Astronom Harvard menjelaskan kelengkungan misterius Bima Sakti

Temuan para astronom mendukung hipotesis tentang bagaimana galaksi kita berevolusi.

itu Bima Sakti Ia sering digambarkan sebagai piringan debu, gas, dan bintang yang datar dan berputar. Namun jika Anda dapat memperkecil dan mengambil gambar surround, sebenarnya ada lengkungan yang berbeda – seolah-olah Anda mencoba memutar dan membengkokkan piringan hitam vinil.

Meskipun para ilmuwan telah lama mengetahui dari data pengamatan bahwa Bima Sakti terdistorsi dan ujung-ujungnya melebar seperti rok, namun belum ada yang mampu menjelaskan alasannya.

Penemuan astronom Harvard

Dan sekarang para astronom Harvard di Pusat Astrofisika | Harvard dan Smithsonian (CFA) melakukan perhitungan pertama yang sepenuhnya menjelaskan fenomena ini, dengan bukti kuat yang menunjukkan bahwa Bima Sakti diselimuti oleh lingkaran materi gelap yang tidak beraturan. Karya ini juga memajukan pemikiran terkini tentang bagaimana galaksi berevolusi, dan mungkin memberikan petunjuk mengenai beberapa misteri materi gelap.

Piringan galaksi Bima Sakti berputar dan bersinar, mirip dengan Galaksi ESO yang digambarkan di sini. Teleskop Luar Angkasa Hubble milik NASA memotret galaksi yang tidak biasa ini, mengungkapkan detail luar biasa dari piringannya yang berdebu dan melengkung, serta menunjukkan bagaimana galaksi-galaksi yang bertabrakan melahirkan bintang-bintang baru. Debu dan lengan spiral galaksi spiral biasa, seperti Bima Sakti kita, tampak datar jika dilihat dari tepinya. Sumber gambar: NASA/Institut Sains Teleskop Luar Angkasa

Perhitungan baru ini dipimpin oleh Jiwon Jesse Han, seorang mahasiswa di Sekolah Pascasarjana Seni dan Sains Griffin yang berafiliasi dengan CfA. Diterbitkan di majalah Astronomi alamPenelitian ini melibatkan rekan penulis Charlie Conroy dan Lars Hernquist, keduanya anggota fakultas di CfA dan Departemen Astronomi.

Korona bintang dan materi gelap

Galaksi kita terletak di dalam awan menyebar yang disebut korona bintang, yang meluas lebih jauh ke alam semesta. Dalam karya inovatif yang diterbitkan tahun lalu, tim Harvard menyimpulkan bahwa bintang corona berbentuk miring dan berbentuk elips, seperti Zeppelin atau bola sepak.

Oleh karena itu, tim mengambil bentuk yang sama untuk halo materi gelap, entitas lebih besar yang mencakup segala sesuatu di dalam dan di sekitar Bima Sakti. Materi gelap membentuk 80% massa galaksi, namun tidak terlihat karena tidak berinteraksi dengan cahaya, sehingga bentuk halo tersebut harus disimpulkan. Dengan menggunakan model untuk menghitung orbit bintang-bintang di dalam lingkaran materi gelap yang berbentuk persegi panjang dan miring, tim menemukan kecocokan yang hampir sempurna dengan pengamatan terkini terhadap galaksi yang melengkung dan bersinar.

Monumen dan visi

“Korona gelap yang miring sebenarnya cukup umum dalam simulasi, namun belum ada yang menyelidiki pengaruhnya terhadap Bima Sakti,” kata Conroy. “Ternyata kemiringan adalah cara yang bagus untuk menjelaskan ukuran dan arah piringan osilasi galaksi kita.”

Para ilmuwan telah lama percaya bahwa Bima Sakti terbentuk akibat tabrakan galaksi; Karya para astronom menegaskan hipotesis ini.

“Jika galaksi berevolusi dengan sendirinya, ia akan memiliki lingkaran cahaya bulat yang indah, piringan datar yang indah,” kata Hahn. “Jadi fakta bahwa lingkaran cahaya itu miring dan berbentuk seperti sepak bola menunjukkan bahwa galaksi kita mengalami peristiwa penggabungan, di mana dua galaksi bertabrakan.”

“Ternyata kemiringan adalah cara yang bagus untuk menjelaskan ukuran dan arah piringan osilasi galaksi kita.”
— Charlie Conroy, Departemen Astronomi

Perhitungan mereka mengenai kemungkinan bentuk halo materi gelap juga dapat memberikan petunjuk tentang sifat dan sifat partikel materi gelap itu sendiri, yang masih menjadi misteri yang belum terpecahkan dalam fisika. “Fakta bahwa galaksi tidak berbentuk bola dalam data kami menunjukkan bahwa ada batasan tertentu di mana materi gelap dapat berinteraksi dengan dirinya sendiri,” jelas Hahn.

Keyakinan akan hasil ini dapat membuka jalan bagi cara yang lebih baik untuk mempelajari secara cerdas materi gelap yang tidak dapat teramati yang menyusun sebagian besar alam semesta. Hal ini mencakup cara-cara baru untuk menangkap tanda kinematik subhalo gelap, yaitu lingkaran cahaya kecil materi gelap yang berkeliaran di sekitar galaksi.

Referensi: “Asal usul halo gelap miring dan suar piringan galaksi” oleh Jeon Jesse Han, Charlie Conroy, dan Lars Hernequist, 14 September 2023, Astronomi alam.
doi: 10.1038/s41550-023-02076-9