Lengan Baru dan Lengan Patah Galaksi Bimasakti Ditemukan

Peneliti menemukan lengan baru dan ”patahan” aneh pada lengan galaksi Bimasakti. Meski demikian, Bimasakti tetap penuh misteri karena manusia hanya bisa mengetahuinya dari dalam galaksi.

KOMPAS/NASA/JPL-CALTECH/R HURT (SSC/CALTECH)

Konsep galaksi spiral Bimasakti yang dibangun berdasarkan pengamatan dan penelitian astronom dan astrofisikawan dari seluruh dunia. Galaksi Bimasakti adalah galaksi spiral raksasa yang diamaternya berkisar 100.000-120.000 tahun cahaya. Galaksi ini memiliki dua lengan utama, yaitu Scutum-Centaurus dan Perseus, serta dua lengan kecil bernama Norma dan Sagittarius. Tata Surya kita terletak di salah satu cabang lengan Sagittarius yang dinamakan Orion Spur dan berjarak 26.000 tahun cahaya dari pusat Bimasakti.

Galaksi Bimasakti adalah rumah besar bagi manusia Bumi. Meski demikian, masih sedikit pengetahuan manusia tentang galaksi yang diisi ratusan miliar bintang itu. Semakin membaiknya teknologi yang dimiliki manusia, membuat pemahaman manusia tentang Bimasakti, termasuk tentang struktur dan sejarah pembentukannya, bertambah sedikit demi sedikit.

Baru-baru ini, dua tim ilmuwan yang berbeda memublikasikan temuan mereka tentang galaksi Bimasakti. Tim ilmuwan China berhasil menemukan struktur besar di tepi galaksi yang diduga lengan baru Bimasakti. Sementara tim ilmuwan Amerika Serikat (AS) menemukan lengan galaksi Bimasakti yang patah.

Galaksi Bimasakti adalah galaksi spiral raksasa yang memiliki tonjolan di pusatnya serta dikelilingi oleh sejumlah lengan galaksi. Bimasakti, seperti dikutip dari Universe Today, memiliki diameter 100.000-120.000 tahun cahaya. Tebalnya mencapai 1.000 tahun cahaya serta diperkirakan memiliki 400 miliar bintang. Adapun Tata Surya berjarak 26.000 tahun cahaya dari pusat Bimasakti.

Lengan galaksi Bimasakti itu terdiri dari dua lengan utama bernama Scutum-Centaurus dan Perseus, serta dua lengan kecil yang terletak di antara lengan utama tersebut bernama Norma dan Sagittarius. Tata Surya kita terletak di salah satu cabang lengan Sagittarius yang dinamakan Orion Spur.

Dugaan lengan galaksi baru yang ditemukan ilmuwan China itu berasal dari pengamatan mereka menggunakan teleskop radio terbesar di dunia saat ini, Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope atau FAST yang ada di Porvinsi Guizhou, China.

Para peneliti yang dipimpin astronom dari Universitas Nanjing, China, Keping Qiu, mempelajari bagian langit yang disebut daerah Cygnus-X, wilayah yang kaya akan pembentukan bintang baru.

KOMPAS/NASA/ESA/HUBBLE HERITAGE TEAM (STScI/AURA)

Pilar Pembentukan atau Pillars of Creation adalah daerah pembentukan bintang di lengan Sagittarius galaksi Bimasakti. Pilar Pembentukan ini merupakan bagian dari Nebula Elang (M16).

Studi sistematik selama beberapa tahun di daerah Cygnus-X itu, seperti dikutip dari Livescience, Senin (23/8/2021), menemukan filamen gas dan debu yang berukuran sangat besar, terletak di tepi galaksi Bimasakti, dan belum sepenuhnya dipetakan. Filamen yang dinamai Cattail itu diduga sebagai lengan galaksi Bimasakti yang sebelumnya belum diketahui.

Selanjutnya, dengan menggabungkan hasil pengamatan FAST dan data dari telesopp di Jerman dan Australia, peneliti menemukan data bahwa filamen tersebut membentang sejuah 3.600 tahun cahaya dan filamen ini berjarak sekitar 68.000 tahun cahaya dari Bumi. Temuan itu menjadikan Cattail sebagai filamen gas dan debu terbesar dan terjauh yang pernah diamati.

Cattail diperkirakan mengandung massa sebanyak 65.000 massa Matahari. Namun, lebar asli filamen ini diperkirakan jauh lebih besar dari yang diketahui, bisa mencapai panjang 16.000 tahun cahaya. Uniknya, struktur besar itu justru ditemukan di tepi galaksi yang berjarak tiga kali lebih jauh dibandingkan dengan jarak Bumi ke pusat galaksi. Biasanya, massa yang lebih besar akan mengumpul di dekat pusat galaksi.

”Kami tidak tahu bagaimana struktur gas filamen yang sangat besar itu dapat terbentuk di lokasi seekstrem itu,” kata Qiu. Studi Qiu dan rekan itu dipublikasikan di Astrophysical Journal Letters.

Meski demikian, hingga kini peneliti juga belum bisa menentukan apakah Cattail adalah filamen gas dan debu yang berdiri sendiri, menyelubungi bagian tertentu Bimasakti atau menghubungkan antarbagian Bimasakti.

Namun, Qiu dan rekan yakin itu adalah lengan baru Bimasakti yang belum diketahui sebelumnya atau cabang dari salah satu lengan galaksi yang ada. Keyakinan itu muncul karena Cattail tidak melengkung seperti keyakinan para astronom lain sebelumnya yang menyebut tepi galaksi Bimasakti itu melengkung.

Baca juga : Piringan Galaksi Bimasakti Bukan Rata, tetapi Melengkung

KOMPAS/NASA/JPL-CALTECH/ESA/ATG

Gambaran wujud galaksi Bimasakti jika dilihat dari atas (kiri) dan dilihat dari samping (kanan). Bimasakti adalah galaksi spiral raksasa dengan konsentrasi massa berada di dekat pusat galaksi hingga membentuk tonjolan dan dikelilingi oleh sejumlah lengan galaksi.

Sejarah

Sementara itu, tim peneliti dari Laboratorium Propulsi Jet, Badan Penerbangan dan Antariksa Nasional AS (JPL NASA), seperti dikutip dari Space, Rabu (18/8/2021), menemukan ”patahan” aneh pada lengan Sagittarius. Jika lengan galaksi itu dianggap sebagai papan kayu, patahan itu terlihat sebagai serat kayu yang menyembul keluar.

Temuan ini diperoleh setelah peneliti mengamati lengan Sagittarius dalam panjang gelombang inframerah menggunakan teleskop luar angkasa milik NASA Spitzer, sebelum teleskop ini pensiun pada Januari 2020. Data itu kemudian digabung dengan data misi Gaia milik Badan Antariksa Eropa (ESA) yang mengukur jarak dan gerakan bintang.

Lengan Sagittarius menjadi obyek penelitian karena di daerah itu terdapat daerah pembentukan bintang yang dinamakan Pilar Pembentukan atau Pillars of Creation. Pilar Pembentukan ini merupakan bagian dari Nebula Elang atau juga dikenal sebagai obyek Messier 16 (M16).

KOMPAS/NASA/JPL-CALTECH

Lengan Sagittarius merupakan salah satu lengan dari galaksi spiral Bimasakti. Di daerah ini, banyak ditemukan pembentukan bintang muda. Bagian yang diperbesar menunjukkan posisi lengan Sagittarius yang dianggap ”patah” serta jaraknya dari Matahari.

Gabungan data Spitzer dan Gaia itu menunjukkan hal serupa. Lengan Sagittarius nyatanya banyak dipenuhi bintang-bintang berusia muda yang bergerak dengan arah dan kecepatan yang hampir sama.

”Karakter utama lengan pada galaksi spiral adalah seberapa kuat mereka berputar di sekitar galaksi,” kata astrofisikawan di Institut Teknologi California (Caltech), Michael Kuhn. Temuan Kuhn dan rekan itu dipublikasikan di jurnal Astronomy and Astrophysics, Juli 2021.

Pemodelan galaksi Bimasakti sebelumnya, lanjut Kuhn, menunjukkan kemampuan berputar lengan galaksi itu ditentukan oleh besarnya sudut

pitch, yaitu sudut antara garis singgung lengan spiral dan lingkaran sempurna. Untuk lengan Sagittarius, selama ini sudut pitch yang digunakan adalah 12 derajat. Namun, pada bagian lengan Sagittarius yang dianggap ”patah” itu, sudut pitch-nya mencapai 60 derajat.

KOMPAS/SVS.GSFC.NASA.GOV

Citra optik Nebula Elang (M16) yang ada di lengan Sagittarius, galaksi Bimasakti. Di bagian tengah nebula terdapat Pilar Pembentukan atau Pillars of Creation yang merupakan daerah pembentukan bintang-bintang muda.

Peneliti belum mengetahui bagaimana patahan lengan galaksi itu terbentuk. Hingga kini, astronom pun masih mencari tahu mengapa dan bagaimana terbentuknya lengan pada galaksi spiral. Karena itu, temuan tentang patahan lengan galaksi itu bisa menjadi petunjuk baru untuk mempelajari sejarah dan evolusi galaksi.

Terlebih, pada lengan galaksi yang patah tersebut banyak ditemukan bintang-bintang yang terbentuk hampir bersamaan. Demikian pula kelas, ukuran, atau tahap evolusi bintang tersebut. Kondisi itu kemungkinan dipengaruhi oleh oleh perubahan besar yang terjadi di dalam Bimasakti, terutama akibat rotasi galaksi yang memengaruhi besaran gaya gravitasi ataupun gaya geser bintang.

”Bagian lengan Sagittarius yang patah ini adalah bagian kecil dari galaksi Bimasakti, tetapi dia bisa menunjukkan hal yang penting bagi galaksi Bimasakti secara keseluruhan,” kata peneliti lain yang juga astrofisikawan dari Universitas Wisconsin-Whitewater, AS, Robert Benjamin.

Baca juga: Bimasakti Dikelilingi Galaksi-galaksi Tua

Bagaimanapun, Bimasakti tetap penuh misteri. Tidak mudah untuk mempelajari rumah besar manusia Bumi itu karena manusia hanya bisa mengetahuinya dari dalam galaksi. Capaian-capaian observasi dan riset yang dibangun oleh astrofisikawan di seluruh dunia itulah yang akan membantu manusia memahami lebih dalam rumah besarnya, galaksi Bimasakti.