjukkan bahwa bintang kerdil putih tersebut adalah dari jenis yang terpanas yang diketahui sejauh ini, dengan suhu mencapai 200.000 Kelvin pada permukaannya. Sedemikian panasnya hingga fotosfernya menunjukkan garis-garis emisi dalam spektrum ultraviolet — fenomena yang tidak pernah ditemui sebelumnya. Emisi tersebut berasal dari kalsium yang sangat terionisasi, yang merupakan tingkat ionisasi tertinggi dari elemen kimia yang pernah ditemui dalam spektrum fotosfer bintang.

Bintang dengan massa menengah (1-8 kali massa matahari) mengakhiri hidupnya sebagai bintang kerdil putik seukuran Bumi setelah menghabiskan seluruh bahan bakar nuklirnya. Selama masa transisi antara sebagai bintang yang membakar persediaan nuklirnya hingga menjadi kerdil putih, bintang akan menjadi sangat panas. Banyak diantara objek-objek semacam itu dengan temperatur permukaan sekitar 100.000 K kini telah dikenali. Teori mengenai evolusi bintang memprediksi bahwa bintang-bintang semacam itu dapat jauh lebih panas. Namun demikian, peluang untuk dapat mengamati bintang dalalam keadaan sedemikian panas sangat tipis, karena fase ini hanya berlangsung dalam waktu yang singkat.

Sejak ditemukan sebagai sebuah bintang biru redup pada 1985, KPD 0005+5106 telah menarik banyak perhatian dikarenakan spektrum optik yang diambil menggunakan teleskop berbasis darat menunjukkan bahwa bintang kerdil putih ini memiliki suhu yang teramat panas. Bintang tersebut telah dikelompokkan kedalam kelas khusus yang beranggotakan bintang-bintang kerdil putih yang langka, dimana atmosfernya didominasi oleh helium. Analisis yang lebih mendetail dari spektra tersebut, dikombinasikan dengan observasi ultraviolet yang dilakukan oleh teleskop antariksa Hubble memberikan kesimpulan bahwa KPD 0005+5106 memiliki temperatur sekitar 120.000 Kelvin, yang membuatnya menjadi anggota terpanas dari kelasnya. Bintang tersebut telah memiliki “rival” yang sama panasnya, sebuah bintang kerdil putih panas yang ditemukan beberapa tahun lalu oleh Sloan Digital Sky Survey.

Observasi dengan FUSE dilakukan dengan spektroskopi pada panjang gelombang far-ultraviolet, yang tidak dapat dilakukan oleh HST. Selama masa operasionalnya (1999-2007), FUSE secara teratur mengobservasi KPD 0005+5106 dikarenakan bintang tersebut digunakan sebagai target kalibrasi untuk menguji performa teleskopnya. Sekelompok astronom, diantaranya K. Werner, T. Rauch, dan J.W. Kruk, memanfaatkan semua data yang terkumpul untuk membuat datasheet dengan kualitas yang sangat baik. Pengamatan yang lebih teliti mengungkapkan keberadaan dua garis emisi dari kalsium, dan permodelan atmosfer bintang yang terperinci mengkonfirmasikan bahwa garis emisi tersebut berasal dari daerah fotosfer. Analisis tersebut membuktikan bahwa temperatur bintang tersebut haruslah berkisar 200.000 Kelvin agar dapat memancarkan garis emisi semacam itu.

Walaupun teori telah memprediksikan keberadaan bintang kerdil putih yang panas semacam itu, namun demikian komposisi bintang tersebut merupakan sebuah tantangan terhadap konsep kita mengenai evolusi bintang. Kelimpahan kalsium yang terukur (1-10 kali kelimpahan pada matahari) dikombinasikan sifat atmosfer yang kaya akan helium merepresentasikan komposisi kimia yang tidak diprediksi oleh model evolusi bintang. (aanda.org)

“Pusat sebuah galaksi adalah laboratorium yang unik, dimana kita dapat mempelajari proses-proses fundamental dari gravitrasi kuat, dinamika dan formasi bintang yang kesemuanya itu memiliki relevansi dengan semua inti galaksi, dengan detail yang tidak mungkin diperoleh diluar galaksi kita,” jelas Reinhard Genzel, pimpinan tim dari Max-Planck-Institute for Extraterrestrial Physics di Garching dekat Munich, Jerman.

