Para astronom terus berusaha mengukur massa Bimasakti dan mereka terus menghasilkan angka yang berbeda. Tapi bukan berarti mereka buruk dalam matematika. Mengukur massa sesuatu yang sebesar Bima Sakti membingungkan. Plus, kami tertanam di dalamnya; butuh beberapa manuver yang sangat cerdik untuk membatasi massanya.
Massa Bima Sakti adalah pertanyaan ilmiah mendasar yang coba dijawab para astronom selama beberapa dekade. Masalahnya adalah, bahkan estimasi terbaik astronom sangat bervariasi. Kesulitan muncul bukan dari mengukur massa bintang itu sendiri. Itu datang dari tantangan mengukur materi gelap.
Tidak tahu apa itu dark matter? Oke, Space Magazine ada di sini untuk membantu. (Jika Anda tahu apa itu, maka Anda dapat melewati bagian selanjutnya.)
Wajib “Apa itu Materi Gelap?” Bagian
Pertama-tama, materi gelap adalah hipotetis. Kami tidak benar-benar tahu apa itu. Tapi kami tahu itu ada di sana, atau lebih tepatnya kami tahu ada sesuatu di sana.
Hal-hal yang dapat kita lihat dan berinteraksi terbuat dari apa yang disebut 'masalah baryonic.' Itu terbuat dari atom dan itu semua hal yang kita kenal: Tubuh kita, planet, bintang, kacamata Kim Jong-un, dll. Tapi materi baryonic hanya membentuk sekitar 10-15% dari materi di alam semesta.
Kami berpikir bahwa materi gelap membentuk sekitar 85-90% dari materi di alam semesta. Ini berbeda dari materi biasa karena tidak berinteraksi dengan cahaya dan kita tidak bisa melihatnya. Itu sebabnya disebut dark matter.
Tapi kita tahu itu ada di sana karena galaksi berperilaku seolah-olah mereka memiliki massa jauh lebih banyak daripada yang bisa kita lihat. Petunjuk bahwa itu ada di gravitasi. Galaksi harus memiliki lebih banyak massa, dan karenanya lebih banyak gravitasi, daripada yang dapat kita lihat dalam materi regulernya, atau mereka akan terbang terpisah. Massa dan gravitasi mereka menyatukan mereka.
Versi singkatnya adalah bahwa segala sesuatunya tidak mungkin seperti adanya kecuali jika ada lebih banyak massa daripada yang dapat kita ukur.
Sangat Sulit untuk Mengukur
“Kami tidak dapat mendeteksi materi gelap secara langsung.”
Laura Watkins, Observatorium Selatan Eropa
“Kami tidak bisa mendeteksi materi gelap secara langsung,”Jelas Laura Watkins (European Southern Observatory, Jerman), yang memimpin tim melakukan analisis. “Itulah yang mengarah pada ketidakpastian saat ini dalam massa Bima Sakti - Anda tidak dapat mengukur secara akurat apa yang tidak dapat Anda lihat!“
Jadi bagaimana kita mengukur sesuatu yang tidak bisa kita lihat? Para astronom sibuk mengukur efek materi gelap dan kemudian bekerja mundur. Tetapi bahkan dengan segala upaya yang dilakukan, perkiraannya sangat bervariasi, dari serendah 500 miliar kali massa Matahari kita, hingga 3 triliun kali massa Matahari kita. Itu perbedaan besar, dan masalah nyata dalam astronomi. Dan itu karena sulitnya mengukur semua materi gelap.
Sekarang sebuah studi baru yang dipimpin oleh Laura Watkins dari European Southern Observatory mengira mereka datang paling dekat untuk mengukur materi gelap, dan karenanya seluruh massa, Bimasakti. Jumlah mereka?
Mereka mengatakan Bima Sakti mengandung 1,5 triliun kali massa sebanyak Matahari kita, atau 1,5 triliun massa matahari, dalam radius 125.000 tahun cahaya dari pusat galaksi.
Studi ini bergantung pada rilis data kedua dari misi Gaia Badan Antariksa Eropa. Para penulis menggabungkannya dengan pengamatan dari Hubble Space Telescope.
