Para astronom yang menyisir data dari pesawat ruang angkasa Gaia ESA telah menemukan apa yang mereka sebut sebagai galaksi hantu. Galaksi bernama Antlia 2 (Ant 2) adalah galaksi kerdil berkepadatan sangat rendah yang terbentuk pada masa awal jagat raya. Dan itu dilucuti dari massanya oleh kekuatan pasang surut Bimasakti.
Galaksi hantu ini telah bersembunyi di depan mata selama ini. Kepadatannya yang rendah membuatnya sulit dideteksi, dan begitu pula lokasinya. Tersembunyi di balik kafan cakram Bimasakti, di daerah yang dikenal para astronom sebagai "Zona Penghindaran" (ZOA.) Tapi itu luar biasa: ukurannya sama dengan Awan Magellan Besar dan sepertiga ukuran Bimasakti .
Tim astronom internasional menemukan Ant 2 ketika sedang melalui rilis data kedua dari pesawat ruang angkasa Gaia. Mereka mencari galaksi kerdil di dekat Bima Sakti dengan mencari bintang-bintang RR Lyrae. RR Lyrae adalah bintang variabel yang digunakan sebagai lilin standar. Mereka adalah bintang tua yang miskin logam yang biasanya ditemukan di galaksi kerdil, jadi jika Anda menemukan bintang RR Lyrae, Anda mungkin menemukan galaksi kerdil.
Dalam beberapa hal, Ant 2 seperti galaksi kerdil lainnya. Semua galaksi, termasuk galaksi kerdil seperti ini, terbentuk bersama dengan materi gelap. Seperti yang dijelaskan namanya, katai lebih kecil dan memiliki lebih sedikit bintang daripada galaksi lain. Galaksi kerdil mungkin hanya memiliki seratus juta bintang, mungkin sebanyak beberapa miliar. Mereka dikerdilkan oleh galaksi Bima Sakti kita sendiri, yang memiliki antara 200 dan 400 miliar bintang.
"Ini adalah hantu galaksi. Objek-objek yang tersebar seperti Ant 2 sama sekali tidak pernah terlihat sebelumnya. " - Gabriel Torrealba, penulis utama.
Bintang-bintang di galaksi kerdil berbeda dari bintang-bintang di galaksi lain juga. Galaksi kerdil adalah beberapa struktur pertama yang terbentuk di alam semesta, sehingga bintang-bintang mereka lebih tua dan miskin logam. Mereka terbentuk pada masa-masa awal, sebelum generasi bintang yang berurutan telah menabur benih alam semesta dengan logam.
Banyak galaksi kerdil tunduk pada gelombang gravitasi galaksi yang lebih besar di dekat mereka, dan Ant 2 tidak terkecuali. Mereka sering terlihat tertarik ke arah galaksi yang lebih besar dan terkoyak oleh interaksi ini. Ini dapat mengakibatkan merger galaksi, dan itulah yang mungkin terjadi dengan Ant 2.
Tetapi galaksi hantu Ant 2 berbeda dari katai lainnya. Ini memberi sedikit cahaya. Dibandingkan dengan galaksi satelit Bima Sakti lainnya, Awan Magellan Besar, itu 10.000 kali lebih redup. Bergantung pada bagaimana Anda melihatnya, itu terlalu besar untuk luminositasnya, atau terlalu redup untuk ukurannya.
"Ini adalah hantu galaksi," kata Gabriel Torrealba, penulis utama makalah itu. “Objek yang difus seperti Ant 2 tidak pernah terlihat sebelumnya. Penemuan kami hanya mungkin berkat kualitas data Gaia. "
Misi Gaia ESA telah menghasilkan katalog bintang terkaya hingga saat ini, termasuk pengukuran presisi tinggi hampir 1,7 miliar bintang. Ini telah mengungkapkan rincian yang sebelumnya tak terlihat dari galaksi rumah kita, dan menunjukkan bagaimana Bimasakti terbentuk dengan bergabung dengan galaksi lain 10 miliar tahun yang lalu. Awal tahun ini, rilis data kedua Gaia membuat rincian baru bintang-bintang di Bima Sakti tersedia bagi para ilmuwan di seluruh dunia, dan itu menjadi harta karun bagi para astronom, termasuk tim di belakang galaksi hantu.
Tim astronom di balik studi ini berasal dari Taiwan, Inggris, AS, Australia, dan Jerman. Mereka mencari rilis data kedua Gaia untuk bintang RR Lyrae, berharap menemukan lebih banyak galaksi kerdil. Bintang-bintang tua ini memiliki pulsa kecerahan yang dipahami dengan baik yang berlangsung setengah hari, jadi mereka sangat berguna.
"RR Lyrae telah ditemukan di setiap satelit kerdil yang diketahui, jadi ketika kami menemukan sekelompok mereka duduk di atas piringan Galactic, kami tidak benar-benar terkejut," kata rekan penulis Vasily Belokurov dari Cambridge's Institute of Astronomy. "Tetapi ketika kami melihat lebih dekat pada lokasi mereka di langit ternyata kami menemukan sesuatu yang baru, karena tidak ada objek yang diidentifikasi sebelumnya muncul di salah satu database yang kami telusuri."
