Setiap mahasiswa hakikinya akan melewati fase sidang sebagai tahap akhir dalam studinya di tingkat perguruan tinggi. Sidang merupakan representasi dari tugas akhir yang dikerjakan oleh setiap mahasiswa. Berkaitan dengan mahasiswa dan tugas akhir, pada artikel kali ini akan dibahas mengenai dua orang mahasiswa sarjana astronomi beserta tugas akhirnya yang termasuk ke dalam sub Kelompok Keahlian (KK) yang sama, yaitu Nur Salam Al-Amin (Amin) dan Ajraini Nazli (Aji). Pembahasan tugas akhir ini ditujukan agar ilmu yang terdapat di dalam karya mahasiswa tidak hanya berakhir di perpustakaan, melainkan dapat menjadi manfaat dan wawasan baru bagi pembaca di dunia maya.

Gambar 1. Nur Salam Al-Amin. (Sumber: md)

Amin adalah mahasiswa Program Sarjana Astronomi angkatan 2015 dengan Nomor Induk Mahasiswa (NIM) 10315016. Ia lahir di Bangunsari Asahan, 7 Juli 1997. Amin mengusung tema Tugas Akhir, “1,3% Penentuan Konstanta Hubble (H0) dari BAO (Baryon Accoustic Ossilation)”. Sedangkan Aji juga mahasiswa Program Sarjana Astronomi angkatan 2015, dengan NIM 10315006. Ia lahir di Medan, 17 November 1997. Aji mengusung tema Tugas Akhir, “Penentuan Konstanta Hubble (H0) dengan Data Supernova Tipe 1A NIR (Near Infra Red)”.

Tema tugas akhir keduanya termasuk ke dalam sub KK Galaksi dan Kosmologi. Mereka dibimbing oleh Dr.rer.nat. Hesti Retno Tri Wulandari, yang merupakan dosen di Program Studi Astronomi dengan bidang penelitian dark matter, kosmologi, dan astrofisika relativistik. Amin dan Aji tertarik untuk mengambil tema tugas akhir dengan sub KK Galaksi Dan Kosmologi karena latar belakangnya masing-masing. Menurut Amin, “Sebenarnya lebih ke pengalaman pribadi. Basicnya dulu ingin ke tsanawiyah, tapi malah ke sekolah negeri sehingga belajarnya lebih banyak ilmu eksak. Sampai akhirnya sekarang masuk ITB dan memilih jurusan yang eksak banget. Terus ada juga pengalaman spiritual pribadi, jadi melihat Tuhan dari sisi itu. Karena ada saja hal yang diciptakan Allah S.W.T. seharmoni itu, contohnya keteraturan alam semesta dan mengapa alam semesta mengembang dipercepat. Pertama kali suka dengan kosmologi ketika materi pemodelan alam semesta.

Sedangkan menurut Aji, “Alasan memilih sub KK Galaksi Dan Kosmologi karena ingin terjun di situ. Sebenarnya dulu sejak SMA lebih banyak belajar biologi dan pernah terbersit untuk mengambil tema tugas akhir tentang astrobiologi. Namun ketika ada mata kuliah Pengantar Kosmologi dan cara mengajar Bu Hesti yang menyenangkan, Aji jadi tertarik ke kosmologi. Bahasannya luas dan lebih cepat nerap dibandingkan mata kuliah lain. Pertama kali suka dengan kosmologi itu ketika materi Olber’s Paradox.

Dari latar belakang masing-masing, Amin dan Aji membahas topik yang serupa namun dengan metode dan tinjauan yang berbeda, yaitu terkait Konstanta Hubble (H0). Konstanta Hubble – Lemaitré adalah sebuah nilai konstanta untuk saat ini dari parameter perilaku pengembangan alam semesta. Amin mengusung tema Tugas Akhir, “1,3% Penentuan Konsanta Hubble (H0) dari BAO (Baryon Accoustic Ossilation)”. Angka 1,3% merupakan galat yang dihasilkan dalam penentuan H0 dengan metode BAO. Jika dirunut dari kronologisnya, BAO dimulai ketika alam semesta dini berisi foton dan elektron dalam jumlah besar dengan volume alam semesta yang belum sebesar saat ini. Hal ini menyebabkan tingkat interaksi yang tinggi antara elektron dan foton yang kita kenal sebagai Hamburan Thomson. Selain berinteraksi dengan foton, elektron juga berinteraksi denga proton. Elektron dan proton merupakan partikel yang termasuk ke dalam kategori barion. Sehingga jika barion dan foton bersatu dinamakan fluida foton-barion.

