arifuddinali.blogspot.com - "Jika Anda memiliki dua
galaksi yang kira-kira sebanding dan keduanya berada di jalur tabrakan,
maka masing-masing lebih menembus ke pusat satu sama lain, sehingga ada
lebih banyak massa yang berakhir di pusat."
Dengan menggunakan “lensa” gravitasional di ruang angkasa, para
astronom Universitas Utah menemukan bahwa pusat galaksi-galaksi terbesar
bertumbuh menjadi lebih padat – memberi bukti terjadinya tabrakan dan
penggabungan secara berulang-ulang antar galaksi-galaksi raksasa.
“Kami
menemukan bahwa selama 6 miliar tahun terakhir, materi yang membentuk
galaksi elips raksasa semakin terkonsentrasi ke arah pusat galaksi. Ini
merupakan bukti bahwa galaksi besar menabrak galaksi besar lainnya untuk
membuat galaksi yang lebih besar,” kata astronom Adam Bolton, penulis
utama dalam studi baru ini.
“Penelitian-penelitian paling terbaru
sebelumnya telah menunjukkan bahwa galaksi besar bertumbuh dengan cara
memangsa galaksi-galaksi yang lebih kecil dalam jumlah banyak,”
tambahnya. “Kami menunjukkan bahwa tabrakan besar antar galaksi besar
adalah sama pentingnya dengan makanan kecil yang banyak.”
Studi baru ini — yang dipublikasikan dalam The Astrophysical Journal –dikerjakan oleh tim Bolton dari Sloan Digital Sky Survey-III dengan menggunakan teleskop optik selebar 2,5 meter pada Apache Point, N.M., dan Teleskop Ruang Angkasa Hubble yang mengorbiti bumi.
Teleskop-teleskop
ini pernah digunakan untuk mengamati dan menganalisa 79 “lensa
gravitasional,” yang merupakan galaksi di antara bumi dan
galaksi-galaksi yang jaraknya lebih jauh. Gravitasi galaksi lensa
berguna dalam membelokkan cahaya yang berasal dari galaksi yang lebih
jauh, menciptakan sebuah cincin atau sebagian cincin cahaya di sekitar
galaksi lensa.
Ukuran cincin itu digunakan untuk menentukan massa
pada setiap galaksi lensa, dan kecepatan bintang-bintangnya digunakan
untuk menghitung konsentrasi massa di setiap galaksi lensa.
Bolton mengerjakan
penelitian ini bersama dengan para tiga astronom lainnya dari
Universitas Utah – peneliti pasca-doktoral Joel Brownstein, mahasiswa
pascasarjana Yiping Shu dan sarjana Ryan Arneson -juga bersama para
anggota Sloan Digital Sky Survey: Christopher Kochanek dari Universitas
Ohio State; David Schlegel dari Lawrence Berkeley National Laboratory;
Daniel Eisenstein dari Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics;
David Wake dari Universitas Yale; Natalia Connolly dari Hamilton
College, Clinton, NY; Claudia Maraston dari Universitas Portsmouth,
Inggris, dan Benjamin Weaver dari Universitas New York.
Makanan besar dan makanan kecil untuk galaksi elips raksasa
Studi
baru ini berurusan dengan jenis galaksi-galaksi elips terbesar yang
pernah diketahui, masing-masing berisi sekitar 100 milyar bintang.
Dengan menghitung “materi gelap” yang tak terlihat, galaksi-galaksi itu mengandung massa sebesar 1 triliun bintang seperti matahari kita.
“Mereka
adalah produk akhir dari semua tabrakan dan penggabungan
generasi-generasi galaksi sebelumnya, mungkin ratusan tabrakan,” kata
Bolton.
Meskipun bukti terbaru dari studi lain menunjukkan bahwa
galaksi elips raksasa bertumbuh dengan memangsa galaksi yang jauh lebih
kecil, namun simulasi komputer Bolton sebelumnya menunjukkan bahwa
tabrakan antar galaksi besar adalah satu-satunya penggabungan galaksi
yang mengarah pada meningkatnya kepadatan massa di pusat galaksi elips
raksasa.
Ketika sebuah galaksi kecil bergabung dengan yang lebih
besar, polanya berbeda. Galaksi kecil terkoyak-koyak oleh gravitasi dari
galaksi besar. Bintang-bintang dari galaksi kecil tetap berada di dekat
pinggiran galaksi besar, bukan pusatnya.
