Sebuah tim ilmuwan internasional telah menemukan gelombang besar gas panas yang mengalir melalui gugusan galaksi Perseus. Gelombang adalah versi raksasa dari apa yang disebut gelombang Kelvin-Helmholtz. Mereka diciptakan ketika dua cairan berpotongan pada kecepatan yang berbeda: misalnya, ketika angin berhembus di atas air.
Dalam contoh ini, gelombang disebabkan oleh gugusan galaksi kecil yang menyerempet gugusan Perseus, dan memicu serangkaian peristiwa yang berlangsung selama milyaran tahun. Temuan ini muncul dalam sebuah makalah dalam edisi Juni 2017 jurnal Monthly Noticeices dari Royal Astronomical Society.
"Gelombang yang kami identifikasi terkait dengan terbangnya gugusan yang lebih kecil, yang menunjukkan bahwa aktivitas merger yang menghasilkan struktur raksasa ini masih berlangsung." - Stephen Walker, Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA.
"Perseus adalah salah satu cluster terdekat yang paling masif dan paling terang dalam sinar-X, jadi data Chandra memberi kita detail tak tertandingi," kata ilmuwan terkemuka Stephen Walker di Pusat Penerbangan Antariksa Goddard Space di Greenbelt, Maryland. "Gelombang yang kami identifikasi terkait dengan terbangnya gugusan yang lebih kecil, yang menunjukkan bahwa aktivitas merger yang menghasilkan struktur raksasa ini masih berlangsung."
Cluster galaksi Perseus, juga dikenal sebagai Abell 426, berjarak 240 juta tahun cahaya, dan sekitar 11 juta tahun cahaya. Ini adalah salah satu objek paling masif yang kita ketahui, dan dinamai berdasarkan konstelasi Perseus, yang muncul di bagian yang sama dari langit.
Gugusan galaksi adalah benda yang terikat gravitasi terbesar di alam semesta. Sebagian besar materi yang dapat diamati dalam kluster galaksi adalah gas. Tetapi gas itu super panas — puluhan juta derajat panas — yang artinya memancarkan sinar-x.
Pengamatan X-Ray dari Perseus telah mengungkapkan beberapa fitur dan struktur dalam struktur gas cluster. Beberapa di antaranya adalah fitur seperti gelembung yang disebabkan oleh lubang hitam super-masif (SMBH) di NGC 1275, galaksi pusat klaster Perseus. Fitur lain dari ini dikenal sebagai "bay." Teluk ini merupakan fitur cekung yang tidak mungkin dibentuk oleh SMBH.
Teluk ini merupakan teka-teki karena tidak menghasilkan emisi apa pun, yang diharapkan dari sesuatu yang dibentuk oleh SMBH. Teluk ini juga tidak sesuai dengan model bagaimana gas seharusnya berperilaku dalam situasi ini.
Ilmuwan utama di balik penelitian ini adalah Stephen Walker di Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA. Walker menoleh ke Chandra X-ray Observatory untuk membantu memecahkan teka-teki ini. Gambar Chandra yang ada dari kluster Perseus disaring untuk menyoroti tepi struktur, dan untuk membuat detail halus lebih terlihat.
Gambar-gambar yang difilter dan diproses ini kemudian dibandingkan dengan simulasi komputer penggabungan kluster galaksi. John ZuHone, seorang astrofisika di Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian, telah membuat katalog online simulasi ini.
"Penggabungan gugusan galaksi mewakili tahap terbaru pembentukan struktur di kosmos." -John ZuHone, Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian.
“Penggabungan gugusan galaksi mewakili tahap terbaru pembentukan struktur di kosmos. Simulasi hidrodinamik dari penggabungan kluster memungkinkan kami untuk menghasilkan fitur dalam gas panas dan menyesuaikan parameter fisik, seperti medan magnet. Kemudian kita dapat mencoba untuk mencocokkan karakteristik terperinci dari struktur yang kita amati dalam sinar-X. ” -John ZuHone, Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian.
Salah satu simulasi cocok dengan apa yang dilihat para astronom di Perseus. Di dalamnya, sekelompok besar seperti Perseus telah menetap di dua wilayah: daerah yang lebih dingin dari gas sekitar 30 juta derajat Celcius, dan daerah yang lebih panas dari gas di hampir 100 juta derajat Celcius. Dalam model ini, sebuah cluster lebih kecil dari Perseus, tetapi sekitar seribu kali lebih besar daripada Bima Sakti melewati dekat dengan Perseus, kehilangan pusatnya sekitar 650.000 tahun cahaya.
Itu terjadi sekitar 2,5 miliar tahun yang lalu, dan memicu serangkaian peristiwa yang masih terjadi.
Kehilangan nyaris menyebabkan gangguan gravitasi yang menciptakan spiral gas dingin yang mengembang. Gelombang gas yang sangat besar telah terbentuk di ujung spiral gas yang lebih dingin, di mana ia bersinggungan dengan gas yang lebih panas. Ini adalah gelombang Kelvin-Helmholtz yang terlihat pada gambar.
"Kami pikir fitur rongga yang kami lihat di Perseus adalah bagian dari gelombang Kelvin-Helmholtz, mungkin yang terbesar yang diidentifikasi, yang terbentuk dengan cara yang sama seperti yang ditunjukkan oleh simulasi," kata Walker. "Kami juga telah mengidentifikasi fitur serupa di dua kluster galaksi lain, Centaurus dan Abell 1795."
Studi ini memberikan manfaat lain selain hanya melihat gelombang luar biasa besar. Itu memungkinkan tim untuk mengukur sifat magnetik gugus Perseus. Para peneliti menemukan bahwa kekuatan medan magnet di cluster mempengaruhi ukuran gelombang gas. Jika medan terlalu kuat, gelombang tidak terbentuk sama sekali, dan jika medan magnet terlalu lemah, maka ombaknya akan lebih besar.
Menurut tim, tidak ada cara lain yang diketahui untuk mengukur medan magnet.
Sumber: Ilmuwan Menemukan Gelombang Raksasa Bergulir Melalui Perseus Galaxy Cluster
