CosmoCube disiapkan untuk mencari jawaban mengenai suhu gas pada masa sangat awal alam semesta, jauh sebelum bintang dan galaksi terbentuk. Satelit seukuran koper itu akan mengorbit Bulan untuk menangkap sinyal radio purba yang dikenal sebagai garis 21cm.
Pengukuran ini penting karena hidrogen netral merupakan unsur yang memenuhi alam semesta pada tahap awal. Jejak radio dari hidrogen dapat membantu ilmuwan membaca perubahan kondisi kosmos setelah Big Bang.
Jejak dari Masa Ketika Alam Semesta Belum Bercahaya
Sasaran pengamatan CosmoCube mencakup zaman kegelapan kosmik yang dimulai sekitar 380.000 tahun setelah Big Bang. Pada periode itu, gas hidrogen sudah tersebar luas, tetapi bintang dan galaksi belum muncul untuk menerangi alam semesta.
Misi tersebut juga ditargetkan mengikuti perubahan menuju fajar kosmik, ketika bintang dan galaksi pertama mulai terbentuk. Jangkauan pengamatan diharapkan mencapai akhir reionisasi, sekitar satu miliar tahun setelah Big Bang.
| Periode | Waktu yang Disebutkan | Fokus Pengamatan |
|---|---|---|
| Zaman kegelapan kosmik | Mulai sekitar 380.000 tahun setelah Big Bang | Kondisi gas hidrogen awal |
| Fajar kosmik | Setelah zaman kegelapan | Kemunculan bintang dan galaksi pertama |
| Akhir reionisasi | Sekitar satu miliar tahun setelah Big Bang | Perubahan besar pada gas antargalaksi |
Data dari rentang waktu tersebut dapat memperlihatkan bagaimana lingkungan awal berubah sebelum akhirnya melahirkan struktur kosmik yang lebih kompleks. Ilmuwan juga berharap bentuk serta kekuatan sinyal memberi petunjuk mengenai sifat materi gelap.
Materi gelap tidak dapat diamati secara langsung, tetapi diperkirakan menyusun sebagian besar materi di alam semesta. Karakter sinyal hidrogen dapat membantu peneliti mempelajari kaitan komponen itu dengan pembentukan struktur kosmik.
Pergeseran Merah Membuka Catatan Kosmik
Sinyal dari masa lampau tidak tiba di Bumi dalam bentuk yang sama seperti saat dipancarkan. Pemuaian alam semesta meregangkan panjang gelombangnya, menghasilkan pergeseran merah atau redshift yang lebih besar untuk sinyal dari masa lebih tua.
Karena perubahan panjang gelombang itu, garis 21cm dapat digunakan layaknya termometer kosmik. Pengamatan pada frekuensi berbeda memungkinkan ilmuwan menelusuri suhu gas di berbagai tahap sejarah alam semesta.
Profesor Eloy de Lera Acedo dari Laboratorium Cavendish, Universitas Cambridge, menempatkan pengukuran suhu fisik gas sebagai fokus utama misi. “Hal utama yang kami lacak dengan melihat sinyal ini adalah berapa suhu fisik gas selama alam semesta awal,” kata de Lera Acedo.
Mengapa Pengamatan Dilakukan dari Balik Bulan
Instrumen di Bumi telah mencoba mendeteksi sinyal serupa, tetapi menghadapi gangguan radio yang sangat besar. Radio FM, komunikasi pesawat, satelit, dan perangkat elektronik dapat menciptakan interferensi pada frekuensi yang diperlukan.
Ionosfer Bumi turut menjadi hambatan dalam pencarian sinyal dari masa sangat awal tersebut. Sisi jauh Bulan menawarkan kondisi berbeda karena tubuh Bulan dapat menghalangi sebagian besar kebisingan radio Bumi saat satelit berada di baliknya.
Media Indonesia melaporkan rencana ini memanfaatkan sisi jauh Bulan sebagai lokasi astronomi radio frekuensi rendah yang lebih tenang. Namun, manfaat tersebut bergantung pada kemampuan menjaga lingkungan radio di sekitar Bulan agar tidak dipenuhi sumber gangguan baru.
Profesor Phil Bull dari Jodrell Bank Centre for Astrophysics menilai pengukuran CosmoCube dapat membantu memahami proses penting setelah zaman kegelapan kosmik. Meski tidak terlibat dalam proyek itu, ia mengingatkan bahwa misi Bulan lain berpotensi membawa gangguan radio buatan manusia lebih dulu.
Data Tambahan untuk Menguji Klaim Lama
Teleskop EDGES di Australia sebelumnya pernah mengklaim mendeteksi sinyal yang berkaitan dengan periode awal tersebut. Hasil pengamatan EDGES masih diperdebatkan oleh kalangan ilmiah, sehingga pengukuran mandiri dari CosmoCube dapat menjadi data tambahan yang bernilai.
Misi CosmoCube diperkirakan berjalan sekitar dua tahun dengan kebutuhan biaya sedikit di bawah £50 juta. Proyek ini telah menerima pendanaan lebih dari £2 juta dari Badan Antariksa Inggris, sedangkan peluncurannya diperkirakan dapat dilakukan sekitar lima tahun lagi.
Keberhasilan CosmoCube tidak hanya bergantung pada instrumen satelit, tetapi juga pada terjaganya ketenangan radio di wilayah Bulan yang akan dipakai untuk pengamatan. Kondisi itu menjadi kunci agar sinyal lemah dari alam semesta purba tidak kembali tenggelam oleh gangguan buatan manusia.
