Hubble Meneliti Arkeologi Tonjolan Kuno Pusat Galaksi Bima Sakti

Kumpulan bintang-bintang muda dan tua memberikan petunjuk tentang pembentukan galaksi kita.
Kredit gambar: NASA, ESA, dan T. Brown (STScI)

Selama bertahun-tahun, para astronom meyakini konsep sederhana tentang pusat galaksi Bima Sakti kita, atau tonjolan. Pusat galaksi adalah sebuah tempat yang tenang, dihuni oleh bintang-bintang tua yang pertama kali mengkapling bidang galaksi kita.

Namun, karena wilayah terdalam Bima Sakti adalah lingkungan yang sangat padat, selalu ada tantangan untuk mengurai pergerakan bintang guna menyelidiki tonjolan di pusat galaksi secara mendetail.

Sekarang, analisis terbaru terhadap sekitar 10.000 bintang mirip Matahari di tonjolan Bima Sakti, mengungkap pusat galaksi sebagai wilayah dinamis yang dihuni oleh bintang dari berbagai era, yang bergerak dengan kecepatan bervariasi. Kesimpulan didasarkan pada arsip data berharga yang dikumpulkan selama sembilan tahun oleh Teleskop Antariksa Hubble NASA.

Studi Hubble terhadap jantung Bima Sakti yang rumit dan kacau, dapat menyediakan petunjuk baru untuk mengungkap evolusi galaksi kita.

Satu tim peneliti yang dipimpin oleh Will Clarkson dari Universitas Michigan-Dearborn, menemukan variasi pergerakan bintang di tonjolan galaksi sangat tergantung terhadap komposisi kimiawi bintang. Bintang yang kaya dengan logam, atau elemen yang lebih berat dari hidrogen dan helium, cenderung bergerak tidak teratur, namun mengorbit lebih cepat di sekitar pusat galaksi daripada bintang-bintang tua yang miskin logam.

“Ada banyak teori yang menggambarkan bagaimana galaksi kita dan tonjolan pusatnya terbentuk,” kata anggota tim Annalisa Calamida dari Space Telescope Science Institute (STScI) di Baltimore, Maryland. “Ada yang menggagas tonjolan terbentuk bersamaan saat galaksi pertama kali terbentuk sekitar 13 miliar tahun yang lalu. Dalam hal ini, semua bintang di sana seharusnya sudah tua dan pergerakannya homogen. Tapi, yang lain menggagas tonjolan terbentuk belakangan setelah galaksi terbentuk. Tonjolan berkembang setelah bintang-bintang generasi pertama diproduksi. Dalam skenario ini, beberapa bintang di sana mungkin lebih muda dan komposisi kimiawi logam diperoleh dari bintang-bintang generasi pendahulu yang telah mati. Jadi bintang yang lebih muda seharusnya menunjukkan pergerakan yang berbeda dibandingkan bintang yang lebih tua. Dan penelitian kami menunjukkan karakteristik serupa. Oleh karena itu, analisis kami dapat membantu memahami asal usul tonjolan galaksi.”

Tim kemudian membagi bintang berdasarkan komposisi kimiawi dan membandingkan pergerakan masing-masing kelompok. Mereka menentukan kandungan kimiawi dengan mempelajari warna bintang, lalu membaginya ke dalam dua kelompok utama sesuai kelimpahan unsur logam. Bintang yang kaya logam ternyata bergerak dua kali lebih cepat daripada populasi bintang lainnya.

“Dengan menganalisis arsip data yang dikumpulkan selama sembilan tahun dan mempertajam teknik analisis, kami telah menghasilkan deteksi akurat terhadap variasi pergerakan bintang mirip Matahari, baik yang secara kimiawi diperkaya oleh unsur logam maupun yang tidak,” tambah Clarkson. “Kami berharap dapat terus melanjutkan analisis untuk membuat grafik 3D tentang kompleksitas kimiawi dan dinamika populasi di tonjolan galaksi.”

Para astronom mendasarkan analisis mereka dari arsip data dua survei Advanced Camera for Surveys and Wide Field Camera 3 Hubble: the Wide Field Camera 3 Galactic Bulge Treasury Program dan the Sagittarius Window Eclipsing Extrasolar Planet Search. Serangkaian data spektrum dari Very Large Telescope ESO di Chili juga turut digunakan untuk membantu memperkirakan komposisi kimiawi bintang.

Saat ini, hanya Hubble yang memiliki resolusi cukup tajam untuk secara simultan mengukur pergerakan ribuan bintang mirip Matahari di tonjolan galaksi dari Bumi. Pusat galaksi terletak sekitar 26.000 tahun cahaya. “Sebelum analisis ini, pergerakan bintang di pusat galaksi tidak diketahui,” ungkap anggota tim Kailash Sahu juga dari STScI. “Butuh waktu cukup lama untuk mengukur posisi dan pergerakan bintang-bintang redup di sana secara akurat.”

Tim mempelajari bintang mirip Matahari karena jumlah mereka sangat melimpah dan mudah dijangkau oleh Hubble. Observasi sebelumnya lebih difokuskan ke bintang raksasa merah yang lebih tua dan cerah, namun jumlah mereka sangat sedikit karena merupakan tahapan evolusi singkat yang harus dijalani oleh sebuah bintang. “Hubble memberikan pengamatan terhadap inti galaksi dalam orientasi sudut pandang “pencil beam”, namun kami justru mengamati ribuan bintang lebih banyak daripada penelitian sebelumnya,” ujar Calamida. Tonjolan Bima Sakti kira-kira sepersepuluh diameter galaksi yang menyerupai kue serabi. “Kami ingin memperluas analisis untuk melakukan pengamatan tambahan di sepanjang garis pandang yang berbeda, sebagai studi kompleksitas populasi bintang dalam 3D, yang secara kimiwai diperkaya unsur logam di tonjolan galaksi,” Clarkson menambahkan.

Tim juga menjelaskan bahwa studi mereka dapat menjadi panduan bagi Teleskop Antariksa James Webb NASA untuk menyelidiki arkeologi Bima Sakti. Dijadwalkan diluncurkan pada tahun 2021, Webb diharapkan mampu mengungkap populasi bintang di tonjolan Bima Sakti secara lebih mendetail.

Teleskop Antariksa Hubble adalah proyek kerjasama internasional antara NASA dan ESA (Badan Antariksa Eropa). Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA di Greenbelt, Maryland, mengelola teleskop. The Space Telescope Science Institute (STScI) di Baltimore melakukan operasi sains Hubble. STScI dioperasikan untuk NASA oleh Association of Universities for Research in Astronomy, Inc., di Washington.

Ditulis oleh: Staf hubblesite.org

Sumber: Hubble Probes the Archeology of Our Milky Way's Ancient Hub

#terimakasihgoogle dan #terimakasihnasa