Bimasakti Ternyata Semakin Ramping

Peneliti dari SDSS menggunakan data gerak bintang jauh untuk menentukan massa Bimasakti. Kredit Gambar : SDSS

Galaksi Bimasakti telah kehilangan bobotnya. Tidak tanggung-tanggung ia kehilangan sekitar triliunan Matahari. Yang pasti ini bukan karena Bimasakti sedang diet sehingga ia menjadi lebih langsing melainkan lebih kepada akurasi skala. Masalah bobot inilah yang jadi penemuan Sloan Digital Sky Survey (SDSS-II) yang akan membawa kita pada pemahaman baru mengenai Bimasakti.

Menurut Xiangxiang Xue dari National Astronomical Observatories of China yang memimpin tim internasional dalam penelitian ini, galaksi jauh lebih ramping dari yang diduga. Artinya terdapat lebih sedikit materi kelam dari yang diyakini sebelumnya, dan tampaknya Bimasakti jauh lebih efisien dam mengubah persediaan hidrogen dan heliumnya jadi bintang.

Penemuan Xue tersebut didasarkan pada data SEGUE (Sloan Extension for Galactic Understanding and Exploration), survey bintang di Bimasakti yang merupakan satu di antara 3 program milik SDSS-II. Dengan menggunakan pengukuran SEGUE terhadap kecepatan bintang di bagian terluar Bimasakti, pada area yang disebut halo bintang, para peneliti menentukan massa galaksi dari jumlah gravitasi yang dibutuhkan untuk membuat bintang tetap stabil pada orbitnya. Sebagian gravitasi berasal dari bintang di Bimasakti namun sebagian besar garvitasi justru berasal dari distribusi materi kelam.

Untuk melacak distribusi massa galaksi, team SEGUE menggunakan contoh dari 2400 bintang yang ada pada cabang horisontal biru (”blue horizontal branch”). Bintang di cabang tersebut bisa diketahui jaraknya dari kecerlangannya. Bintang pada cabang horisontal biru bisa terlihat pada jarang yang sangat jauh sehingga memungkinkan tim ini mengukur kecepatan bintang sampai dengan jarak 180000 tahun cahaya dari Matahari.

Hasil penelitian massa Bimasakti yang ada sebelumnya menggunakan beragam contoh dari 50 – 500 objek, dan ditemukan total massa galaksi Bimasakti mencapai 2 triliun massa Matahari. Berbeda dari hasil sebelumnya, penelitian dengan menggunakan pengukuran SDSS-II sampai jarak 180000 tahun cahaya justru mengkoreksi total massanya yakni berkurang sampai di bawah 1 triliun massa Matahari. Ukuran SEGUE yang besar memberi keuntungan, karena bisa dipilih set pelacak yang seragam dan sejumlah besar bintang yang ada bisa dipakai untuk mengkalibrasi metode yang digunakan dengan hasil simulasi.

Menurut kolaborator Timothy Beers dari Michigan State University, memang tidak mudah untuk menentukan massa total galaksi karena kita berada di dalam galaksi itu sendiri. Namun kita bisa mengetahuinya dari data yang ada jika kita ingin mengetahui dan memahami Bimasakti dan kemudian kita bisa membandingkannya dengan galaksi jauh yang bisa kita lihat dari luar.

Sumber : SDSS

Mengintip Pola Makan Lubang Hitam

Galaksi spiral M81. Kredit Gambar : X-ray: NASA/CXC/Wisconsin/D.Pooley and CfA/A.Zezas; Optical: NASA/ESA/CfA/A.Zezas; UV: NASA/JPL-Caltech/CfA/J.Huchra et al.; IR: NASA/JPL-Caltech/CfA

Bagaimana sebuah lubang hitam raksasa makan? Ternyata pola makan lubang hitam terbesar bisa jadi sama saja dengan lubang hitam yang kecil. Tak percaya? Inilah data terbaru dari Chandra X-ray Observatory milik NASA dan teleskop landas bumi. Penemuan ini mendukung teori relativitas Einstein yang menyatakan lubang hitam dengan berbagai ukuran memiliki sifat yang mirip dan akan berguna dalam penentuan sifat konjektur kelas lubang hitam yang baru.

