Ahli astronomi telah menunjukkan untuk pertama kalinya bahawa bahkan galaksi terkecil di Alam Semesta mempunyai struktur kompleks yang menunjukkan sejarah yang kompleks. Dengan menggunakan Teleskop Subaru, sepasukan ahli astronomi dari Balai Cerap Astronomi Nasional Jepun, Institut Fizik di Lithuania, University of Durham, Observatory Paris, Universiti Kyoto, Balai Cerap Astronomi Gunma, dan University of Tokyo telah menemui halo yang luas bintang dengan potongan tajam di galaksi tidak teratur kerdil Leo A, anggota Kumpulan galaksi Tempatan yang merangkumi Bima Sakti. Penemuan ini mencabar senario pembentukan galaksi dengan menunjukkan bahawa bukannya menjadi pengawet blok bangunan murni yang digabungkan untuk membentuk galaksi yang lebih besar, galaksi yang tidak teratur kerdil mempunyai sejarah penumpukannya sendiri.
Memahami pembentukan dan evolusi galaksi pada skala waktu yang setanding dengan usia Alam Semesta adalah salah satu cabaran terbesar astronomi. Dalam senario kosmologi standard (Catatan 1), galaksi terbentuk melalui penggabungan hierarki: turun naik kepadatan primordial kecil dalam penyebaran jirim yang lancar di awal Alam Semesta tumbuh dan bergabung untuk membentuk struktur yang lebih besar seperti Bima Sakti. Jenis galaksi yang paling banyak di alam semesta - galaksi tidak sekata kerdil (Catatan 2) - seharusnya mengekalkan sifatnya tidak berubah selama berbilion tahun dan mewakili blok bangunan purba yang murni. Inilah salah satu sebab mengapa ahli astronomi baru-baru ini mengkaji galaksi tidak sekata kerdil dengan penuh minat.
Pasukan yang diketuai oleh Profesor Nobuo Arimoto (National Astronomical Observatory of Japan) dan Vladas Vansevicius (Institut Fizik, Lithuania) telah mengkaji Leo A - galaksi yang tidak teratur dan kerdil yang kaya dengan gas dengan hanya 0.01% jisim Bima Sakti dan unsur kimia pecahan rendah yang dihasilkan oleh generasi bintang terdahulu. Ciri-ciri ini menunjukkan bahawa galaksi ini telah berkembang tanpa interaksi yang signifikan dengan galaksi lain. Galaksi ini dipercayai memiliki struktur yang cukup sederhana, berbeza dengan galaksi cakera besar seperti Bima Sakti. Namun, pandangan ini perlu diubah kerana pencitraan mendalam dari kawasan luar galaksi ini dengan Teleskop Subaru.
Sebelum pemerhatian ini, Leo A sudah diketahui memiliki ukuran sudut yang besar (7 ′ x 5 ′; Catatan 3) dan Teleskop Subaru yang dilengkapi dengan Kamera Fokus Perdana (Suprime-Cam) adalah alat yang ideal untuk mengkaji bintang-bintang di had luar galaksi (Gamb. 1). Paparan tunggal dengan Suprime-Cam meliputi bidang pandangan 34 ′ x 27 ′ (ukuran piksel 0 ".2 x 0" .2) dengan kepekaan tinggi. Pasukan ini memperoleh imej optik galaksi Leo A yang tidak teratur kerdil dengan tiga penapis jalur lebar pada bulan November 2001. Untuk mengesan keseluruhan bintang lama di Leo A, pasukan menggunakan bintang cawangan gergasi merah (RGB) yang berevolusi rendah -mass bintang dengan cahaya yang sangat tinggi dan diharapkan dapat mewakili struktur galaksi yang diperluas. Mereka menyiasat di dalam elips paksi separa utama a = 12 ′ yang merangkumi galaksi sepenuhnya, dan mengesan 1394 bintang RGB yang diedarkan secara simetri dan lancar di medan ini.
Rajah 2 menunjukkan profil jejari ketumpatan bilangan permukaan bintang gergasi merah. Pasukan ini menemui struktur cakera yang jauh lebih besar (dengan paksi separa utama 5.5 ′) daripada yang diketahui sebelumnya (3.5 ′). Lebih-lebih lagi, pengamatan mendalam memungkinkan penemuan komponen bintang baru dalam galaksi tidak teratur kerdil, yang disebut oleh pasukan sebagai "halo?" (5.5′-7.5 ′), yang mempunyai cerun yang kurang curam dalam jumlah ketumpatan bintang RGB. Komponen halo berakhir pada jarak 8 ′ dari pusat galaksi dengan potongan tajam dalam taburan bintang RGB. Keberadaan struktur halo dalam galaksi tidak sekata kerdil tidak dapat disahkan sebelum pemerhatian ini.
Ukuran Leo A yang diungkapkan oleh pengamatan baru ini adalah dua kali lebih besar daripada ukurannya yang telah diterima sebelumnya, menunjukkan bahawa walaupun di alam semesta yang berdekatan, kita hanya melihat galaksi sebagai "petua gunung es" yang sebenarnya beberapa kali lebih luas.
Halo yang baru dijumpai dengan potongan bintang yang tajam dan cakera galaksi kerdil Leo A menyerupai struktur serta kandungan bintang dan gas yang terdapat di galaksi cakera penuh besar seperti Bima Sakti. Struktur galaksi besar yang rumit dipercayai hasil daripada penggabungan galaksi yang kurang besar seperti kerdil yang tidak teratur. Walau bagaimanapun, kajian ini dengan jelas menunjukkan bahawa galaksi Leo A yang tidak teratur kerdil sudah memiliki komponen cakera dan lingkaran cahaya, dan mencadangkan sejarah penumpukan kompleks untuk galaksi jisim yang sangat rendah seperti Leo A, yang seharusnya terbentuk secara langsung dari turun naik kepadatan primordial di alam semesta awal (Catatan 1), dan mencabar pemahaman kontemporari mengenai evolusi galaksi. Profesor N. Arimoto dan V. Vansevicius percaya Leo A adalah batu? Rosetta? (Catatan 4) untuk memahami proses pembentukan dan evolusi galaksi.
Makalah ilmiah mengenai penyelidikan ini telah diterima untuk diterbitkan pada 20 Ogos 2004, Astrophysical Journal Letters (Volume 611, Number 2, L93).
Sumber Asal: Siaran Berita Subaru
