Bagaimana misi Webb dan Gaia memberikan perspektif baru tentang pembentukan galaksi

Dalam sebuah terobosan dalam arkeologi galaksi, para astronom menggunakan informasi yang lebih rinci untuk melacak asal usul galaksi kita, dan mempelajari bagaimana galaksi lain terbentuk pada tahap awal alam semesta. Dengan menggunakan teleskop luar angkasa canggih seperti Gaia dan James Webb, para astronom dapat mundur ke masa lalu dan melihat sekilas beberapa bintang dan galaksi tertua. Antara data Gaia tentang posisi dan pergerakan bintang-bintang di Bima Sakti kita dan pengamatan Webb terhadap galaksi-galaksi awal yang terbentuk ketika alam semesta masih muda, para astronom mempelajari bagaimana galaksi-galaksi berkumpul dan membuat penemuan mengejutkan yang menunjukkan bahwa alam semesta awal jauh lebih padat dan lebih padat. cerah dari yang dibayangkan siapa pun sebelumnya.

Potongan tertua dari Bima Sakti

Dalam sebuah makalah baru-baru ini, para peneliti yang menggunakan teleskop luar angkasa Gaia menentukan Dua aliran bintangbernama Shakti dan Shiva, masing-masing memiliki massa total sekitar 10 juta matahari, dan diperkirakan menyatu dengan Bima Sakti sekitar 12 miliar tahun yang lalu.

Aliran-aliran ini sudah ada bahkan sebelum Bima Sakti mempunyai ciri-ciri seperti piringan atau lengan spiral, dan para peneliti percaya bahwa aliran-aliran ini mungkin merupakan salah satu bahan penyusun galaksi tertua seiring dengan evolusinya.

“Yang menarik adalah kami dapat mendeteksi struktur ini dari zaman kuno,” kata pemimpin peneliti Khayati Malhan dari Max Planck Institute for Astronomy (MPIA). gaya gravitasi, dan pada dasarnya membentuk proto-Bima Sakti.

Hal ini terjadi ketika alam semesta masih muda, dengan galaksi pertama terbentuk sekitar 13 miliar tahun yang lalu. Ketika kelompok bintang-bintang ini berkumpul untuk membentuk apa yang kemudian disebut Bima Sakti, timbul perdebatan mengenai apakah kelompok yang mereka ikuti dapat disebut galaksi. Meskipun ada persyaratan gravitasi yang luas agar bintang-bintang bermassa tertentu dapat bersatu, tidak ada definisi pasti kapan sekelompok bintang dapat disebut sebagai permulaan sebuah galaksi.

“Kapan sebuah kota menjadi kota?” kata rekan penulis Hans-Walter Rex, juga dari MPIA. Itu sebabnya tidak ada zaman di mana galaksi terbentuk. Itu adalah proses yang berkesinambungan.

Bima Sakti sebagai uji kasus

Dengan begitu banyak hal yang perlu diketahui tentang pembentukan galaksi, masuk akal untuk memulai dengan Galaksi Bima Sakti kita sebagai uji kasus. Bima Sakti adalah “galaksi yang sangat rata-rata,” kata Rex. Jika dibandingkan dengan alam semesta lainnya, “separuh bintang hidup di galaksi yang lebih besar, dan separuh lagi bintang hidup di galaksi yang lebih kecil.”

Apa yang membuat Bima Sakti berguna adalah kita memiliki akses unik ke dalamnya, sehingga memberikan kemampuan untuk melihat masing-masing bintang di dalamnya. Ini berarti para peneliti dapat mengidentifikasi gugusan besar bintang yang tampaknya berasal dari usia dan tingkat unsur yang lebih berat yang sama. Melihat masing-masing cluster ini memungkinkan mereka melacak bagaimana galaksi terbentuk.

Ada dua cara utama bintang memasuki galaksi. Yang pertama, ada awan gas besar yang tersebar di dalam galaksi yang ada, dan gas ini mengembun sehingga terbentuklah bintang-bintang di dalamnya. Alternatifnya, bintang-bintang yang terbentuk di galaksi satelit dapat ditarik ke galaksi induknya.

Saat ini, kita kebanyakan melihat bintang terbentuk di dalam awan gas, dan sekitar 90% bintang yang kita lihat saat ini terbentuk dengan cara ini. Namun pada masa awal alam semesta, opsi akresi satelit jauh lebih penting, karena sebagian besar bintang pada periode ini diperkirakan telah terbentuk menjadi gumpalan yang kemudian ditarik ke dalam Bima Sakti yang baru lahir.

Untuk memahami sejarah Bima Sakti, para astronom perlu menelusuri asal usul gugusan bintang tersebut dan mencari tahu apa yang membuat mereka tertarik pada galaksi yang kita kenal sekarang. “Salah satu tujuan besarnya adalah bisakah kita merekonstruksi peristiwa pertambahan awal dari potongan-potongan ini bersama-sama?” kata Rex.

Dengan menggunakan data Gaia, para peneliti dapat memilih kelompok bintang dengan orbit serupa yang terletak di pusat galaksi. Letaknya kira-kira di tengah-tengah antara Bumi dan pusat galaksi, dan berbentuk torus berdinding tebal yang berputar mengelilingi pusat galaksi.

Para peneliti menduga bahwa dua aliran bintang yang mereka temukan adalah bagian terakhir dari Bima Sakti yang diserap selama fase akresi satelit, setelah itu pembentukan bintang di dalam galaksi menjadi pendorong utama bergabungnya bintang-bintang ke dalam galaksi. “Sepertinya Shakti dan Shiva mungkin merupakan langkah terakhir pada tahap awal itu, ketika sebagian besar masih berupa bagian-bagian yang menyatu,” kata Rex.