Debu antarbintang yang mengisi galaksi telah menghalangi pandangan langsung kita ke daerah pusat galaksi dalam cahaya tampak. Karena itu, para astronom menggunakan gelombang inframerah yang dapat menembus kabut debu untuk dapat mempelajari daerah tersebut. Walaupun upaya ini merupakan sebuah tantangan teknologi, namun hasilnya cukup sepadan. “Pusat galaksi menyimpan lubang hitam supermasif terdekat yang diketahui. Karena itu, menjadi tempat terbaik untuk mempelajari lubang hitam secara detail.” Demikian menurut Stefan Gillessen, penulis utama paper yang memuat hasil penelitian ini.

Kelompok tersebut menggunakan bintang-bintang di pusat galaksi sebagai “partikel percobaan” (test particles) dengan mengamati bagaimana mereka bergerak di sekeliling Sagittarius A*. Seperti halnya gerak jatuh dedaunan di udara dingin yang mengungkap aliran udara yang kompleks, bintang di pusat menunjukkan gaya-gaya yang berhubungan yang bekerja di inti galaksi. Observasi ini dapat digunakan untuk menyimpulkan properti lubang hitam itu sendiri, seperti massa dan jaraknya. Studi ini juga menunjukkan bahwa setidaknya 96% dari massa yang dirasakan oleh bintang-bintang tersebut berasal dari lubang hitam. Dengan demikian, hanya tersisa sedikit ruang untuk materi gelap lainnya.

“Tidak diragukan lagi, aspek paling spektakuler dari studi jangka panjang kami adalah memberikan apa yang sekarang dianggap sebagai bukti empiris terbaik bahwa lubang hitam supermasif memang betul-betul ada. Bintang-bintang yang mengorbit pusat galaksi menunjukkan bahwa konsentrasi pusat massa sebesar empat juta kali massa matahari pastilah sebuah lubang hitam,” jelas Genzel. Observasi ini memungkinkan para astronom untuk menentukan jarak kita dari pusat galaksi dengan presisi tinggi, yang kini terukur sebesar 27.000 tahun cahaya.

Diperlukan studi selama bertahun-tahun untuk membangun gambaran dari jantung Bima Sakti dan mengkalkulasi orbit dari bintang-bintang secara individual. Tidak kurang dari 16 tahun kerja penuh dedikasi untuk mencapai penemuan ini. Dimulai dari observasi tahun 1992 dengan kamera SHARP yang dipasang pada perangkat New Technology Telescope berdiameter 3,5 meter milik European Space Observatory (ESO) di observatorium La Silla, Chile. Observasi lanjutan dilakukan sejak 2002 menggunakan dua instrumen yang dipasang pada Very Large Telescope (VLT) berdiameter 8,2 meter, juga milik ESO. Total 50 malam observasi dengan teleskop ESO dalam kurun waktu lebih dari 16 tahun telah dihabiskan untuk penemuan ini.

Hasil kerja mereka meningkatkan akurasi saat mana para astronom dapat mengukur posisi dari bintang dengan faktor enam, dibandingkan dengan studi-studi sebelumnya. Presisi final yang dapat dicapai adalah 300 mikrodetikbusur, ekuivalent dengan melihat sekeping koin satu euro dari jarak sekitar 10.000 km.

