Lingkaran Halo Raksasa Andromeda Dipetakan oleh Hubble

Ilustrasi lingkaran halo gas Andromeda jika dapat diamati dengan mata telanjang.

Kredit: NASA, ESA, J. DePasquale dan E. Wheatley (STScI), dan Z. Levay (gambar latar belakang)

 
Menggunakan Teleskop Antariksa Hubble NASA, satu tim astronom telah menghasilkan penemuan penting melalui pemetaan lingkaran halo atau selubung raksasa gas yang mengelilingi Andromeda, galaksi tetangga terbesar Bima Sakti kita. Tim terkejut setelah menemukan bahwa lingkaran halo plasma redup yang menyebar ini terlihat membentang hingga 1,3 juta tahun cahaya ke beberapa arah dari Andromeda, atau sekitar separuh jarak ke Bima yang terpisah sekitar dua juta tahun cahaya. Berarti lingkaran halo Andromeda sudah menabrak lingkaran halo Bima Sakti kita.
 
Selain itu, tim juga mengungkap struktur berlapis lingkaran halo Andromeda, yaitu dua variasi struktur utama gas yang bersarang. Studi yang dilakukan oleh tim merupakan  penelitian yang paling komprehensif terhadap lingkaran halo yang mengelilingi galaksi.
 
“Memahami lingkaran-lingkaran halo gas raksasa yang mengelilingi galaksi adalah upaya yang begitu penting,” jelas rekan peneliti Samantha Berek dari Universitas Yale di New Haven, Connecticut. “Reservoir gas di lingkaran halo mengandung bahan bakar untuk mencetak bintang-bintang masa depan di dalam galaksi, sebagaimana gelombang kejut dari fenomena dahsyat kosmik seperti supernova. Lingkaran halo menyimpan petunjuk-petunjuk penting tentang sejarah evolusi masa lalu dan masa depan galaksi, dan kami akhirnya dapat mempelajarinya secara mendetail di tetangga terdekat galaksi kita.”
 
“Kami menemukan cangkang terdalam memanjang hingga sekitar setengah juta tahun cahaya yang ternyata jauh lebih kompleks dan dinamis,” tambah penanggung jawab studi Nicolas Lehner dari Universitas Notre Dame di Indiana. “Cangkang terluarnya lebih halus dan lebih panas. Perbedaan yang diduga kuat disebabkan oleh dampak aktivitas supernova di cakram galaksi yang lebih langsung mempengaruhi lingkaran halo terdalam.”
 
Indikasi aktivitas tersebut berasal dari penemuan sejumlah besar unsur berat oleh tim di lingkaran halo gas Andromeda. Unsur-unsur yang lebih berat ditempa di interior bintang, yang kemudian disebar ke ruang angkasa melalui ledakan supernova bintang. Lingkaran halo selanjutnya terkontaminasi dengan unsur-unsur berat dari supernova.
 
Galaksi Andromeda atau Messier 31 adalah sebuah galaksi spiral raksasa yang mungkin terdiri dari 1 triliun bintang dan ukurannya sebanding dengan Bima Sakti kita. Pada jarak 2,5 juta tahun cahaya, Andromeda relatif begitu dekat dengan kita, bahkan tampak menyerupai bercak cahaya berbentuk cerutu di langit musim gugur. Jika bisa diamati dengan mata telanjang, maka lingkaran halo gas Andromeda akan sekitar tiga kali lebar daripada rasi bintang Biduk, dan akan dengan mudah diamati sebagai fitur kosmik terbesar di langit malam hari.
 
Melalui Proyek AMIGA (Absorption Map of Ionized Gas in Andromeda) yang meneliti cahaya dari 43 quasar (​​inti galaksi aktif sangat terang dan jauh yang ditenagai oleh lubang hitam), yang tersebar di belakang lingkaran halo, para astronom dapat mempelajari berbagai wilayah lingkaran halo. Observasi terhadap cahaya quasar yang melalui lingkaran halo, memungkinkan tim untuk mengamati bagaimana cahaya quasar diserap oleh lingkaran halo Andromeda dan perubahan penyerapan cahaya quasar di berbagai wilayah. Lingkaran halo raksasa Andromeda terbuat dari gas terionisasi yang tak kentara dan tidak memancarkan radiasi sehingga mudah dideteksi. Oleh karena itu, menelusuri serapan cahaya yang berasal dari sumber-sumber latar belakang adalah cara ideal untuk mempelajari materi lingkaran halo.