Mari kita masuk ke dalam keberanian tentang bagaimana para astronom mengukur massa Bima Sakti.
Astronom tidak bisa hanya mengambil sampel pengukuran bintang dan kemudian memperkirakan. Itu tidak berhasil karena mereka tidak dapat melihat semua materi gelap. Jadi mereka mengukur hal-hal lain. Dan berkat misi Gaia, banyak pengukuran telah dilakukan untuk mereka.
Masukkan Gaia dan Clobers Globular
Gaia adalah misi ESO untuk membuat peta 3D dari Bima Sakti. Ini adalah misi yang ambisius, tetapi telah membuahkan hasil yang luar biasa. Gaia telah mengukur kecepatan posisional dan radial sekitar satu miliar bintang di Bima Sakti, dan di Grup Lokal. Ini adalah sekitar satu persen dari bintang-bintang di galaksi kita. Itu mungkin kedengarannya tidak banyak, tetapi keakuratan pengukuran juga sangat penting, terutama dalam hal mengukur materi gelap.
Beberapa dari sekitar satu miliar bintang yang diukur Gaia berada dalam gugus bola yang dekat Bima Sakti. Gugus global adalah kumpulan bola bintang, dan ada sekitar 150 di antaranya yang mengorbit di Bima Sakti. Yang paling penting, semakin besar galaksi itu, semakin cepat orbit gugus bola. Dan Gaia telah memberi kami pengukuran kecepatan yang lebih akurat daripada sebelumnya.
“Semakin besar galaksi, semakin cepat gugusannya bergerak di bawah tarikan gravitasinya.“
N. Wyn Evans, Universitas Cambridge, Inggris.
“Semakin besar galaksi, semakin cepat gugusannya bergerak di bawah tarikan gravitasinya”Jelas N. Wyn Evans (Universitas Cambridge, Inggris). “Sebagian besar pengukuran sebelumnya telah menemukan kecepatan di mana sebuah cluster mendekati atau surut dari Bumi, yaitu kecepatan di sepanjang garis pandang kita. Namun, kami juga dapat mengukur gerakan samping cluster, dari mana total kecepatan, dan akibatnya massa galaksi, dapat dihitung.“
Hubble Membantu
Semakin jauh gugus bola, semakin banyak yang mereka beri tahu tentang massa Bima Sakti. Meskipun Gaia memberikan pengukuran kecepatan yang sangat akurat dari cluster, itu adalah Hubble Space Telescope yang mulia yang mengukur cluster sejauh 130.000 tahun cahaya dari Bumi, menambahkan banyak keakuratan pada pengukuran massa baru untuk Bima Sakti.
“Cluster global meluas ke jarak yang sangat jauh, sehingga mereka dianggap sebagai pelacak terbaik yang digunakan para astronom untuk mengukur massa galaksi kita.”Kata Tony Sohn (Space Telescope Science Institute, USA), yang memimpin pengukuran Hubble.
“Kami beruntung memiliki kombinasi data yang hebat,”Jelas Roeland P. van der Marel (Space Telescope Science Institute, USA). “Dengan menggabungkan pengukuran Gaia dari 34 cluster globular dengan pengukuran 12 cluster lebih jauh dari Hubble, kita bisa menjabarkan massa Bima Sakti dengan cara yang tidak mungkin tanpa dua teleskop ruang angkasa ini.“
Mengapa Itu Penting?
Jadi sekarang bagaimana?
Massa Bimasakti lebih dari sekadar rasa ingin tahu, itu bagian intrinsik dan penting dari pertanyaan yang jauh lebih besar. Konten materi gelap galaksi terkait dengan pembentukan dan pertumbuhan struktur di Semesta.
Pengukuran massa Bima Sakti yang lebih akurat ini membantu kita memahami galaksi rumah kita dan tempatnya di kosmos.
Tidak buruk.
Sumber:
- Makalah Penelitian: Bukti untuk Bima Sakti Massa Menengah dari Gaia DR2 Halo Globular Cluster Motions
- Siaran Pers: Hubble dan Gaia Menimbang Bima Sakti Secara Akurat