Jika diibaratkan fluida foton-barion ini jatuh ke suatu sumur potensial gravitasi, mereka akan melakukan kompresi akibat tekanan radiasi, sehingga fluida foton-barion ini akan berosilasi. Ketika fluida barion-foton masuk ke sumur potensial gravitasi, barion akan merapat karena potensial gravitasi mengharusnyakan barion saling tarik menarik satu sama lain. Dikarenakan foton dan barion terkopel dan foton berada di daerah yang lebih rapat, maka foton akan memanas. Kemudian tekanan radiasi foton membesar dan ia melawan tarikan gravitasi. Maka barion akan merenggang dan foton mendingin. Ketika foton mendigin, tekanan radiasinya berkurang, sehingga akhrinya foton dan barion jatuh kembali ke sumur potensial gravitasi dan barion merapat kembali. Inilah yang dinamakan BAO. Peristiwa ini akan terus berlangsung hingga terjadinya decoupling atau berpisahnya antara foton dan barion.

Dari metode BAO ini data yang didapat berupa DAz (Sound Horizon) dan Hz (Parameter Hubble untuk fungsi z atau redshift). Namun dalam menentukan nilai H0 data utama didapat dari Sloan Digital Sky Survey (SDSS), 6dFS, Bossdr11 Clustering of Galaxy, WigleZ, dan SDSS DR7 Sample. Kemudian, kedua data ini dikombinasikan untuk selanjutnya diolah. Untuk menentukan nilai H0, dibutuhkan bantuan teknik Marcov Chain Monte Carlo (MCMC) dalam pengolahan datanya. Ketika data sudah dimasukkan, kemudian program atau komputer akan menghitung masukkan tersebut dengan menggunakan formulasi yang di dalamnya terdapat parameter-parameter yang terkait dengan data. Lalu terjadi iterasi, sampai mendapatkan hasil yang paling sesuai atau mendekati dengan data sintetis di dalam model yang sudah terdapat dalam software Cosmo MCMC. Kemudian dipilihlah hasil tersebut dengan keluaran berupa grafik.

Pada dasarnya penentuan nilai H0 bisa didapat dengan dua metode, yaitu distance dan non distance. Pada metode yang digunakan Amin dalam tugas akhirnya, tergolong ke dalam metode non distance. Perbedaannya, pada metode non distance, skala yang digunakan lebih luas dari metode distance. Ukuran skala yang diambil adalah ketika pengamatan spektroskopi sudah tidak bisa digunakan. Skala yang besar terasosiasi dengan jarak yang jauh sedangkan skala yang kecil berasosiasi dengan jarak yang dekat. Amin menggunakan metode non distance dalam tema tugas akhirnya, berlainan dengan Aji yang menggunakan metode distance. Dalam penentuan nilai H0 ini digunakan data supernova tipe 1A yang dipilih di daerah Near Infra Red tipe J. Hal ini dikarenakan untuk mendapatkan data supernova diperlukan karakteristik panjang gelombang yang panjang, agar jauhnya jarak supernova tidak menjadi halangan bagi astronom untuk mempelajari sifat fisis dari supernova tersebut.

Menurut Aji, “Motivasi mengerjakan topik tugas akhir ini karena adanya perbedaan nilai H0 secara distance dan non distance. Bisa saja karena ada perumusan fisika yang belum kita ketahui atau ada galat statistik dan sistemik yang besar di dalam pengukuran. Seharusnya pengambilan data supernova ini tidak bergantung pada peculiar motions atau gerak pekuliar. Kita perlu menggunakan supernova Hubble, yaitu supernova dengan redshift z > 0,01.

Langkah-langkah yang dilakukan untuk menentukan nilai H0 dengan data supernova ini adalah dengan mencari bintang Cepheid terlebih dahulu. Bintang Cepheid adalah bintang yang memiliki variabilitas kecerlangan dengan periode yang pendek biasanya dalam hitungan hari. Dari data Cepheid didapat nilai modulus jarak. Kemudian nilai modulus jarak tersebut dimasukkan ke dalam perumusan Pogson, sehingga didapat nilai jarak luminus. Dari data supernova didapat nilai magnitudo semu. Dengan data jarak luminus dan magnitudo semu, didapat nilai magnitudo mutlak yang mengindikasikan luminositas supernova. Kemudian untuk mengetahui luminositas supernova yang berada di daerah Hubble Flow, digunakan luminositas supernova yang berjarak lebih dekat yang telah didapatkan sebelumnya. Lalu luminositas supernova dalam daerah Hubble Flow dimasukkan kepada suatu perumusan untuk mendapatkan nilai H0.

Dari kedua pemaparan tugas akhir Amin dan Aji, kita dapatkan bahwa penentuan nilai H0 hingga kini akurasinya masih terus diperbaiki. Penelitian ini akan menjadi investasi ilmu pengetahuan di masa depan. Setiap mahasiswa dengan karya tugas akhirnya akan selalu memiliki keunikannya masing-masing. Semangat belajar yang tinggi merupakan modal kita untuk terus menggali ilmu pengetahuan. Tetap berkarya untuk negeri, mahasiswa! [md]