Very Long Baseline Interferometry, atau VLBI, menghubungkan teleskop radio yang dipisahkan secara luas untuk memungkinkan para astronom melihat alam semesta lebih terinci dari sebelumnya.
Very Long Baseline Interferometry, atau VLBI, adalah teknik yang kuat dalam astronomi radio. Dengan menghubungkan teleskop radio yang terpisah secara luas, VLBI memungkinkan para astronom untuk melihat alam semesta secara lebih detail dari sebelumnya. Dengan piringan radio yang secara efektif sebesar seluruh negara, kita dapat mengintip ke dalam hati lubang hitam, memetakan permukaan bintang, dan bahkan melacak arus benua di sini, di rumah.
Antena radio Goldstone 70 meter terkadang digunakan untuk pengamatan VLBI. Kredit: NASA / JPL
Salah satu hal yang membatasi seberapa banyak detail yang dapat Anda lihat melalui teleskop adalah ukuran cermin utama (atau dalam teleskop pembiasan, ukuran lensa objektif). Hal yang sama berlaku dengan teleskop radio, hanya alih-alih cermin, mereka menggunakan lembaran besar logam untuk memfokuskan gelombang radio dari angkasa luar. Semakin besar cermin, lensa, atau antena, semakin banyak detail yang dapat Anda lihat. Ini adalah salah satu alasan mengapa para astronom selamanya berlomba untuk membangun teleskop yang lebih besar dan lebih besar.
Diameter cermin yang sangat penting itu membatasi apa yang bisa Anda lihat. Kadang-kadang, ketika saya memasang teleskop di trotoar dan mengarahkannya ke bulan, orang yang lewat bertanya apakah mereka bisa melihat Apollo mendarat. Ketika saya menunjukkan bahwa, tidak, kita akan membutuhkan teleskop yang lebih besar untuk melakukan itu, mereka sering bertanya apakah sesuatu seperti Hubble Space Telescope bisa melakukannya. Itu cukup kuat, bukan?
Yang benar adalah, tidak ada teleskop di mana pun di Bumi yang dapat menggambarkan modul bulan yang berada di permukaan bulan. Untuk melakukan itu, Anda membutuhkan teleskop dengan cermin kira-kira 60 meter (200 kaki)! Itu hanya sedikit lebih kecil dari 747. Hubble, di sisi lain, memiliki cermin dengan diameter hanya 2,4 meter. Teleskop terbesar di planet ini memiliki cermin 10 meter.
Jadi jelas, teleskop yang lebih besar lebih baik. Dan ada teleskop dalam karya dengan cermin yang mengesankan sepanjang 30 meter. Tetapi pada titik tertentu, itu menjadi tidak praktis. Di sinilah ilmu interferometri dapat membantu!
Jika Anda menempatkan dua teleskop terpisah 100 meter dan menggabungkan cahayanya, Anda dapat melihat jumlah detail yang sama dengan teleskop selebar 100 meter! Dua teleskop yang bekerja bersama-sama seperti ini disebut "interferometer" - mereka menggunakan interferensi gelombang cahaya dari dua teleskop untuk menguraikan detail halus yang indah.
Dua teleskop Keck 10 meter dapat digunakan sebagai interferometer optik / inframerah 85 meter. Kredit: NASA / JPL
Dengan cahaya optik atau inframerah, teleskop dalam interferometer harus secara fisik terhubung melalui serangkaian tabung yang disebut "garis tunda". Menggunakan teleskop radio, bagaimanapun, memungkinkan para astronom untuk merekam sinyal dari antena dan kemudian menggabungkan cahaya di komputer di beberapa waktu kemudian. Ini menawarkan keuntungan besar: tidak ada batasan jarak antara teleskop!
VLBI dapat menggabungkan cahaya dari teleskop radio yang ditempatkan di sisi berlawanan dari dunia. Salah satu sistem terbesar adalah Very Long Baseline Array (VLBA). Sepuluh teleskop - membentang dari Hawaii ke Kepulauan Virgin - semuanya bekerja sama untuk membuat teleskop radio yang lebih dari setengah ukuran Bumi! Ketika disatukan, kesepuluh teleskop mengarahkan ke objek yang sama, menggabungkan data dalam komputer yang kuat dengan bantuan jam atom tepat fenomenal, dan melihat kosmos secara lebih rinci daripada sebelumnya.
Very Long Baseline Array (VLBA) terdiri dari sepuluh teleskop radio yang tersebar di belahan bumi barat dan beroperasi sebagai instrumen tunggal.Kredit: NRAO / AUI, dengan Earth image courtesy dari SeaWiFS Project NASA / GSFC dan ORBIMAGE
Karena teleskop tidak perlu terhubung secara fisik, langit benar-benar batas dalam hal penempatan teleskop. Bayangkan menempatkan satu di orbit di sekitar Bumi! Atau meluncurkan armada teleskop radio ke ruang angkasa untuk bekerja sebagai interferometer tunggal beberapa kali lebih besar dari planet kita. Dan jika Anda benar-benar ingin bermimpi besar, mengapa tidak menempatkan beberapa teleskop di Bumi sambil menempatkan yang lain di sisi jauh Bulan? Anda kemudian akan memiliki seperempat juta mil teleskop radio selebar! Kekuatan penyelesaian dari pengaturan seperti itu akan sama dengan berdiri di Los Angeles dan membaca koran yang ditempatkan di Washington, D.C.
VLBI adalah alat serbaguna. Teknik-teknik yang memungkinkannya melacak gerakan gas di gugus galaksi yang jauh juga dapat digunakan untuk merekam gerakan planet kita sendiri. Jika dua teleskop di sisi yang berlawanan dari satu benua sama-sama menunjuk ke quasar yang sama, misalnya, cahaya dari quasar akan mencapai satu teleskop sebelum mencapai yang lain. Dengan jam yang tepat, Anda dapat menggunakan waktu tunda itu untuk secara akurat mengukur jarak antara teleskop. Lakukan itu berulang kali, dan Anda dapat memantau bagaimana jarak itu berubah seiring waktu. Hebatnya, ahli geologi dapat menggunakan sinyal radio dari quasar miliaran tahun cahaya untuk menonton pergeseran lambat lempeng tektonik!
Gambar VLBA dari sebuah jet yang berasal dari inti galaksi M87, 50 juta tahun cahaya dari Bumi. Jet itu, yang dikendarai oleh lubang hitam supermasif di pusat galaksi, panjangnya 5.000 tahun cahaya. Gas dalam jet bergerak hampir dengan kecepatan cahaya. Kredit: NRAO / AUI dan Y. Y. Kovalev, MPIfR dan ASC Lebedev.
Very Long Baseline Interferometry - VLBI - adalah alat yang sangat kompleks namun kuat. Dengan menghubungkan teleskop radio dari seluruh dunia, para astronom dapat melihat Semesta dengan sangat detail. Jaringan VLBI telah mempelajari bintang yang meledak dan jet gas yang kuat yang didorong oleh lubang hitam supermasif di jantung galaksi. Dan teknologi yang sama memungkinkan kita mengupas struktur bagian dalam planet kita dan menentukan orientasi kita di ruang angkasa.
Apa yang akan diungkapkan oleh generasi berikutnya dari jaringan VLBI yang lebih besar tentang Alam Semesta yang jauh atau bahkan tanah di bawah kaki kita?