Kredit gambar: NRAO
Pasukan ahli astronomi yang menggunakan Teleskop Bank Dunia Robert C. Byrd Green Foundation (GBT) telah membuat pengesanan konklusif pertama mengenai apa yang kelihatan sebagai blok bangunan sisa galaksi - awan hidrogen neutral - mengerumuni Galaxy Andromeda, yang terletak di buruj Andromeda, galaksi lingkaran besar terdekat ke Bima Sakti.
Penemuan ini dapat membantu para saintis memahami struktur dan evolusi Bima Sakti dan semua galaksi lingkaran. Ini juga dapat membantu menjelaskan mengapa bintang-bintang muda tertentu di galaksi dewasa secara mengejutkan kehilangan unsur-unsur berat yang dikandung oleh sezamannya.
"Galaksi raksasa, seperti Andromeda dan Bima Sakti kita sendiri, dianggap terbentuk melalui penggabungan berulang dengan galaksi yang lebih kecil dan melalui pertambahan sejumlah besar 'awan' jisim yang lebih rendah - objek gelap yang kekurangan bintang dan bahkan terlalu kecil untuk disebut galaksi , ”Kata David A. Thilker dari Johns Hopkins University di Baltimore, Maryland. "Kajian teoritis meramalkan bahawa proses pertumbuhan galaksi ini berlanjutan hari ini, tetapi ahli astronomi tidak dapat mengesan 'blok bangunan' berjisim rendah yang jatuh ke galaksi berdekatan, hingga sekarang."
Penyelidikan Thilker diterbitkan dalam Astrophysical Journal Letters. Penyumbang lain termasuk: Robert Braun dari Belanda Foundation for Research in Astronomy; Rene A.M. Walterbos dari Universiti Negeri New Mexico; Edvige Corbelli dari Osservatorio Astrofisico di Arcetri di Itali; Felix J. Lockman dan Ronald Maddalena dari National Radio Astronomy Observatory (NRAO) di Green Bank, Virginia Barat; dan Edward Murphy dari University of Virginia.
Bima Sakti dan Andromeda terbentuk sejak berbilion tahun yang lalu di kawasan kosmik yang penuh dengan bahan mentah galaksi - antaranya hidrogen, helium, dan bahan gelap yang sejuk adalah unsur utama. Sekarang, sebahagian besar bahan mentah ini mungkin telah ditelan oleh dua galaksi, tetapi ahli astronomi mengesyaki bahawa beberapa awan primitif masih bebas.
Kajian terdahulu telah mendedahkan sejumlah awan hidrogen atom neutral yang berada di dekat Bima Sakti tetapi bukan sebahagian daripada cakera. Ini pada awalnya disebut sebagai awan berkelajuan tinggi (HVCs) ketika pertama kali ditemui kerana mereka kelihatan bergerak pada halaju yang sukar didamaikan dengan putaran Galaksi.
Para saintis tidak pasti sama ada HVC terdiri dari blok bangunan Bima Sakti yang sejauh ini lolos dari penangkapan, atau jika mereka mengesan gas dipercepat ke halaju yang tidak dijangka oleh proses energetik (beberapa supernova) dalam Bima Sakti. Penemuan awan serupa yang terikat pada Galaxy Andromeda menguatkan kes sekurang-kurangnya sebilangan besar HVC ini memang merupakan blok bangunan galaksi.
Ahli astronomi dapat menggunakan teleskop radio untuk mengesan ciri radiasi 21 sentimeter yang dipancarkan secara semula jadi oleh hidrogen atom neutral. Kesukaran besar dalam menganalisis blok galaksi jisim rendah ini adalah bahawa pancaran radio semula jadi mereka sangat samar. Bahkan yang paling dekat dengan kita, awan yang mengorbit Galaxy kita, sukar untuk dikaji kerana ketidakpastian jarak yang serius. "Kami tahu HVC Bima Sakti relatif berdekatan, tetapi seberapa dekatnya sukar untuk ditentukan," kata Thilker.
Percubaan masa lalu untuk mencari satelit yang hilang di sekitar galaksi luar pada jarak yang terkenal tidak berjaya kerana perlunya instrumen yang sangat sensitif yang mampu menghasilkan gambar kesetiaan tinggi, bahkan di sekitar sumber yang terang seperti Galaxy Andromeda.
Seseorang mungkin menganggap tugas ini serupa dengan membezakan secara visual lilin yang diletakkan bersebelahan dengan lampu sorot. Reka bentuk novel GBT yang ditugaskan baru-baru ini memenuhi cabaran ini dengan cemerlang, dan memberi para astronom pandangan pertama mereka ke kawasan sekitar yang berantakan di sekitar Andromeda.