Untuk pertama kalinya bintang-bintang yang telah diketahui orbitnya mencapai jumlah yang cukup besar untuk dapat memperlihatkan sifat-sifat umumnya. “Bintang-bintang di sekitar pusat galaksi memiliki orbit acak, mirip seperti sekawanan lebah,” terang Gillessen. “Namun demikian, sejauh ini 6 diantara 28 bintang diketahui mengorbit lubang hitam dalam sebuah cakram. Dari segi ini, studi ini juga mengkonfirmasi secara eksplisit hasil penelitian terdahulu dimana cakram ini telah ditemukan walaupun hanya secara statistik.”

Salahsatu bintang, dikenal sebagai S2, mengorbit pusat Bima Sakti sedemikian cepat hingga dapat menyelesaikan satu revolusi penuh dalam 16 tahun periode studi tersebut. Pengamatan terhadap S2 dalam satu orbit penuh memberikan kontribusi penting terhadap akurasi tinggi yang dicapai, dan untuk memahami daerah tersebut. Namun demikian, studi ini masih menyisakan misteri seperti bagaimana bintang-bintang muda berada pada orbit yang sekarang diamati. Bintang-bintang itu terlalu muda untuk bermigrasi dalam jarak jauh, namun lebih kecil lagi kemungkinannya bahwa mereka terbentuk pada orbit mereka yang sekarang, dibawah pengaruh gaya pasang-surut (tidal forces) dari lubang hitam. Menariknya, observasi yang akan datang telah direncanakan untuk menguji sejumlah model teoretis yang mencoba memecahkan teka-teki ini.

Namun demikian, studi ini membutuhkan resolusi angular yang lebih tinggi dari yang saat ini tersedia. Dimasa mendatang ESO akan segera dapat memenuhi resolusi yang dibutuhkan dengan memanfaatkan teknik interferometri. Teknik ini memungkinkan para astronom untuk menggabungkan berkas cahaya yang ditangkap oleh empat unit teleskop berdiameter 8,2 meter milik VLT. Teknik ini akan meningkatkan akurasi observasi dengan faktor 10 hingga 100 dari yang selama ini dimungkinkan. Kombinasi tersebut bahkan potensial untuk secara langsung menguju teori relativitas umum Einstein pada daerah yang saat ini belum dieksplorasi di dekat lubang hitam. (www.eso.org/public)

Sebagaimana dijelaskan oleh Dr. Roger Wesson, fisikawan dan astronom UCL, pada akhir hidupnya sebagian bintang akan mengalami ledakan nova, yang disebabkan oleh reaksi nuklir pada permukaannya. Pada agustus 2007, ledakan bintang semacam ini telah ditemukan di suatu bagian langit yang secara kebetulan sedang diamati hanya beberapa minggu sebelumnya. Citra pra-ledakan menunjukkan bahwa bintang tersebut diselubungi oleh nebula planeter.

Walaupun beberapa nova telah ditemukan setiap tahun di galaksi kita, ini hanyalah kali kedua dimana suatu nova terlihat berada dalam nebula planeter – yang pertama teramati pada 100 tahun lalu. Kini berkas cahaya dari ledakan tersebut telah melewati dan menerangi nebula yang melingkupinya. Keberadaan objek ini merupakan tantangan serius terhadap teori saat ini mengenai bagaimana bintang berevolusi dan dapat berlaku sebagai “Batu Rosetta” dalam memahami sebagian aspek dari kehidupan bintang-bintang.

Citra pra-ledakan diambil sebagai bagian dari proyek Isaac Newton Telescope Photometric HAlpha Survey (IPHAS), survey digital pertama dari Bima Sakti dalam cahaya tampak, dan yang paling komprehensif dalam cahaya yang diemisikan oleh hidrogen (elemen yang paling berlimpah di alam semesta).

Bintang yang meledak tersebut merupakan sebuah nova, suatu peristiwa yang dipicu oleh perpindahan materi dari satu bintang dalam sistem bintang ganda dekat (close binary star) kepada bintang pasangannya. Nebula yang melingkupi nova ini adalah nebula planeter, yang semestinya telah terbentuk pada fase awal keberadaan bintang ganda, saat lapisan terluar dari salah satu bintang mengalami pelepasan. Hanya ada satu nova yang sebelumnya telah teramati yang terjadi didalam nebula planeter, yakni Nova Persei pada 1901. Kesempatan untuk menyaksikan secara detail saat letupan nova berinteraksi dengan nebula adalah yang pertama kalinya dalam sejarah astronomi.

