Ahli Astronomi Ungkap Massa Galaksi Bimasakti yang Sesungguhnya

Liputan6.com, California - Selama beberapa dekade, para astronom mengaku belum dapat menentukan dengan tepat berat sesungguhnya galaksi Bimasakti, meski mereka memperkirakan antara 700 miliar hingga 2 triliun kali massa matahari.

"Ini seperti mencoba menyensus populasi Amerika Serikat tetapi Anda tidak bisa menggunakan internet dan Anda tidak bisa meninggalkan kota tempat Anda tinggal," kata Ekta Patel dari University of Arizona di Tucson, sebagaimana dikutip dari Live Science, Jumat (8/3/2019).

Menurutnya, masalah utamanya adalah sebagian besar massa galaksi tidak terlihat. Materi gelap, zat misterius yang tidak memancarkan cahaya sama sekali, adalah elemen yang membentuk sekitar 85 persen Bimasakti.

Oleh karena itu, para peneliti biasanya melihat orbit beberapa benda langit, kata Patel. Metode ini didasarkan pada persamaan gravitasi yang diturunkan oleh Isaac Newton lebih dari 300 tahun yang lalu.

Salah satu metode, yang digunakan dalam studi tahun 2017 dan diterbitkan dalam The Astrophysical Journal, adalah dengan melihat galaksi satelit kecil yang berjarak ratusan ribu tahun cahaya yang mengelilingi Bimasakti, seperti halnya planet yang mengorbit bintang.

Tapi ada masalah dengan galaksi satelit ini. "Orbit mereka miliaran tahun," ungkap Patel, yang berarti bahwa setelah beberapa tahun, benda angkasa ini hampir tidak bergerak dan para peneliti tidak dapat menentukan kecepatan orbitnya.

Dalam sebuah penelitian yang diterbitkan pada Juni 2018 di The Astrophysical Journal, Patel dan rekan-rekannya mencoba metode baru untuk mengukur galaksi. Mereka melihat simulasi superkomputer dari alam semesta virtual, yang dapat mereproduksi banyak aspek dari kosmos kita, dan mencoba menemukan contoh galaksi kecil yang orbitannya lebih besar.

Sekitar 90.000 galaksi satelit yang disimulasikan ini kemudian dibandingkan dengan data dari sembilan galaksi sungguhan yang mengorbit di Bimasakti. Tim periset memilih yang memiliki sifat orbital paling cocok dengan galaksi satelit nyata. Mereka juga melihat massa galaksi simulasi yang dilintasi.

Metode ini memberikan perkiraan yang cukup bagus tentang massa sejati galaksi Bimasakti, yang tercatat sekitar 960 miliar kali massa matahari. Angka tersebut kemungkinan berasal dari satelit Gaia dari Badan Antariksa Eropa (ESA), yang baru-baru ini memberikan hasil pengukuran sifat orbital dari 30 galaksi kerdil yang samar, yang mengorbit di Bimasakti.

"Dengan mengaplikasikan data tersebut, bersama dengan simulasi kosmologis untuk menyempurnakan pengukuran berat, adalah sesuatu yang harus saya lakukan," ujar Patel.

Baru-baru ini, Teleskop Angkasa Luar Hubble milik NASA dan satelit Gaia menggabungkan pengamatan yang mereka lakukan tentang gugus bintang globular, atau kepulauan bintang yang mengorbit jantung galaksi.

Kedua teknologi ini menemukan bahwa Bimasakti memiliki bobot sekitar 1,5 triliun massa matahari. Angka itu, yang mungkin salah satu yang paling akurat, akan segera diterbitkan dalam edisi mendatang di The Astrophysical Journal.

"Massa galaksi akan membantu para astronom dalam banyak hal. Kami akan dapat lebih baik menghitung orbit galaksi satelit, karena ini bergantung pada massa Bimasakti. Galaksi yang lebih berat juga memiliki lebih banyak satelit yang mengorbitnya, dan sejauh ini, Hubble telah menemukan sekitar 50 galaksi yang mengelilingi Bimasakti," jelasnya.

Lantaran mereka tidak tahu persis berat galaksi, maka para ilmuwan pun tidak yakin untuk menentukan jumlah galaksi satelit yang mereka temukan. "Saya pikir dalam 10 atau 20 tahun ke depan, kita akan memiliki jawaban yang lebih baik," pungkasnya.

