Jauhi lampu-lampu kota, lihat ke atas, dan Anda akan melihat salah satu keajaiban langit malam - pita bintang berawan cerah yang membentuk galaksi Bima Sakti. Rumah galaksi kita luas dan indah, tetapi banyak misteri tentang hal itu tetap ada.
Misalnya, terlepas dari upaya puluhan tahun, para astronom belum menentukan dengan tepat berapa berat galaksi kita, dengan perkiraan berkisar antara 700 miliar hingga 2 triliun kali massa matahari kita.
Menimbang galaksi, terutama saat Anda tinggal di dalamnya, bukanlah tugas yang mudah. "Ini seperti mencoba mengambil sensus dari populasi A.S. tetapi Anda tidak dapat menggunakan internet dan Anda tidak dapat meninggalkan kota tempat Anda tinggal," kata astronom Ekta Patel dari University of Arizona di Tucson kepada Live Science. Tidak ada yang bisa menempelkan Bima Sakti pada skala kosmik dan hanya membacakan hasilnya.
Sebagian masalahnya adalah bahwa sebagian besar massa galaksi tidak terlihat. Materi gelap, zat misterius yang tidak memancarkan cahaya apa pun, membentuk sekitar 85 persen Bimasakti kita, kata Patel. Jadi menghitung bintang di galaksi kita tidak akan membuat Anda jauh.
Karena itu, para peneliti biasanya melihat orbit beberapa benda langit, kata Patel. Metode ini didasarkan pada persamaan gravitasi yang diturunkan oleh Isaac Newton lebih dari 300 tahun yang lalu, yang memberi tahu Anda bahwa kecepatan dan jarak di mana benda yang lebih kecil berputar di sekitar benda yang lebih besar berkaitan dengan massa benda yang lebih besar.
Salah satu metode, yang digunakan dalam studi tahun 2017 yang diterbitkan dalam The Astrophysical Journal, adalah dengan melihat galaksi satelit kecil yang berjarak ratusan ribu tahun cahaya yang mengelilingi Bima Sakti seperti halnya planet yang mengorbit bintang. Tapi ada masalah dengan galaksi satelit ini. "Orbit mereka miliaran tahun," kata Patel, yang berarti bahwa setelah beberapa tahun yang singkat, mereka hampir tidak bergerak dan para peneliti tidak dapat dengan mudah menentukan kecepatan orbitnya.
Dalam sebuah penelitian yang diterbitkan pada Juni 2018 di The Astrophysical Journal, Patel dan rekan-rekannya mencoba metode baru untuk menimbang galaksi. Mereka melihat simulasi superkomputer dari alam semesta virtual, yang dapat mereproduksi banyak aspek dari kosmos kita, dan mencoba menemukan contoh galaksi kecil yang mengorbit yang lebih besar.
Sekitar 90.000 galaksi satelit yang disimulasikan ini kemudian dibandingkan dengan data tentang sembilan galaksi sungguhan yang mengorbit di Bima Sakti. Tim memilih yang memiliki sifat orbital paling cocok dengan galaksi satelit nyata dan melihat massa galaksi simulasi yang mereka lewati.
Ini memberi mereka perkiraan yang cukup bagus tentang massa sejati galaksi kita, yang mencatat 960 miliar kali massa matahari. Patel mengatakan hasilnya baik di tengah sebagian besar yang sebelumnya, meskipun masih ada ruang untuk ketepatan yang lebih besar. Ini kemungkinan akan datang dari satelit Gaia dari Badan Antariksa Eropa, yang baru-baru ini memberikan pengukuran yang sangat baik dari properti orbital dari 30 galaksi kerdil yang samar yang mengorbit di Bima Sakti. Menggunakan data ini bersama dengan simulasi kosmologis untuk menyempurnakan pengukuran berat adalah "pada daftar yang harus saya lakukan," kata Patel.
Baru-baru ini, Teleskop Luar Angkasa Hubble NASA dan satelit Gaia Badan Antariksa Eropa menggabungkan pengamatan mereka tentang gugus bintang globular, atau pulau-pulau bintang yang mengorbit jantung galaksi, dan menemukan bahwa Bima Sakti memiliki berat sekitar 1,5 triliun massa matahari. Angka itu, yang mungkin salah satu yang paling akurat, akan segera diterbitkan dalam edisi mendatang dari The Astrophysical Journal.
Mengetahui massa galaksi akan membantu para astronom dengan banyak hal, kata Patel. Untuk satu, astronom akan dapat lebih baik menghitung orbit galaksi satelit karena ini bergantung pada massa Bima Sakti. Galaksi yang lebih berat juga memiliki lebih banyak satelit yang mengorbitnya, dan sejauh ini, teleskop telah melihat sekitar 50 galaksi yang mengelilingi Bima Sakti. Karena kita tidak tahu persis berapa berat galaksi, para ilmuwan tidak yakin persis berapa banyak galaksi satelit yang harus mereka temukan. Akhirnya, bobot sebenarnya dari Bima Sakti akan membantu para peneliti mengetahui berapa proporsi massanya adalah materi gelap versus materi biasa.
Patel berharap bahwa studi di masa depan dan data yang lebih baik pada akhirnya akan menunjukkan ini tidak diketahui sulit dipahami.
"Saya pikir dalam 10 atau 20 tahun ke depan, kita akan memiliki jawaban yang lebih baik," katanya.
Catatan Editor: Kisah ini awalnya diterbitkan pada 4 September 2018. Ini diperbarui pada 7 Maret 2019 pukul 1:30 p.m. E.T. untuk memasukkan perkiraan tambahan massa Bima Sakti, yang diambil dari pengamatan yang dikumpulkan oleh Teleskop Luar Angkasa Hubble NASA dan satelit Gaia dari Badan Antariksa Eropa.
