Jumat, 25 September 2020,  Program Studi Astronomi Institut Teknologi Bandung  dalam program Penelitian, Pengabdian kepada Masyarakat dan Inovasi (P2MI) Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) ITB telah mengadakan workshop daring yang berjudul A One Day Workshop on Planetary Nebulae: Observation and Analysis. Workshop ini ditujukan untuk menambah pengetahuan dan mengasah skill partisipan yang hadir, yang terdiri atas mahasiswa S1 dan S2 Program Studi Astronomi ITB. Workshop dipandu oleh Fitrin Aulia Salima dan terbagi atas empat sesi penyampaian materi, yaitu Introduction to Planetary Nebulae, Spectroscopy & Surface Photometry of Planetary Nebulae3D Morphokinematics of Planetary Nebulae, dan Planetary Nebulae Photoionization Modelling. Selain penyampaian materi, dalam workshop ini juga terdapat sesi latihan untuk mengolah dan menganalisis data spektrum nebula planetari.

Workshop dimulai pukul 08.00 WIB. Materi pertama disampaikan oleh dosen Astronomi ITB, Dr. Hakim L. Malasan, M.Sc. Beliau menjelaskan bahwa bintang-bintang seukuran Matahari akan melewati siklus akhir kehidupannya dengan menjadi nebula planetari sebelum akhirnya menjadi katai putih. Nebula planetari ini seringkali disalah artikan sebagai planet karena namanya. Mengapa objek ini disebut nebula planetari jika bukan berasal dari planet?

Klasifikasi nebula pertama kali dilakukan tahun 1785 oleh William Herschel, seorang astronom yang sebelumnya telah menemukan Planet Uranus. Herschel mengklasifikasikan objek nebula dan gugus bintang menjadi delapan tipe, salah satunya adalah kategori objek-mirip-Uranus. Saat itu, Herschel berspekulasi bahwa objek-objek tersebut merupakan sekumpulan awan gas yang bertumbukan dan dikelilingi oleh planet. Hal inilah yang membuat objek tersebut sampai sekarang kita kenal dengan nama nebula planetari.

Pak Hakim menyebutkan bahwa hal yang membuat nebula planetari menjadi eksotik adalah spektrumnya yang menarik untuk diamati. Pada tahun 1864, William dan Margaret Huggins menunjukkan bahwa Cat’s Eye Nebulae menampilkan spektrum yang terdiri atas garis emisi tunggal berwarna kehijauan. Penyebab penghijauan pada garis emisi tersebut belum diketahui sehingga elemen tersebut disebut dengan ‘nebulium’. Baru pada tahun 1926, Ira S. Bowen menemukan bahwa nebulium itu sebenarnya oksigen dan nitrogen terionisasi yang berada pada kondisi tidak biasa. Garis hijau pada spektrum itulah yang kini dikenal sebagai garis terlarang.

Pada sesi ini, Pak Hakim juga menjelaskan tentang ekspansi, usia, dan juga pengukuran jarak ke nebula planetari yang dapat diketahui dari pergeseran Doppler dan sudut paralaks. Beliau menyampaikan bahwa penelitian terkait nebula planetari merupakan kasus yang seru dalam astrofisika, dapat dilihat dari bentuk nebula planetari yang sangat beragam sehingga perlu diketahui lebih lanjut bagaimana proses pembentukannya. Diperlukan paradigma baru dalam penelitian terkait nebula planetari, yaitu dengan meninjau MHD (magnetic hydrodinamica) dan juga interaksi dari bintang ganda.

Lalu, bagaimana cara mengamati nebula? Pada sesi kedua, I. Imaduddin, S.Si menyampaikan mengenai pengamatan nebula melalui fotometri dan spektroskopi. Dalam melakukan pengamatan, karakteristik objek perlu diperhatikan untuk mengetahui apakah kecerlangan dan ukuran objek tersebut cukup untuk bisa diamati dengan instrumen yang dimiliki. Sensitivitas instrumen, filter, serta resolusi spektral juga perlu dipertimbangkan sesuai dengan tujuan pengamatan.

