Penelitian Baru Membantu Memecahkan Kasus Pembunuhan Galaksi

Mengapa galaksi berhenti memproduksi bintang?

Galaksi-galaksi dalam gambar ini adalah bagian dari gugus galaksi Abell 1367.
NRAO

Alam semesta sedang sekarat. Lebih spesifik, semakin banyak galaksi yang tidak lagi mampu memproduksi bintang-bintang baru. 10 miliar tahun yang lalu, alam semesta tumbuh dengan memproduksi bintang dalam jumlah yang berlimpah. Lantas, mengapa “kesehatan” galaksi semakin menurun?

Studi baru terhadap sebuah galaksi masif yang terletak sekitar 310 juta tahun cahaya dari Bumi, berhasil menangkap satu tersangka yang bertanggung jawab atas kematian banyak galaksi. Dalam satu proses yang disebut ram-pressure stripping, pelaku menghabisi begitu banyak galaksi dengan sangat efektif. Proses ini bertanggung jawab atas menghilangnya sejumlah besar molekul gas bahan baku produksi bintang dan hanya menyisakan sedikit gas kepada galaksi untuk membentuk bintang.

"Ram-pressure stripping diketahui sangat efektif terjadi di galaksi bermassa rendah," kata penulis utama makalah studi Guido Consolandi dari Università degli Studi di Milano-Bicocca, Italia. "Studi kami bersama dengan penelitian terbaru lainnya, menunjukkan bagaimana ram-pressure stripping juga tampak efisien di galaksi masif."

Alam Semesta Dinamis

Bintang dan galaksi yang kita lihat di langit malam tampak tidak berubah, namun mereka mengalami proses yang cukup dinamis dan menjalani tahapan evolusi di sepanjang kehidupannya. Sementara para ilmuwan tidak tahu persis peristiwa kosmik apa yang menyebabkan berhentinya produksi bintang di galaksi, kini para ilmuwan telah menemukan beberapa pelaku kunci.

Penyebab utama kematian galaksi adalah ram-pressure stripping. Ditarik oleh gaya gravitasi, galaksi-galaksi cenderung berkelompok dalam sebuah gugus. Ruang antargalaksi di dalam gugus dipenuhi dengan gas panas dan saat galaksi bergerak melalui gugus, gas bertindak layaknya angin sakal. Bila cukup kuat, angin dapat mengeluarkan gas dari dalam galaksi.

Menggunakan instrumen MUSE Very Large Telescope, yang beroperasi menyerupai mata serangga, di Gurun Atacama, Chili, para ilmuwan mengambil gambar galaksi UGC 6697 dan tetangganya yang lebih kecil, CGCG 97087N, dalam beberapa panjang gelombang sekaligus.

Gambar komposit UGC 6697. Biru adalah panjang gelombang sinar-X, sedangkan merah dan hijau panjang gelombang cahaya kasat mata. Sinar-X membantu para astronom untuk mempelajari lebih banyak tentang proses yang terjadi di dalamnya, sebagai akibat pergerakan ceroboh galaksi saat menerjunkan diri lebih dalam ke gugus galaksi.
X-ray: NASA/SAO/CXC/M.Sun et al.; Optical: GOLDMine/G. Gavazzi et al.

"Studi mulai mengungkap mekanisme yang mendorong siklus pembentukan bintang dalam detail yang luar biasa," ungkap Dr. Toby Brown dari Pusat Penelitian Radio Astronomi Internasional di Crawley, Australia, yang tidak terlibat studi. "Seperti memahami sistem operasi sebuah mobil tanpa membongkar mesin, kita memang akan tahu lebih banyak, tapi pemahaman komplet akan sangat sulit. Apa yang kita miliki saat ini hanyalah instrumen untuk mengamatinya."

Membandingkan lokasi dan pergerakan gas di wilayah berbeda dari kedua galaksi tersebut, para peneliti menemukan dua ekor gas yang menghubungkan galaksi, mengindikasikan bahwa mereka telah berinteraksi di masa lalu. Analisis lebih lanjut juga memberikan bukti keduanya kehilangan material saat melewati gas antargalaksi di gugus tempat galaksi berada. Hasil studi menunjukkan proses ram-pressure stripping menghilangkan molekul gas dari galaksi, dan dengan demikian menghentikan produksi bintang di galaksi-galaksi dalam berbagai ukuran.

"Semua informasi disertakan hanya dalam satu observasi," jelas Consolandi. "Bertahun-tahun yang lalu, dibutuhkan beberapa observasi yang berbeda menggunakan instrumen yang berbeda. Di masa yang akan datang, seiring peningkatan kemampuan teleskop, kita mungkin akan dapat mengumpulkan sejumlah besar rincian tentang fisika dari galaksi-galaksi pertama di alam semesta kita."

Sementara pelucutan gas menyebabkan galaksi mandul untuk melahirkan bintang-bintang baru, dalam beberapa kasus, gas yang dilucuti justru dapat menemukan kehidupan baru di luar galaksi. Setelah keluar dari galaksi, gas tidak lagi bergejolak dan medan magnet di media antargugus dapat mengompresnya menjadi bintang-bintang baru dan menciptakan ekor bintang di belakang galaksi yang sekarat.

Seperti UGC 6697, galaksi ESO 137-001 yang juga jatuh ke dalam gugus galaksi, turut mengalami proses ram-pressure stripping. Gambar komposit yang ditangkap oleh MUSE dan Teleskop Antariksa Hubble NASA, menunjukkan pita gas yang tertinggal di belakang ESO 137-001.
ESO/M. Fumagalli

Lingkungan Kosmik Berbahaya

Galaksi di dalam ikatan gugus juga harus mewaspadai tetangga-tetangga mereka. Galaksi saling melintas dalam kecepatan tinggi, dapat mengganggu satu sama lain melalui interaksi gaya gravitasi. Disebut sebagai galaxy harassment, proses ini sering mengubah bentuk galaksi dan mendistribusi ulang gas pembentuk bintang, dalam beberapa kasus malah dapat memicu peningkatan laju produksi bintang di dalam galaksi.

Selain itu, galaksi juga bisa menjalani proses yang disebut strangulation. Saat memasuki gugus galaksi untuk pertama kalinya, sentakan gaya tarik gravitasi lingkaran halo materi gelap menarik gas dari galaksi dan membuatnya mandul untuk terus melahirkan bintang.

Dengan semua akumulasi proses yang dialami oleh galaksi-galaksi ini, tidak mengherankan banyak dari mereka yang menjadi "memerah dan mati", istilah yang digunakan oleh para astronom bagi sebuah galaksi yang hanya mengandung bintang-bintang tua merah. Dengan peningkatan sensitivitas instrumen dan teleskop, para astronom dapat melihat galaksi yang lebih kecil dan lebih jauh, yang sangat membantu dalam memahami evolusi galaksi melalui ruang dan waktu.

Ditulis oleh: Mara Johnson-Groh, astronomy.com

Sumber: New research helps solve galactic murders

#terimakasihgoogle