Sejak kelahiran astronomi modern, para ilmuwan telah berusaha untuk menentukan sepenuhnya galaksi Bima Sakti dan mempelajari lebih lanjut tentang struktur, pembentukan, dan evolusinya. Menurut teori saat ini, secara luas diyakini bahwa Bima Sakti terbentuk tidak lama setelah Big Bang (sekitar 13,51 miliar tahun yang lalu). Ini adalah hasil dari gugus bintang dan gugus bintang pertama yang berkumpul, serta pertambahan gas langsung dari halo Galactic.
Sejak itu, beberapa galaksi diperkirakan telah bergabung dengan Bima Sakti, yang memicu pembentukan bintang-bintang baru. Tetapi menurut sebuah penelitian baru oleh tim peneliti Jepang, galaksi kita memiliki sejarah yang lebih bergejolak daripada yang diperkirakan sebelumnya. Menurut temuan mereka, Bima Sakti mengalami era tidak aktif antara dua periode pembentukan bintang yang berlangsung selama miliaran tahun, secara efektif mati sebelum hidup kembali.
Studi mereka, berjudul "Pembentukan bintang lingkungan-matahari dalam dua generasi yang dipisahkan oleh 5 miliar tahun", baru-baru ini muncul dalam jurnal ilmiah Alam. Penelitian ini dilakukan oleh Masafumi Noguchi, seorang astronom dari Institut Astronomi di Universitas Tohoku, Jepang. Menggunakan ide baru yang dikenal sebagai "pertambahan aliran dingin", Noguchi menghitung evolusi Bima Sakti selama periode 10 miliar tahun.
Gagasan penambahan gas dingin ini pertama kali diusulkan oleh Avishai Dekel - Ketua Andre Aisenstadt dari Fisika Teoritis di The Hebrew University di Yerusalem - dan rekan-rekannya untuk menjelaskan bagaimana galaksi mengeluarkan gas dari ruang sekitarnya selama pembentukan mereka. Konsep pembentukan dua tahap juga telah disarankan di masa lalu oleh Yuval Birnboim - seorang dosen senior di The Hebrew University - dan rekannya untuk menjelaskan pembentukan galaksi yang lebih masif di Semesta kita.
Namun, setelah membangun model Bimasakti menggunakan data komposisi bintang-bintangnya, Noguchi menyimpulkan bahwa galaksi kita sendiri juga mengalami dua tahap pembentukan bintang. Menurut penelitiannya, sejarah Bima Sakti dapat dilihat dengan melihat komposisi unsur bintang-bintangnya, yang merupakan hasil komposisi gas dari mana mereka terbentuk.
Ketika melihat bintang-bintang di lingkungan Solar, banyak survei astronomi telah mencatat bahwa ada dua kelompok yang memiliki komposisi kimia yang berbeda. Yang satu kaya akan unsur-unsur seperti oksigen, magnesium dan silikon (unsur-alfa) sementara yang lain kaya akan zat besi. Alasan dikotomi ini telah lama menjadi misteri, tetapi model Noguchi memberikan jawaban yang memungkinkan.
Menurut model ini, Bima Sakti dimulai ketika aliran gas dingin bertambah ke galaksi dan menyebabkan pembentukan bintang generasi pertama. Gas ini mengandung unsur alfa sebagai hasil dari supernova tipe II berumur pendek - di mana bintang mengalami keruntuhan inti pada akhir siklus hidupnya dan kemudian meledak - melepaskan unsur-unsur ini ke dalam media intergalaksi. Hal ini menyebabkan generasi pertama bintang kaya akan unsur alfa.
Kemudian, sekitar 7 miliar tahun yang lalu, gelombang kejut muncul yang memanaskan gas ke suhu tinggi. Ini menyebabkan gas dingin berhenti mengalir ke galaksi kita, menyebabkan pembentukan bintang berhenti. Masa dormansi dua miliar tahun berlanjut di galaksi kita. Selama waktu ini, supernova tipe Ia yang berumur panjang - yang terjadi dalam sistem biner di mana kurcaci putih secara bertahap menyedot material dari rekannya - menyuntikkan zat besi ke dalam gas intergalaksi dan mengubah komposisi unsurnya.
Seiring waktu, gas intergalaksi mulai mendingin dengan memancarkan radiasi dan mulai mengalir kembali ke galaksi 5 miliar tahun yang lalu. Hal ini menyebabkan generasi kedua pembentukan bintang, termasuk Matahari kita, yang kaya akan zat besi. Meskipun formasi dua tahap telah menyarankan galaksi yang jauh lebih besar di masa lalu, Noguchi telah dapat mengkonfirmasi bahwa gambar yang sama berlaku untuk Bima Sakti kita sendiri.
Terlebih lagi, penelitian lain menunjukkan bahwa hal yang sama mungkin terjadi pada tetangga terdekat Bima Sakti, Galaksi Andromeda. Singkatnya, model Noguchi memprediksikan bahwa galaksi spiral besar mengalami kesenjangan dalam pembentukan bintang, sedangkan galaksi yang lebih kecil membuat bintang terus menerus.
Di masa depan, pengamatan oleh teleskop yang ada dan generasi berikutnya kemungkinan akan memberikan bukti tambahan tentang fenomena ini dan memberi tahu kami lebih banyak tentang pembentukan galaksi. Dari ini, para astronom juga akan dapat membangun model yang semakin akurat tentang bagaimana Alam Semesta kita berevolusi dari waktu ke waktu.
