Bintang Hypervelocity adalah 'Pelarian’ dari Awan Magellan Besar

Ilustrasi bintang hypervelocity yang meninggalkan Awan Magellan Besar.
Kredit: NASA/CXC/M Weiss/Ruth Bazinet, CfA/Sci.News.

Bintang hypervelocity, bintang ultra cepat dengan kecepatan hingga beberapa ratus mil per detik, kemungkinan dikeluarkan dari Awan Magellan Besar, galaksi katai satelit Bima Sakti yang terletak sekitar 160.000 tahun cahaya, kata para astronom dari Universitas Cambridge, Inggris.

Para astronom awalnya menduga bintang hypervelocity adalah bintang biru masif yang diusir keluar oleh lubang hitam supermasif di jantung Bima Sakti. Skenario lain melibatkan galaksi-galaksi katai atau gugus-gugus bintang yang terpecah dan kacau juga dapat dipertimbangkan mengingat kecepatan bintang hypervelocity. Namun ketiga mekanisme tersebut gagal menjelaskan mengapa mereka hanya ditemukan di bagian langit tertentu.

Sampai saat ini, ada lebih dari 20 bintang hypervelocity yang telah ditemukan, sebagian besar berada di langit belahan bumi utara, meskipun mungkin banyak juga yang bisa diamati dari langit belahan bumi selatan.

"Bintang-bintang hypervelocity kebanyakan ditemukan di rasi Leo dan rasi Sextans, membuat kami bertanya mengapa demikian?" kata anggota tim Douglas Boubert, mahasiswa PhD Institut Astronomi Universitas Cambridge.

Penjelasan alternatif tentang asal usul bintang hypervelocity adalah pelarian dari sistem biner (ganda). Dalam sistem biner, semakin dekat jarak kedua bintang, maka semakin cepat mereka mengorbit satu sama lain. Jika satu bintang mengalami ledakan supernova, ia bisa memecah sistem dan bintang satunya akan terlontar dengan kecepatan saat saling mengorbit. Bintang yang melarikan diri ini disebut sebagai pelarian.

Bintang pelarian yang berasal dari Bima Sakti tidak cukup cepat untuk menjadi bintang hypervelocity karena bintang biru masif tidak bisa mengorbit cukup dekat dengan bintang lainnya, justru akan bertabrakan atau bergabung menjadi satu dengan bintang lainnya. Tapi, pergerakan cepat galaksi juga dapat menjadi penyebab eksistensi bintang ultra cepat ini.

Dari lusinan galaksi katai satelit yang mengorbit Bima Sakti, Awan Magellan Besar adalah yang terbesar dan tercepat. Hanya memiliki 10% massa Bima Sakti, bintang-bintang pelarian tercepat berasal dari galaksi katai ini karena dapat dengan mudah meloloskan diri dari gaya gravitasi.

Awan Magellan Besar bergerak mengelilingi Bima Sakti kita dengan kecepatan 250 mil per detik, sementara total kecepatan bintang-bintang pelarian adalah kecepatan saat mereka dikeluarkan dari galaksi induk ditambah kecepatan pergerakan galaksi induk. Penjumlahan ini dirasa cukup tepat untuk menjelaskan asal usul bintang hypervelocity.

"Perhitungan ini juga menjelaskan posisi mereka di langit, karena bintang pelarian tercepat dikeluarkan di sepanjang orbit Awan Magellan Besar menuju rasi minor Leo dan Sextans," kata anggota tim Dr. Rob Izzard, sesama ilmuwan dari Institut Astronomi Universitas Cambridge.

Para peneliti menggunakan kombinasi arsip data Sloan Digital Sky Survey dan simulasi komputer untuk membuat simulasi bagaimana bintang hypervelocity meloloskan diri dari Awan Magellan Besar dan berakhir di Bima Sakti. Mereka mensimulasikan kelahiran dan kematian bintang di Awan Magellan Besar selama dua miliar tahun terakhir dan mencatat setiap bintang yang melarikan diri.

Orbit bintang pelarian setelah mereka diusir dari Awan Magellan Besar, diikuti simulasi kedua yang mencakup gravitasi Awan Magellan Besar dan Bima Sakti. Simulasi memperbolehkan para astronom untuk memperkirakan di belahan langit mana kita dapat menemukan bintang-bintang pelarian dari Awan Magellan Besar.

"Tim kami yang pertama kali mensimulasikan bintang pelarian yang dikeluarkan dari Awan Magellan Besar, kami memperkirakan ada 10.000 pelarian yang tersebar di langit," kata Boubert.

"Setengah dari bintang yang disimulasikan melarikan diri dari Awan Magellan Besar cukup cepat untuk lolos dari gravitasi Bima Sakti dan menjadikan mereka bintang hypervelocity."

"Jika bintang-bintang hypervelocity yang diketahui sebelumnya adalah bintang-bintang pelarian, maka juga akan dapat menjelaskan posisi mereka di langit."

Hasil penelitian telah dipublikasikan di Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Ditulis oleh: Staf berita, www.sci-news.com

Sumber: Hypervelocity Stars are ‘Runaways’ from Large Magellanic Cloud, Astronomers Say

#terimakasihgoogle