Nova baru ini, dikenal sebagai V458 Vulpeculae (V458 Vul), menyediakan pengujian penting terhadap permodelan mengenai bagaimana bintang berevolusi. Analisis juga menunjukkan bahwa kombinasi massa dari kedua bintang yang menghasilkan ledakan dapat cukup besar hingga sewaktu-waktu kedua bintang dapat saling berpilin sehingga menghasilkan ledakan supernova yang jauh lebih besar. Aturan bahwa nova di masa depan potensial menjadi supernova masih sangat sulit untuk dianalisis secara detail, dan dengan demikian V458 Vul menyediakan kesempatan bagi para ilmuwan untuk mempelajari lebih dalam mengenai aspek ini dalam evolusi bintang.

Studi ini dipublikasikan melalui Astrophysical Journal Letters pada 20 November 2008. Citra nebula di sekeliling V458 Vul beserta animasi yang menunjukkan perubahan setelah ledakan dapat dilihat di http://www.star.ucl.ac.uk/~rwesson/novavul (www.ucl.ac.uk)

“Kami tidak pernah melihat aurora seperti ini di tempat lain,” jelas Tom Stallard, yang menekuni data Cassini di University of Leicester. “Itu bukan hanya suatu cincin aurora seperti halnya yang telah kita lihat di Jupiter atau Bumi. Aurora ini menutupi area yang sangat luas di sepanjang kutub. Gagasan kami sekarang mengenai apa yang membentuk aurora pada Saturnus memprediksikan bahwa daerah tersebut semestinya kosong, sehingga penemuan sesuatu yang sedemikian cemerlang adalah kejutan yang fantastik.”

Partikel bermuatan yang mengalir di sepanjang medan magnet suatu planet dan kedalam atmosfernya menyebabkan terbentuknya aurora. Di Bumi, partikel bermuatan tersebut berasal dari angin matahari – aliran partikel yang memancar dari Matahari.

Citra Cassini yang memperlihatkan aurora Jupiter dan atomsfer di sekitarnya, diperlihatkan dalam dua panjang gelombang sinar inframerah. (Gambar: NASA/JPL/University of Arizona)

Cincin aurora utama pada Jupiter disebabkan oleh interaksi didalam lingkungan magnetik Jupiter dan memiliki ukuran yang konstan. Sementara itu, aurora utama pada Saturnus, yang disebabkan oleh angin Matahari, ukurannya berubah secara dramatis sesuai dengan intensitas angin Matahari. Namun demikian, aurora yang baru teramati ini tidak cocok dengan katagori-katagori tersebut.

“Fitur aurora yang unik pada Saturnus mengatakan ke kita bahwa ada sesuatu yang spesial dan tak terduga pada magnetosfer planet dan caranya berinteraksi dengan angin matahari serta atmosfer planet,” demikian dikatakan Nick Achilleos, saintis dari tim magnetometer Cassini di University College di London. “Mencoba menjelaskan menyebabkan tidak diragukan lagi akan membawa kita ke gejala fisika yang secara unik bekerja pada lingkungan Saturnus.”

Aurora inframerah baru tersebut nampak di daerah yang tersembunyi dari pandangan Teleskop Antariksa Hubble, yang pernah mengamati aurora ultraviolet Saturnus. Cassini mengobservasinya saat wahana tersebut terbang di dekat daerah kutub Saturnus. Dalam sinar inframerah, aurora tersebut sewaktu-waktu mengisi daerah di sekitar 82° lintang utara sepanjang lingkaran kutub. Aurora ini berubah-ubah secara konstan, bahkan menghilang dalam periode 45 menit. (saturn.jpl.nasa.gov)