Ahli astrofisika Amerika keturunan Tionghoa, Frank Hsia-San Shu, memberikan kontribusi penting bagi pemahaman galaksi dan pembentukan bintang, meninggalkan warisan karya ilmiah yang dicirikan oleh orisinalitas dan wawasan yang mendalam. Dia menulis dua buku teks yang banyak dikonsultasikan, dan di kemudian hari, memulai karier kedua dengan menyelidiki teknologi energi untuk membantu memerangi krisis iklim. Atas kontribusinya seumur hidup dalam astrofisika teoretis, pada tahun 2009 ia dianugerahi Shaw Prize dalam bidang astronomi – yang sering digambarkan sebagai ‘Nobel dari Timur’ – dan Medali Emas Catherine Wolfe Bruce dari Masyarakat Astronomi Pasifik. Dia meninggal di rumahnya di California pada tanggal 22 April, pada usia 79 tahun.
Shu lahir pada tahun 1943 di kota Kunming, Tiongkok selatan, sebuah tempat perlindungan bagi para intelektual selama Perang Dunia Kedua, yang sebagian disebabkan oleh evakuasi banyak universitas ke kota tersebut. Dia beremigrasi ke Amerika Serikat pada usia enam tahun ketika ayahnya, seorang ahli matematika dan insinyur Shien-Siu Shu, bergabung dengan fakultas matematika di Universitas Purdue di West Lafayette, Indiana. Tumbuh besar di Midwest, dia dengan sungguh-sungguh mengejar minat dalam matematika dan fisika. Dia diterima di Massachusetts Institute of Technology di Cambridge, sebagai salah satu mahasiswa sarjana termuda di bidang fisika, dan lulus pada tahun 1963.
Di MIT, Shu mulai bekerja dengan mentornya, Chia-Chiao Lin, dalam dinamika galaksi cakram. Kolaborasi ini berlanjut di Universitas Harvard, juga di Cambridge, tempat Shu menerima gelar PhD-nya pada tahun 1968. Dengan menggunakan metode mekanika gelombang, Shu dan Lin mendalilkan bahwa lengan spiral yang diamati pada galaksi piringan merupakan fenomena gelombang yang terdiri dari pola spiral yang merambat melalui medium fluida bintang dan gas. Bagaimana pola-pola ini bisa diperkuat hingga mencapai ukuran yang sangat besar masih menjadi perdebatan, tapi ‘teori gelombang kerapatan’ memungkinkan prediksi sifat-sifat galaksi spiral diturunkan dari prinsip-prinsip dasar. Teori ini juga telah digunakan untuk mempelajari stabilitas gravitasi dan struktur banyak objek astrofisika, termasuk piringan galaksi, bintang ganda, piringan pembentuk planet yang mengorbit bintang-bintang muda, dan cincin-cincin Saturnus.
Pekerjaan Shu dimotivasi oleh isu-isu teoritis yang mendasar. Ia memberikan perhatian khusus pada bintang bukan hanya sebagai titik massa, tapi juga sebagai titik cahaya. Ia selalu tertarik pada bagaimana bintang-bintang itu terbentuk, mengamati bintang-bintang OB masif, yang menerangi struktur spiral galaksi piringan yang dilihat pada panjang gelombang optik dan ultraviolet. Di Universitas Stony Brook, New York, tempat Shu melanjutkan studi doktoralnya, ia memimpin tim yang menunjukkan bagaimana guncangan yang diakibatkan oleh gelombang kerapatan bisa memampatkan medium bintang yang menyebar menjadi fase kerapatan yang lebih tinggi pada awan molekul raksasa pembentuk bintang. Bekerja sama dengan astronom radio di Universitas Groningen, Belanda, Shu memberikan bukti lebih lanjut untuk teori gelombang kerapatan.
Setelah bergabung dengan fakultas di University of California, Berkeley, pada tahun 1973, Shu mengalihkan perhatiannya pada pembentukan bintang-bintang individual, yang merupakan subjek dari kontribusinya yang paling berpengaruh. Meskipun awan molekul telah diidentifikasi sebagai tempat kelahiran bintang-bintang baru, dan gambaran umum pembentukan bintang melalui keruntuhan materi akibat gravitasinya sendiri telah dipertimbangkan, namun hanya sedikit detail spesifik yang diketahui. Shu dan para kolaboratornya harus mencari tahu bagaimana alam mengatasi hambatan-hambatan keruntuhan gravitasi, seperti momentum sudut dan medan magnet sekitar.
Paradigma yang muncul adalah gambaran ‘empat fase’ yang kini menjadi standar: pembentukan inti dengan kerapatan yang lebih tinggi di dalam awan molekuler; keruntuhan dinamis yang terjadi kemudian; fase yang tak terduga (tapi bisa diamati) di mana angin gas yang kuat mengalir keluar dari protobintang yang masih terbentuk; dan kemunculan bintang yang diiringi piringan pembentuk planet. Kerangka kerja ini mengaitkan teori dan pengamatan secara erat, dan diperkuat lagi oleh perkembangan independen, seperti gagasan bahwa peninggalan radioaktif yang ditemukan di meteorit paling primitif pada awalnya mungkin merupakan produk dari suar matahari kuno.
Meskipun beberapa hipotesis teoretis Shu masih kontroversial, ia tidak pernah ragu untuk menangani konsep-konsep fundamental yang belum terpecahkan dan untuk mengeksplorasi penjelasan inovatif dari pengamatan yang paling mengejutkan. Dia juga seorang penulis yang produktif dan jernih. Selain banyak makalah yang banyak dikutip, Shu menulis buku teks pengantar yang diadopsi secara universal The Physical Universe (1982) dan buku teks pascasarjana dua jilid The Physics of Astrophysics (1991-92).
Shu menjabat sebagai presiden American Astronomical Society dari tahun 1994 hingga 1996. Dia terlibat dengan komunitas penelitian astronomi yang sedang berkembang di Taiwan, memimpin upaya peluncuran Institut Astronomi dan Astrofisika, bagian dari lembaga penelitian Academia Sinica yang berbasis di Taipei. Pada tahun 2002, ia menjadi presiden National Tsing Hua University di Hsinchu, Taiwan, mengikuti jejak ayahnya, yang telah memegang posisi tersebut dari tahun 1970 hingga 1975.
Shu kembali ke Amerika Serikat pada tahun 2006 ke University of California, San Diego, di mana ia menjadi profesor emeritus pada tahun 2009. Selama belasan tahun terakhir, kepeduliannya terhadap krisis iklim mendorongnya untuk mempelajari penggunaan reaktor garam cair untuk menghasilkan energi dari limbah nuklir dan mengubah limbah biomassa menjadi produk inert yang dapat diasingkan, menghilangkan karbon dari atmosfer. Dia juga menulis buku teks sarjana berjudul The Story of Science, yang menceritakan bagaimana sains telah mendukung kemajuan manusia, dan pelajaran yang dapat diambil untuk mengatasi perubahan iklim. Buku tersebut masih belum selesai, tetapi tempat Shu dalam kisah sains sudah pasti.
Rujukan: Nature 618, 237 (2023) doi: https://doi.org/10.1038/d41586-023-01831-2
