Pembukaan teleskop cermin cair di India | Ilmu pengetahuan

Sebuah teleskop unik yang memfokuskan cahaya dengan mangkuk merkuri cair yang berputar perlahan alih-alih cermin padat membuka matanya ke langit di atas India. Teleskop semacam itu telah dibuat sebelumnya, tetapi International Liquid Mirror Telescope (ILMT) selebar 4m adalah teleskop besar pertama yang dibuat untuk tujuan astronomi, dalam semacam penghargaan bagi pengamat posisi ketinggian – Devasthal Prize Observatory 2.450m di Himalaya.

Meskipun para astronom harus memuaskan diri mereka sendiri dengan hanya melihat lurus, instrumen senilai $ 2 juta, yang dibangun oleh konsorsium Belgia, Kanada, dan India, jauh lebih murah daripada teleskop kaca-cermin. Sepelemparan batu dari ILMT adalah Devasthal Optical Steering Telescope (DOT) 3,6 meter – dibangun oleh perusahaan Belgia yang sama pada waktu yang sama – tetapi seharga $18 juta. “Hal-hal sederhana seringkali adalah yang terbaik,” kata manajer proyek Jean Sorge dari University of Liege. Beberapa astronom mengatakan cermin cair adalah teknologi ideal untuk teleskop raksasa di Bulan yang bisa kembali ke masa bintang-bintang pertama di alam semesta.

Ketika semangkuk air raksa reflektif diputar, kombinasi gravitasi dan gaya sentrifugal memaksa cairan menjadi bentuk parabola yang sempurna, seperti cermin teleskop tradisional — tetapi tanpa biaya pengecoran cermin kaca kosong, menggiling permukaannya menjadi parabola, dan melapisinya dengan aluminium reflektif.

Impian ILMT awalnya pada akhir 1990-an. Kapal berbentuk piring berisi merkuri dikirim ke India pada 2012, tetapi konstruksi wadah teleskop tertunda. Kemudian para peneliti menemukan bahwa mereka tidak memiliki cukup merkuri. Dengan lebih banyak menunggu mereka, pandemi COVID-19 telah melanda, membuat perjalanan ke India menjadi tidak mungkin. Terakhir, pada bulan April, tim memetakan 50 liter pemintalan merkuri, menciptakan lapisan setara setebal 3,5 mm. Setelah kehamilan yang begitu lama, “kami semua sangat bahagia,” kata anggota tim Paul Hickson dari University of British Columbia, Vancouver.

Cermin berputar, menatap lurus ke atas, akan melihat sepetak langit hampir selebar bulan purnama saat rotasi bumi memindai langit dari senja hingga fajar. “Nyalakan saja dan lepaskan,” kata Hickson. Objek muncul sebagai garis panjang pada gambar; Piksel yang terpisah kemudian dapat ditambahkan bersama untuk membuat satu eksposur panjang. Karena teleskop melihat garis langit yang kira-kira sama pada malam-malam berturut-turut, eksposur dari beberapa malam dapat ditambahkan bersama-sama untuk mendapatkan gambar objek samar yang sangat sensitif.

Sebagai alternatif, gambar satu malam dapat dikurangi dari yang berikutnya untuk melihat apa yang telah berubah, mengungkapkan objek sementara seperti supernova dan quasar, inti terang galaksi jauh yang menyusut dan memudar saat lubang hitam supermasif melahap materi. Surdej ingin mencari lensa gravitasi, di mana gravitasi galaksi atau gugusan galaksi membelokkan cahaya objek yang jauh seperti kaca pembesar raksasa. Pengukuran ILMT sensitif dari kecerahan objek mengungkapkan massa galaksi lensa dan dapat membantu memperkirakan tingkat ekspansi alam semesta. Sebuah penelitian menunjukkan bahwa hingga 50 lensa dapat terlihat di pita langit di ILMT.

Teleskop survei konvensional, seperti Fasilitas Transit Zwicky di California dan Observatorium Vera C. Rubin yang akan datang di Chili, mencakup area langit yang jauh lebih luas. Tapi mereka tidak mungkin kembali ke patch yang sama setiap malam untuk mencari perubahan. “Kami dipaksa untuk memiliki ceruk,” kata Hickson. ILMT memiliki kekuatan tambahan untuk duduk di sebelah DOT, dan dilengkapi dengan instrumen yang dapat dengan cepat memindai objek apa pun yang lewat yang terdeteksi oleh tetangga sebelahnya. Pendekatan tim penanda ini “lebih komprehensif, dan lebih kaya secara ilmiah,” kata Dipankar Banerjee, direktur Aryabhata Observation Science Research Institute, yang menjalankan Devastal Observatory.

Jika ILMT berhasil, Surdej mengatakan teknologi itu dapat ditingkatkan untuk membangun cermin cair yang jauh lebih besar di Bulan, lokasi yang menarik untuk teleskop raksasa masa depan karena kurang aktif secara seismik daripada Bumi dan tidak memiliki atmosfer. Di Bumi, efek Coriolis, dari rotasi planet, akan mendistorsi gerakan Merkurius di cermin berukuran lebih dari 8 meter. Tapi Bulan berputar lebih lambat, memungkinkan cermin cair yang jauh lebih besar – meskipun bukan dari Merkurius. Terlalu berat untuk dibawa ke bulan dan membeku di malam hari dan menguap di siang hari. Tetapi lebih dari satu dekade yang lalu, pelopor cermin cair Ermanno Porra dari Universitas Laval menunjukkan bahwa “cairan ionik”, garam cair ringan dengan titik beku rendah, akan tahan terhadap kondisi bulan dan dapat dibuat reflektif dengan lapisan tipis perak.

Pada tahun 2000-an, baik NASA dan Badan Antariksa Kanada menugaskan studi teleskop cermin cair di permukaan bulan, tetapi mereka tidak melangkah lebih jauh. Para astronom berharap minat saat ini dalam eksplorasi bulan dan peluncuran murah yang ditawarkan oleh perusahaan ruang angkasa swasta seperti SpaceX akan memacu kebangkitan. Pada tahun 2020, sebuah tim dari University of Texas, Austin, mengusulkan teleskop besar terakhir, cermin cair 100 meter yang akan terus-menerus menatap petak langit yang sama selama bertahun-tahun dari salah satu kutub bulan. Raksasa seperti itu dapat mengumpulkan tetesan samar foton dari bintang pertama yang menerangi alam semesta, bahkan sebelum galaksi ada. Pembuat cermin veteran Roger Angel dari University of Arizona mengatakan ada “ceruk unik untuk perusahaan hebat” [liquid] Sebuah cermin di luar apa yang bisa dilakukan orang lain.”