Penjelasan Tentang Rahasia Rotasi Galaksi

Rotasi galaksi-galaksi spiral diketahui terjadi sangat kuat, dengan momentum sudut yang lebih tinggi sekitar 5 faktor dari pada galaksi elips. Lantas apa penyebabnya?
Kredit: Wikimedia Common

Dikotomi momentum sudut (per satuan massa) dalam fisika adalah pengukuran bentuk dan kecepatan rotasi. Galaksi-galaksi spiral ditemukan berotasi sangat kuat, dengan momentum sudut yang lebih tinggi sekitar 5 faktor daripada galaksi elips. Lantas, apa penyebabnya? 

Momentum sudut merupakan momentum yang dimiliki oleh benda yang melakukan gerak rotasi. Dikatakan sudut, karena ketika melakukan gerak rotasi, setiap benda mengitari sudut tertentu. Dalam hal ini, benda berputar terhadap poros atau sumbu rotasi. Momentum sebuah benda merupakan hasil kali antara massa (m) benda itu dan kecepatan (v) geraknya.

Tim astronom internasional dari berbagai negara mempelajari hal ini dalam sebuah studi yang makalahnya baru saja dipublikasikan di Astrophysical Journal. Tim dipimpin oleh JingJing Shi, mahasiswa Ph.D. SISSA, di bawah pengawasan Prof. Andrea Lapi dan Luigi Danese dan bekerja sama dengan Prof. Huiyuan Wang dari USTC (Hefei) dan Dr. Claudia Mancuso dari IRA-INAF (Bologna). Tim menyimpulkan dari observasi jumlah ikatan molekul gas yang runtuh ke wilayah pusat galaksi yang juga menjadi lokasi kelahiran bintang-bintang baru.

Di dalam galaksi elips, hanya sekitar 40% suplai ikatan molekul gas yang runtuh ke wilayah pusat galaksi. Lebih relevan lagi, momentum sudut molekul gas bahan baku pembentuk bintang agak rendah. Bertolak belakang dengan kondisi yang ditemukan di galaksi spiral, sebagian besar molekul gas mampu melahirkan banyak bintang karena momentum sudutnya jauh lebih tinggi. Tim telah menelusuri dikotomi momentum sudut galaksi spiral dan galaksi elips melalui berbagai tahap sejarah pembentukan dan evolusi mereka.

Galaksi elips membentuk sebagian besar bintang melalui gas yang runtuh cepat dengan momentum sudut yang tidak beraturan. Proses ini kemungkinan dihentikan sejak awal oleh aliran gas kuat yang dilontarkan ledakan supernova, angin bintang dan bahkan mungkin dari lubang hitam supermasif di inti galaksi. Sedangkan di galaksi spiral, gas runtuh perlahan sembari tetap mempertahankan momentum sudut. Bintang-bintang dibentuk lebih mantap dalam skala waktu yang sebanding dengan umur alam semesta.

"Sampai beberapa tahun terakhir, dalam paradigma pembentukan dan evolusi galaksi, galaksi elips diperkirakan terbentuk oleh penggabungan cakram-cakram bintang di alam semesta jauh. Dan momentum sudut galaksi elips yang tak beraturan dihasilkan oleh proses interaksi selama peristiwa penggabungan," tulis para astronom. Baru-baru ini, paradigma ditantang oleh observasi inframerah/sub-milimeter Observatorium Antariksa Herschel dan interferometer berbasis darat Atacama Large Millimeter Array (ALMA).

Observasi mumpuni untuk menembus debu antarbintang sehingga mengungkap proses pembentukan bintang di galaksi-galaksi jauh, nenek moyang galaksi-galaksi elips modern. "Populasi bintang di galaksi elips modern terutama terbentuk melalui gas yang runtuh cepat dengan momentum sudut yang tidak beraturan di wilayah pusat. Setelah jangka waktu singkat kurang dari 1 miliar tahun, pembentukan bintang dihentikan oleh aliran arus gas yang kuat." Terlepas dari perubahan perspektif ini, asal mula momentum sudut rendah yang diamati di galaksi elips lokal tetap tidak jelas.

"Studi menengahi momentum sudut rendah yang diamati di galaksi elips modern dengan paradigma baru yang muncul dari observasi Herschel dan ALMA terhadap nenek moyang mereka," para ilmuwan menyimpulkan. "Momentum sudut rendah galaksi elips, terutama berasal di wilayah pusat galaksi selama proses pembentukan galaksi awal, dan tidak dapat dipertahankan secara substansial oleh lingkungan galaksi saat bergabung dengan galaksi lain, seperti yang dipertimbangkan dalam teori sebelumnya."

Sumber: Shedding light on galaxy rotation secrets

#terimakasihgoogle