Ilustrasi lokasi 43 quasar yang digunakan oleh para astronom untuk mempelajari lingkaran halo gas Andromeda.

Kredit: NASA, ESA, dan E. Wheatley (STScI)

 
Para peneliti menggunakan kemampuan unik Cosmic Origins Spectrograph (COS) Hubble untuk mempelajari sinar ultraviolet dari quasar. Teleskop berbasis darat kesulitan untuk mengamati sinar ultraviolet karena diserap oleh atmosfer bumi. Jadi tim menggunakan COS untuk mendeteksi gas terionisasi dari karbon, silikon dan oksigen. Sebuah atom akan terionisasi ketika radiasi melepaskan satu atau lebih elektron.
 
Lingkaran halo Andromeda memang sebelumnya telah dipelajari oleh tim yang dipimpin Lehner. Pada tahun 2015, mereka menemukan bahwa lingkaran halo Andromeda begitu besar dan masif. Sekarang lingkaran halo Andromeda dipetakan secara lebih mendetail, sehingga ukuran dan massanya bisa ditentukan dengan jauh lebih akurat.
 
“Sebelumnya, hanya ada sedikit informasi karena hanya memanfaatkan enam quasar yang terletak sekitar 1 juta tahun cahaya dari Andromeda. Program baru AMIGA memberikan lebih banyak informasi tentang lingkaran halo terdalam Andromeda,” ungkap rekan peneliti J. Christopher Howk yang juga berasal dari Notre Dame. “Meneliti gas dalam radius ini begitu penting, karena mewakili pengaruh sphere gravitasi Andromeda.”
 
Karena tinggal di dalam Bima Sakti, para astronom tidak bisa dengan mudah menafsirkan karakteristik lingkaran halo galaksi kita sendiri. Namun, mereka meyakini lingkaran halo Andromeda dan Bima Sakti sangat mirip karena karakteristik mereka setali tiga uang. Andromeda dan Bima Sakti juga diketahui berada pada jalur tabrakan dan akan menyatu menjadi galaksi elips raksasa tunggal sekitar 4 miliar tahun lagi.
 
Tak sekadar Andromeda, para astronom telah mempelajari lingkaran halo gas dari galaksi-galaksi yang lebih jauh, tetapi tentunya ukuran mereka jauh lebih kecil di langit Bumi. Jumlah cahaya quasar latar belakang mereka biasanya hanya satu per galaksi. Oleh karena itu, informasi spasial lingkaran halo galaksi-galaksi jauh pada dasarnya menghilang. Karena kedekatannya, lingkaran halo gas Andromeda tampak besar di langit Bumi, memungkinkan pengambilan sampel yang jauh lebih luas.
 
“Eksperimen yang sungguh unik, karena hanya dengan Andromeda kita mengantongi informasi hingga 40 garis pandang lingkaran halo, tidak hanya satu atau dua,” kata Lehner. “Inilah terobosan untuk menangkap kompleksitas lingkaran halo galaksi di luar Bima Sakti kita.”
 
Faktanya, hanya dengan Hubble, Andromeda adalah satu-satunya galaksi di alam semesta yang eksperimennya dapat dilakukan pada masa kini. Teleskop antariksa masa depan yang lebih sensitif terhadap sinar ultraviolet, diharapkan dapat membawa para astronom untuk menggelar eksperimen rutin sejenis di luar sekitar 30 galaksi yang tergabung dalam Grup Lokal.
 
“Jadi, Proyek AMIGA juga menyediakan gambaran sekilas tentang studi masa depan,” pungkas Lehner.
 
Makalah ilmiah yang melaporkan hasil penemuan telah dipublikasikan di The Astrophysical Journal edisi 27 Agustus.
 
Ditulis oleh: Staf www.nasa.gov, editor: Rob Garner
 
Sumber: Hubble Maps Giant Halo Around Andromeda Galaxy
 
#terimakasihgoogle dan #terimakasihnasa