Kesimpulan tersebut dihasilkan setelah dilakukan perbandingan antara lubang hitam raksasa di galaksi spiral M81 dengan lubang hitam berukuran massa bintang.

Galaksi spiral M81, yang berada pada jarak 12 juta tahun cahaya dari bumi memiliki sebuah lubang hitam masif yang massanya 70 juta massa Matahari. Lubang hitam tersebut menghasilkan energi dan radiasi saat ia menarik gas pada area pusat galaksi ke arah dalam dengan kecepatan tinggi.

Di sisi lain, lubang hitam yang kecil yang massanya 10 kali massa Matahari, memiliki sumber makanan yang berbeda. Lubang hitam kecil ini memperoleh materi baru dengan menarik gas dar bintang pasangan yang sedang mengorbit. Ternyata lubang hitam besar dan kecil memiliki lingkungan yang berbeda dengan sumber materi makanan yang berbeda pula. Pertanyaannya, di mana letak kesamaan keduanya saat makan?

Dengan menggunakan hasil observasi terbaru dan detail teori yang ada, dilakukan perbandingan antara sifat lubang hitam di M81 dengan lubang hitam dengan massa bintang. Hasilnya, besar ataupun kecil, lubang hitam tampak makan dengan cara yang sama, dan menghasilkan distribusi yang mirip dari sinar X, cahaya optik dan cahaya radio.

Implikasi yang didapat dari teori relativitas umum milik Einstein dari kasus ini adalah, lubang hitam adalah objek sederhana. Hanya saja massa dan spin dari lubang hitam ini akan menentukan efek mereka dalam ruang-waktu. Riset terbaru mengindikasikan kalau kesederhanaan tersebut terlihat, meskipun berada dalam efek lingkungan yang kompleks. Dan hasilnya, didapat konfirmasi juga, jika pola makan dari lubang hitam dalam berbagai ukuran bisa sangat mirip.

Menurut Michael Nowak dari Massachusetts Institute of Technology, setelah melihat data yang ada ternyata model yang mereka miliki cocok, baik untuk lubang hitam raksasa di M81 maupun untuk lubang hitam lainnya yang kecil. Semua yang ada di sekeliling lubang hitam raksasa tampak sama dengan yang kecil, kecuali ukurannya yang 10 juta kali lebih besar.

Dan di antara lubang hitam yang sedang aktif untuk makan, lubang hitam di M81 merupakan salah satu yang paling redup. Diperkirakan hal ini terjadi karena ia masih kekurangan makanan. Namun, walaupun lubang hitam ini kurang makan, ia merupakan salah satu yang paling terang terlihat dari Bumi karena letaknya yang relatif dekat, sehingga hasil observasi dengan kualitas tinggi bisa didapat.

“Tampaknya lubang hitam yang kurang makan sangat sederhana dan praktis, mungkin karena kita bisa melihat ke lubang hitam itu lebih dekat,” kata Andrew Young dari University of Bristol di Inggris. Ia juga menyebutkan kalau lubang hitam tersebut tampaknya tidak terlalu peduli dari mana mereka mendapatkan makanannya.

Pekerjaan ini juga akan sangat berguna untuk menentukan sifat kelas ketiga yang belum dikonfirmasikan , yang disebut sebagai kelas massa menengah lubang hitam, dengan massa yang berada di antara batas massa bintang dan lubang hitam supermasif. Walau belum dikonfirmasikan, beberapa kandidat penghuni kelas ini sudah teridentifikasi, meskipun buktinya masih merupakan kontroversi. Dengan demikian, diharapkan melalui penemuan baru ini prediksi yang lebih spesifik bisa dilakukan dalam menentukan sifat kelas lubang hitam tersebut.