“Tapi jika Anda memiliki
dua galaksi yang kira-kira sebanding dan keduanya berada di jalur
tabrakan, maka masing-masing lebih menembus ke pusat satu sama lain,
sehingga ada lebih banyak massa yang berakhir di pusat,” kata Bolton.
Penelitian
terbaru lainnya menunjukkan bahwa bintang-bintang menyebar lebih luas
ke dalam galaksi dari waktu ke waktu, mendukung gagasan bahwa galaksi
besar memangsa galaksi-galaksi yang jauh lebih kecil.
“Kami
menemukan bahwa galaksi-galaksi itu semakin terkonsentrasi pada massa
mereka dari waktu ke waktu meskipun kurang terkonsentrasi pada cahaya
yang mereka pancarkan,” kata Bolton.
Bolton meyakini bahwa
tabrakan antar galaksi besar menjelaskan bertumbuhnya konsentrasi massa
tersebut, sedangkan galaksi yang menelan galaksi-galaksi kecil lebih
menjelaskan cahaya bintang yang jaraknya jauh dari pusat galaksi.
“Kedua
proses ini penting untuk menjelaskan gambarannya secara keseluruhan,”
kata Bolton. “Cara berkembangnya cahaya bintang tidak dapat dijelaskan
dengan tabrakan besar, jadi kita benar-benar membutuhkan kedua jenis
tabrakan, yaitu tabrakan besar dan kecil — Yang besar dalam jumlah
sedikit dan yang kecil dalam jumlah banyak.”
 |
| Gambar ini diambil dari Teleskop Ruang Angkasa Hubble, menunjukkan cincin cahaya dari galaksi jauh yang tercipta saat galaksi dekat berada pada latar depan — tidak ditunjukkan dalam gambar ini — bertindak sebagai “lensa gravitasional” untuk membengkokkan cahaya dari galaksi jauh sehingga membentuk cincin cahaya yang dikenal sebagai cincin Einstein. Dalam studi baru, astronom Adam Bolton beserta para kolega mengukur cincin ini untuk menentukan massa dari 79 galaksi lensa yang merupakan galaksi-galaksi elips raksasa. Studi ini menemukan bahwa pusat galaksi-galaksi besar itu semakin memadat dari waktu ke waktu, menjadi bukti terjadinya tabrakan berulang antar galaksi-galaksi raksasa. (Kredit: Joel Brownstein, Universitas Utah, untuk NASA/ESA dan Sloan Digital Sky Survey) |
Studi ini juga menunjukkan bahwa
tabrakan antar galaksi besar adalah “tabrakan kering” — artinya,
galaksi-galaksi yang bertabrakan mengalami kekurangan gas dalam jumlah
besar karena sebagian besar gasnya sudah membeku untuk membentuk bintang
— dan bahwa galaksi-galaksi yang bertabrakan tidak saling memukul dalam
posisi lurus satu sama lain, atau yang diistilah Bolton sebagai
“pukulan menyerempet”.
Sloan Bertemu Hubble: Bagaimana Studi Dilakukan
Universitas
Utah bergabung pada tahap ketiga Sloan Digital Sky Survey, yang dikenal
sebagai SDSS-III, pada tahun 2008. Dengan melibatkan sekitar 20 lembaga
riset di seluruh dunia, proyek yang terus berlanjut hingga tahun 2014
ini merupakan upaya internasional dalam memetakan luar angkasa sebagai
cara untuk mencari planet-planet raksasa dalam sistem tata surya lain,
mempelajari asal usul galaksi dan ekspansi alam semesta, serta
menyelidiki materi gelap dan energi gelap misterius yang membentuk
sebagian besar alam semesta.
Bolton mengatakan bahwa studi barunya
ini “nyaris berkuah” dengan menyertakan sebuah proyek SDSS-III bernama
BOSS (Baryon Oscillation Spectrographic Survey). BOSS berupaya dalam
mengukur sejarah ekspansi alam semesta dengan presisi yang belum pernah
terjadi sebelumnya. Hal itu memungkinkan para ilmuwan untuk mempelajari
energi gelap yang mempercepat perluasan alam semesta. Alam semesta
diyakini hanya terdiri dari 4 persen materi biasa, 24 persen “materi
gelap” kasat mata dan 72 persen energi gelap yang belum-terjelaskan.