Saksikan video pilihan berikut ini:

Kiamat bagi galaksi kita, Bimasakti mungkin 'tertunda'. Setidaknya itu yang disimpulkan dari perhitungan para ilmuwan. 

Sebuah studi baru menunjukkan bahwa tabrakan dahsyat yang diprediksi terjadi antara Bimasakti dan galaksi berbentuk spiral, Andromeda, akan terjadi sekitar 4,5 miliar tahun dari sekarang, menurut pengamatan yang dilakukan oleh pesawat ruang angkasa Eropa, Gaia.

Beberapa penelitian sebelumnya memperkirakan, tabrakan itu akan terjadi lebih cepat, dalam waktu sekitar 3,9 miliar tahun. Namun dugaan ini kemungkinan besar meleset.

"Temuan ini sangat penting untuk pemahaman kita tentang bagaimana galaksi, rupanya, berevolusi dan berinteraksi," kata ilmuwan proyek Gaia, Timo Prusti, yang tidak terlibat dalam penelitian ini, dalam sebuah pernyataan, seperti dikutip dari Live Science, Selasa, 12 Februari 2019.

Gaia diluncurkan pada Desember 2013 untuk membantu para ilmuwan membuat peta tiga dimensi (3D) lain dari Bimasakti. Pesawat ruang angkasa ini telah memantau posisi dan pergerakan sejumlah besar bintang dan objek kosmik lainnya secara tepat.

Sementara itu, tim misi tersebut sudah melacak lebih dari 1 miliar bintang sebelum Gaia tak lagi berfungsi untuk selamanya.

Sebagian besar bintang yang Gaia amati berada di Bimasakti, tetapi beberapa di antaranya terletak di galaksi terdekatnya.

Dalam riset baru, para peneliti menemukan sejumlah bintang di galaksi Bimasakti, di Andromeda (juga dikenal sebagai M31) dan di dalam spiral Triangulum (atau M33). Ketiga galaksi yang saling bertetangga ini berada dalam jarak 2,5 juta hingga 3 juta tahun cahaya dari Bimasakti dan dapat berinteraksi satu sama lain.

"Kami perlu mengeksplorasi gerakan galaksi dalam 3D untuk mengungkap bagaimana mereka tumbuh dan berevolusi, serta apa yang menciptakan, memengaruhi fitur dan perilaku mereka," kata penulis utama penelitian, Roeland van der Marel, dari Space Telescope Science Institute di Baltimore.

"Kami dapat melakukannya menggunakan paket data kedua berkualitas tinggi, yang dirilis oleh Gaia," tambah van der Marel, merujuk pada tangkapan yang dirilis pada April 2018.

Pekerjaan ini memungkinkan tim riset untuk menentukan tingkat rotasi M31 dan M33 -- sesuatu yang belum pernah dilakukan sebelumnya, kata para peneliti.

Dengan memanfaatkan temuan yang diperoleh oleh Gaia dan analisis informasi arsip, tim kemudian memetakan gerakan dari M31 dan M33 yang berjalan melalui ruang angkasa di masa lalu dan ke mana keduanya akan pergi selama beberapa miliar tahun ke depan.

Model-model tersebut memberikan penanggalan yang lebih lambat dari perkiraan semula --terkait tabrakan Andromeda dan Bimasakti.

Karena jarak antar bintang begitu besar, kemungkinan tata surya kita akan terganggu oleh adanya "penggabungan" tersebut. Tetapi tabrakan itu pasti akan menyilaukan langit malam bagi makhluk apa pun yang ada di Bumi, yang hidup 4,5 miliar tahun dari sekarang.

"Gaia dirancang untuk memetakan bintang-bintang di dalam Bimasakti ---tetapi studi baru ini menunjukkan bahwa satelit itu bisa melakukan lebih dan dapat memberikan wawasan unik tentang struktur dan dinamika galaksi di luar wilayah kita sendiri," papar Prusti.

"Semakin lama Gaia mengamati pergerakan kecil galaksi-galaksi ini di langit, pengukuran kita akan menjadi lebih tepat," lanjutnya.

Andromeda bukan satu-satunya galaksi yang ditabrak oleh Bimasakti. Awan Magellan Besar (Large Magellanic Cloud) dan Bimasakti disebut akan "menyatu" sekitar 2,5 miliar tahun dari sekarang.

Studi baru tersebut diterbitkan bulan ini di The Astrophysical Journal.