Pengamatan lubang hitam di galaksi spiral M81 dilakukan oleh Chandra X-ray Observatory, 3 teleskop radio (the Giant Meterwave Radio Telescope, the Very Large Array and the Very Long Baseline Array), 2 teleskop milimeter (the Plateau de Bure Interferometer and the Submillimeter Array) dan Lick Observatory. Pengamatan tersebut dilakukan secara simultan untuk memastikan perubahan cahaya yang terjadi sebagai akibat laju makan lubang hitam. Selain itu, Chandra merupakan satelit sinar-X satu-satunya yang dapat mengisolasi sinar X lemah milik lubang hitam dari emisi lainnya di galaksi tersebut.

Sumber :NASA’s Chandra Website

Samakah Hukum di Bumi dan di Galaksi Lain?

Pengujian hukum alam di galaksi jauh untuk melihat apakah hukum alam berlaku sama di semua tempat di alam semesta ini dan sama pada waktu yang berbeda pula. Kredit Gambar : Telescope: N. Junkes; Radio insets: A. Biggs; Intervening galaxy: NASA, ESA, STScI & W. Keel; Quasar: NASA, ESA, STScI & E. Beckwith

Hukum alam di seluruh penjuru alam semesta ternyata sama saja dengan yang ada di Bumi. Kesimpulan ini didapat oleh tim astronom yang melakukan penelitian, termasuk di dalamnya Chrisian Henkel dari Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR) di Bonn. Hasil penelitian mereka menunjukkan, angka perbandingan proton -elektron, hampir sama di Galaksi yang jaraknya 6 milyar tahun cahaya dengan yang ada di laboratorium di Bumi, yakni mendekati 1836,15

Menurut Michael Murphy, astrofisikawan dari Swinburne, penemuan ini sangat penting karena sampai saat ini masih terjadi perdebatan apakah hukum alam akan berubah pada waktu dan tempat yang berbeda di alam semesta ini. Dengan adanya penelitian ini, bisa terbukti, hukum alam di Galaksi jauh ternyata sama degan hukum alam di Bumi.

Bagaimana kesimpulan ini bisa didapat? Para astronom melakukan penentuan rasio massa proton-elektron itu dengan melihat kembali ke masa lalu pada quasar jauh, B0218+367. Cahaya quasar tersebut ternyata membutuhkan waktu 7,5 milyar tahun untuk mencapai kita, dan sebagian cahaya tersebut juga telah diserap oleh gas amonia galaksi yang ia lewati.

Amonia yang dalam kehidupan sehari-hari kita kenal berguna untuk membersihkan toilet, ternyata merupakan molekul ideal untuk menguji pemahaman fisika di alam semesta. Observasi spektroskopi terhadap molekul amonia dilakukan dengan teleskop radio Effelsberg 100 meter pada panjang gelombang 2 cm (pergeseran merah 1,3 cm dari panjang gelombang asal). Panjang gelombang di mana amonia menyerap energi radio dari quasar ternyata menunjukan sensitivitas pada angka fisika nuklir, yakni perbandingan massa proton-elektron.

Dengan melakukan perbandingan terhadap penyerapan yang dilakukan amonia dengan penyerapan dari molekul lain, didapatkan perbandingan massa proton-elektron di galaksi tersebut. Dan ternyata, perbandingannya sama dengan yang ada di Bumi.

Penelitian ini akan terus dilanjutkan dengan meneliti hukum alam di galaksi lainnya untuk waktu yang berbeda, sehingga akan tampak apakah hukum alam tersebut akan tetap bertahan di tempat-tempat yang baru tersebut. Dengan penelitian yang akan terus berlanjut ini, para peneliti berharap bisa menemukan jendela menuju dimensi lain di ruang angkasa, yang secara teoretis dinyatakan mungkin ada.

Sumber : Max Planck Institute for Radio Astronomy

Bahwa Alam Semesta Sudah Tua

Banyak cara yang berbeda satu sama lain digunakan untuk menjelaskan berapa umur semesta, dan walaupun berbagai metodologi itu dilakukan secara terpisah, tetapi memberikan gambaran yang berkesesuaian satu sama lain untuk menjelaskan umur semesta ini secara obyektif. Demikian dibawah ini akan diperkenalkan beberapa jalinan metode tersebut.

Umur Alam Semesta Yang Mengembang

Model alam semesta setelah ledakan besar. Kredit : NASA/WMAP Science Team

Jarak galaksi dapat ditentukan dari ukuran yang tampak atau kecerlangannya. Galaksi yang tampak lebih kecil dan lebih redup dari galaksi lain yang serupa, berarti berjarak lebih jauh. Jarak juga bisa ditentukan menggunakan penanda jarak yang lain, seperti beberapa jenis bintang. Selain jarak, laju galaksi bergerak bisa dtentukan dengan pengetahuan spektrum-nya. (Spektrum cahaya dari galaksi adalah apabila kita memecah cahaya menjadi komponen warna-nya seperti pelangi). Dengan pengetahuan spektrum cahaya bisa memberikan identitas obyek apa yang diamati, maupun bagaimana obyek diamati bergerak, karena setiap spektrum obyek yang berbeda memberikan pola yang unik.

Christian Doppler di tahun 1842 menunjukkan bahwa ketika sumber cahaya bergerak, gerakan tersebut menyebabkan mengubah gelombang, mengubah warna yang dilihat pada spektrum. Efek ini dikenal sebagai efek Doppler. Pengetahuan tentang efek Doppler ini memberitahu kita apakah suatu sumber cahaya mendekati atau menjauhi kita. Dari sini kita bisa mengetahui bagaimana benda-benda langit bergerak terhadap kita sebagai pengamat di Bumi, dan berapa cepat pergerakannya.

Di tahun 1920-an, Edwin Hubble menemukan bahwa galaksi – galaksi bergerak terhadap kita dengan pola tertentu. Semakin jauh galaksi dari kita, semakin cepat pergerakannya. Pola ini yang dikenal sebagai “alam semesta mengembang”, karena pola perilaku ini terlihat pada semua arah di langit. Jadi bisa saja dianggap bahwa semua galaksi bergerak menjauhi galaksi Bima Sakti, tetapi tidak bisa dikatakan begitu saja bahwa Bima Sakti sebagai pusat semesta, karena pola yang sama bisa saja teramati oleh pengamat yang berada di galaksi yang lain. Jadi tidak serta merta disimpulkan dari pekerjaan Hubble bahwa kita berada pada pusat semesta atau kita berada pada posisi yang istimewa dalam semesta.

Kembali pada pengukuran pergeseran cahaya yang teramati, ahli astronomi mencoba mengukur berapa lama pengembangan telah terjadi. Jika diasumsikan bahwa semua galaksi berangkat dari titik awal yang sama, maka bisa dideduksi, berapa jauh yang telah ditempuh suatu galaksi dan berapa kecepatan tempuhnya, kemudian membagi jarak terhadap laju. Dengan menambahkan faktor – faktor fisis yang realistis seperti adanya pengaruh gravitasi, atau adanya inflasi alam semesta, umur semesta diperoleh antara 12 sampai 14 milyar tahun.

Umur Bintang Paling Tua
Bagaimana bintang bisa menyala? Bagaimana menentukan umurnya? Berapa lama bintang dapat menyala? Bintang (termasuk Matahari) dapat bersinar karena adanya proses termonuklir di dalamnya, yang berfungsi sebagai generator pembangkit energi, akibat perubahan hidrogen menjadi helium; akibat panas dan tekanan yang sangat intens dalam inti bintang, inti hidrogen ber-fusi menjadi inti helium dan energi yang terpancarkan. Proses fisis ini bisa digunakan untuk mengukur umur bintang.