Selama
penelitian BOSS terhadap galaksi-galaksi, komputer yang menganalisis
spektrum cahaya yang dipancarkan galaksi mengungkap puluhan lensa
gravitasional, yang ditemukan karena tanda-tanda alam dari dua galaksi
yang berbeda berada dalam satu garis.
 |
| Gambar dari Teleskop Luar Angkasa Hubble ini sama dengan gambar sebelumnya, tapi tidak melalui pengolahan yang sama. Hasilnya, cincin Einstein dari galaksi jauh menjadi kurang tajam, namun galaksi “lensa gravitasional”-nya menjadi terlihat pada bagian tengah gambar. (Kredit: Joel Brownstein, Universitas Utah, untuk NASA/ESA dan Sloan Digital Sky Survey) |
Studi Bolton melibatkan 79 lensa gravitasional yang terobservasi dari dua survei:
- Survei Sloan dan Teleskop Ruang Angkasa Hubble yang mengumpulkan gambar serta spektrum warna pancaran sinar dari galaksi-galaksi tua yang jaraknya relatif dekat — meliputi 57 lensa gravitasional — 1 milyar hingga 3 milyar tahun di masa lalu.
- Survei lain yang mengidentifikasi 22 lensa di antara galaksi-galaksi muda yang berjarak lebih jauh, dari 4 miliar hingga 6 miliar tahun di masa lalu.
Cincin cahaya
di seputar galaksi lensa gravitasional dinamakan “Cincin Einstein”
karena Albert Einstein pernah memprediksi efeknya, meskipun Beliau
bukanlah orang pertama yang melakukannya.
“Galaksi-galaksi yang
lebih jauh mengirimkan sinar cahaya yang berpencar, namun sinar-sinar
yang melintas di dekat galaksi yang lebih dekat bisa dibengkokkan
menjadi kesatuan sinar cahaya yang tampak oleh kita sebagai cincin
cahaya di seputar galaksi dekat,” kata Bolton.
Semakin besar
jumlah materi dalam sebuah galaksi lensa, maka semakin besar pula
cincinnya. Itu tampaknya berlawanan dengan intuisi, namun massa yang
lebih besar memiliki tarikan gravitasi yang cukup untuk membuat jalur
lintasan cahaya bintang jauh sedemikian menikung sehingga bisa terlihat
oleh pengamat, menciptakan sebuah cincin yang lebih besar.
Jika
terdapat lebih banyak materi yang terkonsentrasi di dekat pusat galaksi,
bintang-bintang yang lebih cepat akan terlihat bergerak mendekati atau
menjauhi pusat galaksi, kata Bolton.
Teori-teori Alternatif
Bolton
dan rekan-rekannya mengakui bahwa pengamatan mereka ini dapat
dijelaskan dengan teori-teori lain selain gagasan galaksi yang semakin
memadatkan pusatnya dari waktu ke waktu:
- Gas yang runtuh untuk membentuk bintang dapat meningkatkan konsentrasi massa dalam sebuah galaksi. Bolton berpendapat bintang-bintang dalam galaksi tersebut sudah terlalu tua untuk menguatkan penjelasan ini.
- Gravitasi dari galaksi-galaksi terbesar menanggalkan galaksi-galaksi “satelit” pada pinggirannya, meninggalkan lebih banyak massa yang terkonsentrasi di pusat galaksi satelit. Bolton berpendapat proses tersebut tidak mungkin bisa menghasilkan konsentrasi massa yang telah terobservasi dalam studi baru ini dan menjelaskan bagaimana tingkat massa pusat berkembang dari waktu ke waktu.
- Para peneliti hanya mendeteksi batas pada tiap galaksi antara wilayah bagian dalam yang didominasi bintang dan wilayah bagian luar, yang didominasi materi gelap kasat mata. Berdasarkan hipotesis ini, tampilan konsentrasi massa galaksi yang berkembang dari waktu ke waktu itu adalah karena adanya suatu kebetulan dalam metode pengukuran dari para peneliti – mereka mengukur galaksi-galaksi muda pada area yang lebih jauh dari pusatnya dan mengukur galaksi-galaksi tua pada area yang lebih dekat dari pusatnya, menghadirkan ilusi konsentrasi massa di pusat galaksi yang bertumbuh dari waktu ke waktu. Bolton berpendapat bahwa perbedaan pengukuran ini terlalu kecil untuk menjelaskan pola yang terobservasi pada kepadatan materi di dalam galaksi-galaksi lensa.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar