Kelompok globular adalah kawasan ruang di mana bintang dikemas padat - 10,000 kali lebih padat daripada kawasan bintang tempatan kita. Bukti baru dari Teleskop Angkasa Hubble menunjukkan bahawa kelompok globular akan menyusun diri mereka sendiri, menimbun bintang yang lebih besar di tengah, dan mendorong bintang yang kurang besar ke tepi. Hubble merakam gambar kluster globular 47 Tucanae selama hampir 7 tahun, yang membolehkan para astronom merancang kedudukan bintang-bintang yang bergerak dalam kluster dengan teliti, dan kemudian mengira seberapa dekat mereka dengan pusat itu.
Bayangkan cuba memahami bagaimana permainan bola sepak berfungsi berdasarkan hanya beberapa gambar kabur permainan yang sedang dimainkan. Ahli astronomi telah menghadapi cabaran ini ketika memahami dinamika kawanan bintang sarang lebah di gugus bintang globular yang mengorbit Galaksi Bima Sakti kita. Kini, Teleskop Angkasa Hubble NASA telah memberikan bukti pemerhatian terbaik kepada ahli astronomi hingga kini bahawa kelompok globular menyusun bintang mengikut jisimnya, yang diatur oleh permainan bola biliar graviti antara bintang. Bintang-bintang yang lebih berat perlahan dan tenggelam ke teras kluster, sementara bintang-bintang yang lebih ringan mengambil kelajuan dan bergerak melintasi gugusan ke pinggirannya. Proses ini, yang disebut "pengasingan massa," telah lama dicurigai untuk kelompok bintang globular, tetapi belum pernah terlihat langsung dalam tindakan.
Sekumpulan globular khas mengandungi beberapa ratus ribu bintang. Walaupun ketumpatan bintang sangat kecil di pinggiran sistem bintang seperti itu, ketumpatan bintang berhampiran pusatnya boleh lebih dari 10,000 kali lebih tinggi daripada di kawasan sekitar Matahari kita. Sekiranya kita tinggal di kawasan seperti itu, langit malam akan terbakar dengan 10.000 bintang yang akan lebih dekat dengan kita daripada bintang terdekat dengan Matahari, Alpha Centauri, yang berjarak 4.3 tahun cahaya (atau kira-kira 215.000 kali jarak) antara Bumi dan Matahari). Seperti kereta bawah tanah yang penuh sesak dengan penumpang, kerumunan bintang ini sangat meningkatkan kemungkinan terjadinya pertembungan di antara bintang, bahkan perlanggaran dan penggabungan. Hasil kumulatif dari banyak pertemuan seperti itu adalah pengasingan besar-besaran yang dijangkakan secara teoritis. Tetapi pada masa yang sama keadaan sesak seperti itu menjadikannya sukar untuk mengenal pasti bintang secara tepat.
Ahli astronomi harus menunggu ketajaman ekstrem penglihatan Hubble untuk mengesan pergerakan ribuan bintang dalam satu kumpulan globular. Kini kelajuan yang sangat tepat telah diukur untuk 15,000 bintang di tengah-tengah kluster globular 47 Tucanae yang berdekatan - salah satu kelompok globular paling padat di hemisfera Selatan. Sebilangan kecil bintang ini adalah jenis yang sangat jarang dikenali sebagai "blue stragglers": bintang panas dan terang yang luar biasa lama dianggap hasil pertembungan antara dua bintang normal.
Halaju bintang straggler biru bersetuju dengan ramalan pengasingan massa. Khususnya, perbandingan antara stragglers biru (yang mempunyai dua kali jisim bintang purata) dan bintang lain menunjukkan bahawa, seperti yang dijangkakan, mereka bergerak lebih perlahan daripada bintang rata-rata.
Dengan menggunakan Wide Field dan Planetary Camera 2 dan instrumen Advanced Camera for Surveys yang lebih baru di Hubble, Georges Meylan dari Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) di Sauverny, Switzerland dan kolaborator mengambil sepuluh set beberapa gambar di wilayah tengah (dalam jarak kira-kira 6 tahun cahaya pusat) 47 Tucanae. Gambar diambil secara berkala selama hampir tujuh tahun. Dengan mengukur kedudukan sebanyak 130,000 bintang dengan teliti dalam setiap "snapshot" ini, perubahan kedudukan yang sangat kecil dapat diukur dari masa ke masa, yang mengkhianati pergerakan bintang-bintang di langit. Halaju tepat diperoleh hampir 15,000 bintang dalam kelompok ini. Dari jumlah 15,000 ini, 23 adalah stragglers biru.
Ini adalah contoh halaju terbesar yang pernah dikumpulkan, dengan teknik apa pun dengan instrumen apa pun, untuk kelompok globular di Bima Sakti. Hasilnya juga digunakan untuk memeriksa apakah lubang hitam ada di inti kluster, dengan mencari tarikan graviti. Tetapi gerakan bintang yang diukur menyingkirkan lubang hitam yang sangat besar.
Dengan pemerhatian ini, Hubble mencapai kurang dari satu dekad apa yang memerlukan teleskop darat selama hampir satu abad kerana keadaan pengamatan yang lebih buruk dari darat. Kajian itu tidak mungkin dilakukan tanpa penglihatan tajam Hubble. Dari permukaan tanah, kesan pengarutan atmosfer Bumi mengaburkan imej banyak bintang di teras kelompok yang sesak. Gerakan sudut biasa walaupun bintang biasa di pusat 47 Tucanae didapati hanya lebih kurang satu sepersepuluh darjah setiap tahun. Ini bermaksud gerakan sudut bintang dalam satu tahun bersamaan dengan ukuran sudut sepeser pun dilihat seolah-olah berada sejauh 4.500 batu.
Untuk memanfaatkan sepenuhnya gambar Hubble yang indah ini, para astronom mengembangkan kaedah analisis data yang sama sekali baru, yang akhirnya memberikan pengukuran gerakan yang betul (halaju) yang sesuai dengan perubahan kedudukan bintang pada tahap sekitar 1/100 piksel (gambar -elemen) pada kamera digital Hubble.
Hasilnya diterbitkan dalam Seri Tambahan Jurnal Astrofizik September.
Pasukan antarabangsa terdiri daripada saintis berikut: D.E. McLaughlin (University of Leicester), J. Anderson (Universiti Rice), G. Meylan (Ecole Polytechnique Federale de Lausanne), K. Gebhardt (University of Texas at Austin), C. Pryor (Universiti Rutgers), D. Minniti (Pontifica Universidad Catolica), dan S. Phinney (Caltech).
Sumber Asal: Siaran Berita Hubble