Fisika nuklir bisa menjelaskan berapa banyak energi yang dihasilkan dari fusi setiap atom hidrogen. Diketahui berapa banyak hidrogen panas dalam inti bintang, dan berapa cepat bintang menggunakan energinya untuk bersinar. Dengan demikian bisa dihitung berapa lama bintang bersinar sebelum kehabisan seluruh bahan bakarnya. Jika bintang telah kehabisan hidrogen di intinya, bintang berubah menjadi ‘raksasa merah’. Ketika kita menemukan adanya bintang raksasa tersebut, bisa ditentukan massa awalnya, tenaga awalnya, dan kala hidupnya dapat ditentukan. Demikian setelah diukur berbagai bintang yang telah tua tersebut, diperoleh dari metode ini umur semesta berkisar antara 10 – 15 milyar tahun.

Umur Cahaya Dari Galaksi Terjauh
Sebagaimana yang telah diungkap tentang jarak dalam ‘tahun cahaya’, pengamatan memberikan informasi tentang galaksi yang sangat jauh, sehingga yang cahaya dikirimkan oleh galaksi tersebut butuh milyaran tahun untuk mencapai pengamat. Dari hal tersebut, sepertinya kita sedang menggunakan mesin waktu, ketika kita mengamati langit, kita mengamati peristiwa yang telah terjadi di waktu yang telah berlalu. Pengamatan dari Hubble Space Telescope memberikan jarak terjauh galaksi yang teramati mencapai 10 milyar tahun cahaya, dengan demikian paling tidak semesta kita ini telah berumur 10 milyar tahun.

Umur Komposisi Kimia
Setelah ledakan besar awal (big bang), semesta tersusun dari elemen – elemen paling sederhana, yaitu hidrogen dan helium. Galaksi yang sangat-sangat jauh merupakan bukti bahwa hal ini memang demikian adanya, karena memiliki komposisi hidrogen dan helium yang jauh lebih besar. Komposisi kimia yang lebih kompleks dari hidrogen dan helium terbentuk kemudian akibat reaksi nuklir dalam inti bintang, atau ketika bintang yang sangat masif berakhir nasibnya dalam ledakan besar (supernova). Di dalam supernova yang teramati, terdapat elemen kimia yang terbentuk setelah 10-20 milyar tahun.

Paling tidak ada empat metode yang saling independen dipergunakan untuk menentukan umur alam semesta, kendati tidak tepat sama, tetapi paling tidak menunjukkan adanya kesesuaian, umur semesta sudah lebih dari 10 milyar tahun. Dan semua astronom sependapat dan berkeyakinan, bahwa semesta, semua galaksi, bintang-bintang benar-benar sudah tua dan telah tercipta di suatu masa yang sangat lampau.

Kesabaran 16 Tahun Berbuah Monster di Jantung Bima Sakti

Area pusat galaksi Bima Sakti. Kredit : ESO

Setelah melakukan studi panjang selama 16 tahun menggunakan teleskop milik ESO, tim astronom dari Jerman berhasil memperlihatkan kondisi paling detil yang pernah ada dari area di sekitar jantung galaksi Bima Sakti – area dari monster menakutkan si lubang hitam supermasif. Penelitian ini mengungkap rahasia yang tersimpan di area tersebut melalui pemetaan orbit 28 bintang. Bahkan satu bintang di antaranya telah berhasil melakukan putaran penuh mengelilingi lubang hitam.

Pengamatan gerak 28 bintang yang mengorbit area pusat galaksi Bima Sakti, menunjukan keberadaan lubang hitam supermasif yang tengah mengintip kita dari balik debu antar bintang. Ia dikenal sebagai Sagittarius A (atau dikenal sebagai bintang Sagittarius A). Berbagai informasi termasuk bentuk istimewa bintang-bintang tersebut dan juga lubang hitam yang mengikat mereka berhasil dikuak.