"Kami bertanya-tanya apakah galaksi ini hanya puncak gunung es, dan Bima Sakti dikelilingi oleh populasi besar kerdil yang hampir tak terlihat, mirip dengan yang ini." - co-penulis Matthew Walker, Universitas Carnegie Mellon.
Tim memberitahu rekan-rekan mereka di Anglo-Australian Telescope (AAT) di Australia. Di bawah garis waktu yang ketat, para astronom di AAT mengukur spektrum lebih dari 100 bintang raksasa merah di galaksi hantu. Spektrum itu memberikan konfirmasi yang dibutuhkan tim.
Spektrum menunjukkan bahwa semua bintang bergerak bersama. Semut 2 tidak pernah datang terlalu dekat dengan Bima Sakti, selalu berada setidaknya 130.000 tahun cahaya. Para peneliti juga dapat memperoleh massa galaksi, yang jauh lebih rendah dari yang diharapkan untuk objek ukurannya.
"Penjelasan paling sederhana tentang mengapa Ant 2 tampaknya memiliki massa yang sangat sedikit saat ini adalah bahwa Ant dibongkar oleh gelombang Galaksi Bima Sakti," kata rekan penulis Sergey Koposov dari Universitas Carnegie Mellon. "Namun, apa yang tetap tidak bisa dijelaskan adalah ukuran raksasa benda itu. Biasanya, ketika galaksi kehilangan massa akibat gelombang Bima Sakti, mereka menyusut, tidak tumbuh.
Jadi Semut 2 adalah sedikit misteri bagi para astronom. Ini sangat besar untuk sesuatu dengan massa yang rendah. Menghapus massa tidak dapat membuat galaksi hantu lebih besar; itu tidak masuk akal. Pasti ada alasan lain mengapa ukurannya bertambah saat kehilangan massa, tetapi sejauh ini tidak ada yang tahu. Teori pembentukan galaksi kita saat ini tidak dapat memprediksi objek seperti Ant 2.
Satu garis spekulasi menunjukkan bahwa pembentukan bintang yang sangat kuat di dalam Ant 2 dapat menyebabkannya mengembang sementara Bima Sakti mencuri massa. Angin bintang dan ledakan supernova dapat mendorong gas yang tidak terpakai, melemahkan gravitasi yang mengikat galaksi dan memungkinkan materi gelap yang terkait dengannya berkembang. Tapi ini tidak terbukti.
"Bahkan jika pembentukan bintang dapat membentuk kembali distribusi materi gelap di Ant 2 seperti yang disatukan, itu pasti bertindak dengan efisiensi yang belum pernah terjadi sebelumnya," kata penulis bersama Jason Sanders, juga dari Cambridge.
Garis spekulasi lain melibatkan materi gelap itu sendiri, mungkin jenis materi gelap lainnya. Teori saat ini meramalkan bahwa materi gelap terkemas erat di pusat galaksi. Tetapi sifat Ant 2 yang tersebar dan menyebar mungkin berarti bahwa jenis materi gelap yang tidak mudah dikelompokkan sedang bekerja. Seperti yang dikatakan tim dalam makalah mereka, "Asal usul inti ini mungkin konsisten dengan umpan balik yang agresif, atau bahkan mungkin memerlukan alternatif untuk materi gelap dingin (seperti boson ultra-ringan)."
"Dibandingkan dengan sisa 60 atau lebih satelit Bima Sakti, Ant 2 adalah bola yang aneh," kata rekan penulis Matthew Walker, juga dari Universitas Carnegie Mellon. "Kami bertanya-tanya apakah galaksi ini hanya puncak gunung es, dan Bima Sakti dikelilingi oleh populasi besar kerdil yang hampir tak terlihat, mirip dengan yang ini."
Menemukan galaksi hantu aneh seperti Ant 2 membingungkan, tetapi itu tidak sepenuhnya tak terduga. Karena metode pendeteksian menjadi lebih sensitif, galaksi satelit yang lebih redup telah ditemukan. Mungkin hanya masalah waktu sampai seseorang ditemukan di sini, di ZOA. Tetapi apakah itu satu-satunya yang pernah kita temukan, atau apakah kita telah menemukan yang pertama dari banyak berkat kekuatan pesawat ruang angkasa Gaia masih merupakan pertanyaan terbuka. Either way, itu membuat para astronom memikirkan kembali teori mereka yang paling bisa diterapkan.
- Siaran Pers Cambridge University: "Gaia melihat galaksi‘ hantu ’di sebelahnya"
- Makalah Penelitian: "Raksasa tersembunyi: penemuan satelit kerdil Galaksi besar di Gaia DR2"
- Halaman Gaia ESA
- Wikipedia: RR Lyrae Stars