Galaxy Andromeda menjadi sasaran kerana ia adalah galaksi spiral besar yang terdekat. "Dalam arti tertentu, orang kaya menjadi lebih kaya, bahkan di ruang angkasa," kata Thilker. “Semua yang lain sama, seseorang akan menjangkakan lebih banyak awan primordial di sekitar galaksi lingkaran besar daripada dekat galaksi kerdil kecil, misalnya. Ini menjadikan Andromeda tempat yang bagus untuk dilihat, terutama mengingat jaraknya yang relatif - hanya 2.5 juta tahun cahaya dari Bumi. "
Apa yang GBT dapat dijelaskan adalah populasi 20 awan hidrogen neutral diskrit, bersama dengan komponen filamen yang diperluas, yang, para astronom percaya, keduanya berkaitan dengan Andromeda. Objek-objek ini, yang sepertinya berada di bawah pengaruh gravitasi halo Andromeda, dianggap sebagai awan satelit "hilang" (mungkin yang dikuasai oleh bahan gelap) dan sisa-sisa penggabungan mereka. Mereka ditemui dalam masa 163,000 tahun cahaya dari Andromeda.
Model kosmologi yang digemari telah meramalkan adanya satelit ini, dan penemuan mereka dapat menjelaskan beberapa "benda gelap yang sejuk" yang hilang di Alam Semesta. Juga, pengesahan bahawa objek berjisim rendah ini terdapat di sekitar galaksi yang lebih besar dapat membantu menyelesaikan misteri mengapa bintang muda tertentu, yang dikenali sebagai bintang G-kerdil, secara kimia serupa dengan yang telah berkembang berbilion tahun yang lalu.
Seiring usia galaksi, mereka mengembangkan kepekatan unsur-unsur berat yang lebih besar yang terbentuk oleh tindak balas nuklear di teras bintang dan dalam letupan supernova yang dahsyat. Letupan ini memunculkan unsur-unsur berat ke galaksi, yang kemudian menjadi planet dan diambil pada generasi bintang berikutnya.
Analisis spektral dan fotometrik bintang muda di Bima Sakti dan galaksi lain, bagaimanapun, menunjukkan bahawa terdapat sebilangan besar bintang muda yang secara mengejutkan kehilangan unsur-unsur berat, menjadikannya menyerupai bintang yang seharusnya terbentuk pada tahap awal evolusi galaksi .
"Salah satu cara untuk menjelaskan anomali pelik ini adalah dengan mendapatkan sumber bahan galaksi mentah yang baru untuk membentuk bintang baru," kata Murphy. "Oleh kerana awan berkelajuan tinggi mungkin merupakan blok bangunan sisa pembentukan galaksi, awan mengandungi kepekatan hidrogen yang hampir murni, kebanyakannya bebas dari logam berat yang menghasilkan galaksi yang lebih tua." Oleh itu, penggabungan mereka menjadi galaksi besar dapat menjelaskan bagaimana bahan segar tersedia untuk pembentukan bintang G-kerdil.
Galaksi Andromeda, juga dikenal sebagai M31, adalah salah satu dari hanya beberapa galaksi yang dapat dilihat dari Bumi dengan mata tanpa bantuan, dan dilihat sebagai noda samar di buruj Andromeda. Jika dilihat melalui teleskop sederhana, Andromeda juga mengungkapkan bahawa ia memiliki dua galaksi kerdil satelit terkemuka, yang dikenal sebagai M32 dan M110. Kerdil ini, bersama dengan awan yang dikaji oleh Thilker dan kolaboratornya, ditakdirkan untuk akhirnya bergabung dengan Andromeda. Bima Sakti, M33, dan Galaxy Andromeda serta kira-kira 40 pendamping kerdil, merangkumi apa yang dikenali sebagai "Kumpulan Tempatan."
Hari ini, Andromeda mungkin galaksi yang paling banyak dikaji selain Bima Sakti. Sebenarnya, banyak perkara yang kita ketahui mengenai sifat galaksi seperti Bima Sakti dipelajari dengan mempelajari Andromeda, kerana keseluruhan ciri galaksi kita tersembunyi oleh sudut pandang dalaman kita. "Dalam hal ini, Andromeda adalah analog yang baik untuk Bima Sakti," kata Murphy. "Ini menjelaskan gambaran. Hidup di dalam Bima Sakti adalah seperti berusaha untuk menentukan seperti apa rumah anda dari dalam, tanpa melangkah ke luar. Namun, jika anda melihat rumah jiran, anda dapat merasakan bagaimana rupa rumah anda sendiri. "
GBT adalah teleskop radio yang dapat dikendalikan sepenuhnya yang terbesar di dunia.
Observatorium Astronomi Radio Nasional adalah kemudahan Yayasan Sains Nasional, yang dikendalikan di bawah perjanjian kerjasama oleh Associated Universities, Inc.
Sumber Asal: Siaran Berita NRAO