Pusat galaksi merupakan laboratorium yang unik dimana kita bisa belajar proses-proses dasar gravitasi yang besar dan kuat, serta dinamika dan pembentukan bintang yang memiliki keterkaitan yang sangat besar dengan inti galaksi. Disinilah pabrik kelahiran bintang dan tempat berlabuh sang monseter menakutkan, lubang hitam supermasif. DI area ini jugalah kita bisa mempelajari lubang hitam dengan lebih mendetil.

Tapi untuk mengamati area ini tidaklah mudah. Pengamatan dalam panjang gelombang tampak tidak dapat menembus blokade yang dibuat oleh debu antar bintang yang mengisi galaksi. Pandangan kita ke jantung sang galaksi ini terhalang. Kemampuan teknologi menjadi tantangan untuk dapat mengintip apa yang terjadi di sana. Untuk itu, digunakanlah panjang gelombang infra merah untuk menembus blokade debu antar bintang tersebut. Dan bintang-bintang di area pusat galaksi kemudian dijadikan partikel penguji untuk mengungkap apa yang ada di sana. Bintang-bintang itu diamati geraknya selama mengorbit Sagittarius A.

Hasil yang diperoleh sangat berguna untuk memahami lubang hitam itu sendiri contohnya dalam hal massa dan jarak. Dan tampaknya 95% massa yang mempengaruhi gerak bintang tersebut adalah lubang hitam. Karena itu, kecil kemungkinan penyebabnya adalah karena materi kelam lain. Tak pelak, hasil ini menjadi bukti empirik keberadaan lubang hitam supermasif, yang diperlihatkan oleh bintang yang megorbit pusat galaksi. Dalam pengamatan, diketahui adanya konsentrasi massa yang besar sekitar 4 juta massa Matahari yang diyakini sebagai lubang hitam yang berada pada jarak 27000 tahun cahaya.

Dari ke-28 bintang yang diamati, 6 di antaranya mengorbit lubang hitam dalam sebuah piringan dan bintang-bintang pada area paling dalam memiliki orbit acak. Bintang S2 menjadi satu-satunya bintang yang berhasil mengelilingi pusat Bima Sakti periode 16 tahun tersebut.

Untuk membangun citra jantung Bima Sakti dan menghitung orbit bintang individu, tim ini mempelajari bintang-bintang tersebut selama 16 tahun, dimulai pada tahun 1992 menggunakan kamera SHARP yang dipasang di New Technology Telescope 3,5 meter milik ESO di Observatorium La Silla, Chille. Observasi lainnya dibuat pada tahun 2002 dengan 2 instrumen yang ada di Very Large Telescope (VLT).

Walau penelitian ini berhasil membuka lembaran baru bagi pembelajaran lubang hitam dan kondisi area pusat galaksi dalam tingkat akurasi yang tinggi, namun masih banyak misteri yang belum terkuak di sana. Apalagi bintang-bintang tersebut juga masih sangat muda untuk melakukan perjalanan jauh. Diduga, bintang-bintang ini terbentuk pada orbitnya saat ini dibawah pengaruh gaya pasang surut lubang hitam.

Di masa depan, berbagai rancangan penelitian lanjutan akan dilakukan untuk mengintip monster di jantung Bima Sakti itu. Salah satunya dengan menggunakan teknologi dengan resolusi sudut yang lebih tinggi.

Sumber : ESO

Penemuan Planet Extra-Galaktik Pertama

ak ada batas akhir bagi akal para astronom. Mungkin inilah yang bisa kita katakan tentang penemuan baru ini.

Perubahan yang membawa pada penemuan panet baru di Galaksi Andromeda. Kredit :TR

Saat ini seperti yang kita ketahui, ada lebih dari 300 exoplanet yang telah ditemukan dengan laju penemuan yang semakin besar dari waktu ke waktu. Dari semua yag telah ditemukan, baru satu planet yang terlihat secara langsung, Lainnya ditemukan dari efek yang ditimbulkan planet pada bintang induknya, yakni dengan melihat pada perubahan keerlangan sang bintang saat planet melewatinya. Jika demikian, tentunya kita harus bisa melihat bintang tersebut. Dengan kata lain, pengamatan hanya bisa dilakukan pada area lokal yakni di Bima Sakti.

Setidaknya itulah yang dilakukan para astronom, sampai saat ini.

Tapi, tidak demikian bagi Gabriele Ingroso dari National Institute of Nuclear Physics, Italia, beserta rekan-rekannya. Bagi mereka, ada kok cara untuk menemukan planet di galaksi lain. Caranya adalah dengan memanfaatkan fenomena lensa mikro dimana gravitasi satu bintang memfokuskan cahaya dari objek yang jauh ke Bumi.

Keuntungannya, lensa mikro bekerja sangat baik untuk objek jauh, sehingga bisa dikatakan sangat ideal untuk perburuan planet di galaksi lain. Secara teori, sangat memungkinkan untuk melihat objek berukuran Bumi dengan cara ini. Namun kekurangannya adalah, lensa mikro ini relatif cepat, dimana kejadian berlangsung maksimal hanya beberapa hari. Ini tentunya membuat pengamatan jadi lebih sulit untuk diuji.

Sulit untuk bisa mengamati bintang tunggal bahkan planet, Namun sejauh ini, para astronom berhasil mengenali sejumlah bintang di Andromeda melalui cara ini. Selain itu perencanaan untuk mengamati lebih banyak bintang pun tinggal hanya selangkah lagi.

Tapi, di tengah semua perencanaan itu, ada sebuah berita baru.

Cahaya dari salah satu bintang di Andromeda menunjukan perubahan yang menjadi petunjuk keberadaan objek lain yang mengorbit si bintang.

M31, Galaksi Andromeda. Kredit : Robert Gendler / APOD

Dan hasil analisis Ingrossso dan rekan-rekannya menunjukan kalau objek tersebut memiliki massa sekitar 6 massa Jupiter. Objek ini sedang menuju ke area klasifikasi sebagai bintang katai coklat. Namun ia juga masih berada dalam area sebagai sebuah planet.

Jika ia adalah planet, maka inilah planet extra-galaktik yang pertama.

Sumber : Technology Review

Usia Transisi Galaksi Dalam Gumpalan

Apa yang terjadi pada usia transisi galaksi dan lubang hitam akhirnya diketahui. Hal ini tentunya tak lepas dari data baru yang dihasilkan Observatorium Sinar-X Chandra dan teleskop lainnya. Penemuan ini membantu manusia untuk menyingkap asal mula gumpalan gas raksasa yang diamati berada di sekitar galaksi muda.

Citra yang disusun dalam pengamatan gumpalan di SSA22. Kredit : X-ray NASA/CXC/Durham Univ./D.Alexander et al.; Optical NASA/ESA/STScI/IoA/S.Chapman et al.; Lyman-alpha Optical NAOJ/Subaru/Tohoku Univ./T.Hayashino et al.; Infrared NASA/JPL-Caltech/Durham Univ./J.Geach et al.

Sekitar satu dekade lalu, astronom berhasil menemukan waduk gas hidrogen yang besar yang mereka namakan “blobs” (gumpalan) – saat melakukan survey galaksi-galaksi muda pada jarak yang jauh. Gumpalan ini bersinar sengat terang pada cahaya optik, namun sumber energi yang membuatnya bercahaya beserta asal muasal dan sifatnya masih belum dapat diketahui.

Pengamatan panjang yang dilakukan Chandra berhasil mengidentifikasi sumber energi tersebut untuk pertama kalinya. Data sinar-X menunjukkan sumber kekuatan dari struktur kolosal ini yakni berasal dari lubang hitam supermasif yang sedang bertumbuh dan sebagiannya tersembunyi di balik lapisan tebal debu dan gas. Kembang api dari pembentukan bintang di dalam galaksi juga tampak memegang peranan penting, dan ini disingkap oleh teleskop Spitzer dan teleskop landas bumi.