Secara umum, langkah pengamatan fotometri mirip dengan spektroskopi. Akan tetapi, kalibrasi pada spektroskopi lebih sulit dibanding fotometri karena pada spektroskopi, selain kalibrasi standar, diperlukan juga kalibrasi panjang gelombang dan kalibrasi fluks dengan lampu pembanding. Namun, untuk mengamati suatu fitur tertentu pada objek nebula planetari, spektroskopi menggunakan narrowband perlu dilakukan karena fotometri sulit untuk memisahkan fitur tersebut. Inilah yang membuat data hasil spektroskopi dapat menjadi data yang menarik untuk dianalisis lebih lanjut. Kak Udin menyampaikan, hal yang paling menarik adalah kita bisa melihat dari berbagai pola pandangan untuk mengetahui sebenarnya seperti apa nebula planetari itu.

Workshop dimulai kembali pada pukul 13.00 WIB setelah sebelumnya peserta diberikan waktu istirahat. Workshop dilanjutkan ke sesi latihan mengolah dan menganalisis data spektrum nebula planetari. Latihan mengolah data difokuskan pada pengolahan spektrum karena sebagian data yang digunakan adalah data hasil pengamatan spektroskopi.

Ketika mengamati nebula planetari, citra yang didapatkan adalah citra spektogram yang lurus membentang. Citra spektogram akan melalui proses reduksi dan kalibrasi terlebih dahulu sebelum diolah lebih lanjut. Karena keterbatasan waktu, Evan I. Akbar, S.Si., M.Si., yang berperan sebagai instruktur pelatihan menyampaikan bahwa proses reduksi dan kalibrasi tidak akan dibahas dalam workshop ini. Pak Evan dan panitia telah menyediakan beberapa file, di antaranya beberapa kode python yang akan digunakan sebagai perintah untuk mengolah data, daftar nebula planetari, dan sekumpulan file spektrum nebula planetari yang sudah melewati proses reduksi dan kalibrasi dengan format .csv.

Pengolahan data dilakukan dengan proses komputasi memakai bahasa pemrograman python. Hasil akhir dari pengolahan data spektrum adalah mendapatkan nilai FWHM, line center, dan fluks garis emisi. Nilai yang telah didapatkan akan menghasilkan berbagai  parameter untuk menggambarkan nebula planetari.

Setelah mengolah data, M. Fajrin, S.Si., yang berperan sebagai pemateri selanjutnya memperkenalkan teknik 3D Morphokinematics menggunakan software Shape. Shape digunakan untuk memodelkan bentuk tiga dimensi nebula planetari dengan memanfaatkan parameter-parameter yang telah diketahui sebelumnya, khususnya spektrum. Shape tidak hanya terbatas memodelkan nebula planetari, tetapi bisa digunakan juga untuk memodelkan benda-benda astrofisika yang bersifat seperti gas.

Hari semakin sore, Matahari terus menuju horizon barat yang menunjukkan workshop akan segera berakhir. Materi terakhir workshop memperkenalkan tools Cloudy untuk memodelkan proses fotoionisasi. Peserta diberikan manual book sebagai petunjuk cara menjalankan Cloudy. Dengan menjalankan Cloudy, model spektrum hasil ionisasi dari nebula planetari dapat dihasilkan. Pak Evan sebagai pemateri menjelaskan bahwa beliau telah memakai Cloudy untuk objek nebula planetari dan kuasar. Tools ini akan menyempurnakan pemodelan parameter-parameter nebula planetari.

Secara keseluruhan, workshop berjalan dengan lancar. Pak Hakim L. Malasan sebagai perwakilan panitia mengucapkan terima kasih atas partisipasi peserta. Beliau juga berharap semoga semakin banyak yang tertarik dengan nebula planetari. [Beta Miftahul Falah & Hasan Faadillah].