Selama 10 tahun misteri gumpalan ini terkubur dari pandangan manusia, namun kini Chandra membantu kita untuk bisa melihat rahasia tersembunyi itu. Menurut James Geach dari Universitas Durham di UK, mereka kini bisa memiliki argumen penting tentang aturan apa yang ada di dalam pembentukan galaksi dan lubang hitam.

Galaksi diyakini terbentuk saat gas mengalir ke arah dalam di bawah pengaruh gaya gravitasi dan kemudian mengalami pendinginan oleh radiasi. Proses akan berhenti saat gas dipanaskan oleh radiasi dan mengalir keluar dari galaksi dan lubang hitam. Blob atau gumpalan merupakan tahap pertama atau tahap kedua dari proses pembentukan itu.

Berdasarkan data baru dan argumen teoretik, Geach dan rekan-rekannya menunjukan pemanasan gas oleh lubang hitam supermasif yang sedang tumbuh dan ledakan dari pembentukan bintang, yang diduga justru memberi kekuatan pada gumpalan tersebut. Implikasinya, gumpalan ini merupakan representasi dari tahapan dimana galaksi dan lubang hitam akan mulai berpindah ke tahap pertumbuhan yang cepat sebagai akibat proses pemanasan. Tahap ini sangat penting dalam evolusi galaksi dan lubang hitam, dan sudah sejak lama para astronom berusaha untuk memahami prosesnya.

Para astronom berhasil melihat tanda dalam usia transisi dari galaksi dan lubang hitam di dalam gumpalan yang mendorong kembali gas dan mencegahnya untuk pertumbuhan lebih lanjut. Galaksi masif akan melalui tahapan ini atau mereka akan membentuk terlalu banyak bintang dan segera berakhir masa hidupnya.

Ilustrasi galaksi dalam gumpalan. kredit : NASA/CXC/M.Weiss

Chandra, Spitzer dan teleskop lainnya melakukan pengamatan pada 29 gumpalan dalam satu area raksasa di langit yang dikenal sebagai SSA22. Gumpalan dengan jarak beberapa ratus ribu tahun cahaya ini terlihat saat alam semesta baru berusia 2 milyar tahun atau 15% dari usia saat ini

Dalam 5 blobs / gumpalan, Chandra mengungkapkan tanda lubang hitam supermasif yang sedang bertumbuh – sebuah sumber titik dengan pancaran sinar-X yang sangat cerlang. Lubang hitam raksasa ini diperkirakan berada pada pusat kebanyakan galaksi yang ada saat ini termasuk di Bima Sakti. Pada 3 blobs lainnya juga ditemukan bukti yang mengarah pada kemungkinan keberadaan lubang hitam. Selain itu, data Spitzer menunjukkan beberapa galaksi juga didominasi oleh jumlah pembentukan bintang yang cukup banyak. Radiasi dan aliran yang sangat kuat dari lubang hitam dan pembakaran pada pembentukan bintang jika dikalkulasi menunjukan adanya energi yang cukup besar untuk menyalakan gas hidrogen di dalam gumpalan tempat mereka berada.

Untuk kasus dimana tanda keberadaan lubang hitam tidak terdeteksi, gumpalannya jauh lebih redup. Penelitian ini tak hanya berhasil menjelaskan dari mana sumber energi gumpalan melainkan juga memberi arahan akan masa depannya. Dalam skenario pemanasan, gas di dalam gumpalan tidak akan mendigin untuk membentuk bintang melainkan akan ditambahkan pada gas panas yang ditemukan di antara galaksi. SSA22 sendiri akan dapat berevolusi menjadi kluster galaksi masif.

Di awal, gumpalan ini akan memberi makan galaksi-galaksi yang ada. Namun yang terlihat sekarang seperti sisa, sehingga untuk bisa mengungkap lebih jauh lagi para astronom harus menjelajah waktu ke belakang untuk menangkap galaksi dan lubang hitam saat mereka membentuk si gumpalan.

Sumber : Chandra, Eureka Alert