Hubble Menemukan Ribuan Bola Salju Starlit

Gugus Globular tampak seperti bola salju besar yang diterangi bintang saat mereka mengorbit hati galaksi inangnya sebagai satelit. Benda-benda langit yang indah ini adalah kumpulan bintang-bintang berbentuk bola yang sangat erat "direkatkan" oleh gravitasi, yang merupakan alasan mengapa mereka membentuk bentuk bola karakteristik mereka dan kepadatan bintang yang relatif tinggi ke arah pusatnya. Setiap galaksi dengan massa yang cukup di Grup Lokal kita sendiri memiliki galaksi-galaksi yang menyertainya, dan hampir setiap galaksi besar yang disurvei menampilkan sistem pengorbitannya sendiri dari bola salju berkilau dan berkilau ini. Pada November 2018, sebuah tim astronom mengumumkan bahwa dengan memandang 300 juta tahun cahaya ke "kota" galaksi yang sangat besar, mereka telah mengembangkan sensus komprehensif dari beberapa konstituen terkecilnya. Menggunakan Hubble Space Telescope (HST), para astronom menemukan harta karun sekejap yang diisi dengan gugus bola - berjumlah 22.426 bola salju berkekuatan bintang!

Hasil survei, yang diterbitkan dalam edisi 9 November 2018 The Astrophysical Journal, akan memungkinkan para astronom untuk menggunakan bidang gugus bola untuk memetakan distribusi materi atom (baronik) "biasa" dan materi gelap misterius, eksotis, non-atomik , terkandung dalam Koma Galaxy Cluster. Cluster Coma menampung lebih dari 1.000 galaksi yang dikemas bersama-sama.

Karena gugus bola keduanya jauh lebih banyak dan lebih kecil dari seluruh galaksi, mereka adalah pelacak yang jauh lebih baik tentang bagaimana struktur ruang dilengkungkan oleh gravitasi Coma Cluster yang kuat. Memang, Coma Cluster adalah salah satu tempat pertama di ruang angkasa di mana distorsi gravitasi yang diamati dianggap sebagai tanda-tanda jumlah besar massa tak terlihat yang bersembunyi di Cosmos - massa yang berlimpah, tidak terlihat, dan hantu ini akhirnya bernama dark matter.

Globular Clusters adalah beberapa struktur paling kuno di alam semesta, dan benda-benda berbentuk bola salju ini menampung beberapa ratus ribu bintang yang sangat tua. Memang, Globulars memainkan peran penting dalam kelahiran dan pertumbuhan sebuah galaksi. Kira-kira 150 dari struktur-struktur bola bertabur bintang ini menari-nari di sekitar Galaksi Bima Sakti kita, dan, karena mereka meng-host bintang-bintang paling kuno yang diketahui di Semesta, mereka sudah hadir di tahun-tahun pembentukan primordial Galaxy kita.

Bola Salju Di Langit

Clob Globular pertama yang diketahui, dijuluki M22, ditemukan pada 1665 oleh astronom amatir Jerman, Abraham Ihle (1627-1699). Namun, teleskop primitif pada masa itu tidak dapat menyelesaikan penghuni bintang individu Globularis sampai astronom Perancis Charles Messier (1730-1817) mengamati M4 pada 1764. Messier mendaftarkan delapan Globulars pertama yang ditemukan dalam katalognya, dan kemudian orang Prancis astronom Abbe Lacaille (1713-1762) mendaftarkan beberapa lagi dalam katalog 1751-52 miliknya. M di depan nomor menunjuk katalog Messier, sementara NGC diambil dari Katalog Umum Baru oleh astronom Denmark-Irlandia John Dreyer (1852-1926).

Ketika astronom Jerman-Inggris William Herschel (1738-1822) memulai survei komprehensifnya sendiri tentang langit, menggunakan teleskop besar yang lebih baik yang tersedia pada tahun 1782, hanya ada 34 Globulars yang dikenal. Herschel menemukan 36 tambahan sendiri, dan dia juga astronom pertama yang benar-benar menyelesaikan semua bintang masing-masing. Memang, Herschel dikreditkan dengan menciptakan istilah "Globular Cluster" dalam Katalog sendiri dari Sepuluh Ribu Nebula Baru Baru dan Cluster Bintang yang diterbitkan pada 1789.

Jumlah Globulars yang diketahui terus meroket, mencapai 83 pada 1915, 93 pada 1930, dan 97 pada 1947. Sebanyak 152 gugusan bola saat ini telah ditemukan di Bima Sakti kita - dari total yang diperkirakan sekitar 180 , berikan atau terima 20. Cluster tambahan ini, yang masih belum ditemukan, dianggap tersembunyi dengan baik di balik selubung gas dan debu Galaxy kita.

Mulai tahun 1914, astronom Amerika Harlow Shapley (1885-1972) memulai serangkaian studi tentang Globular Clusters, yang diterbitkan di sekitar 40 makalah ilmiah. Shapley juga mempelajari bintang-bintang RR Lyrae Variable yang menghuni kelompok-kelompok (yang ia salah mengira sebagai Cepheid Variables) dan menggunakan hubungan periode-luminositas mereka untuk memperoleh perkiraan jarak. Kemudian, ditemukan bahwa RR Lyrae Variables lebih redup daripada Cepheid Variables. Ini menyebabkan Shapley melebih-lebihkan jarak cluster.

Sebagian besar galaksi Galaxy kita terletak di lingkaran cahaya yang mengelilingi inti Galactic, dan sebagian besar terletak di langit angkasa yang berpusat pada inti Bima Sakti. Pada tahun 1918, distribusi yang sangat asimetris ini digunakan oleh Shapley untuk menentukan dimensi keseluruhan Galaxy kita. Meskipun estimasi jarak Shapley dalam kesalahan yang signifikan, tetap menunjukkan dengan benar bahwa dimensi Bima Sakti kita jauh lebih besar daripada yang telah diusulkan sebelumnya. Pengukuran Shapley juga mengungkapkan bahwa Matahari kita relatif jauh dari pusat Galaksi kita - juga bertentangan dengan apa yang sebelumnya disimpulkan dari distribusi bintang-bintang biasa yang tampaknya hampir merata. Sebagian besar bintang biasa terletak di dalam cakram Galaxy kita sementara bintang-bintang yang berada di arah pusatnya dan di luarnya diselubungi oleh gas dan debu - sedangkan Globulars terletak di luar cakram dan dapat diamati pada jarak yang jauh lebih besar.

Bintang-bintang tua yang mendiami Globular Clusters hampir setua Semesta itu sendiri, dan mereka telah membingungkan para astronom selama lebih dari lima puluh tahun. Itu karena bintang-bintang ini terdiri dari bahan yang berbeda dari semua bintang lain di Bima Sakti kita.

Meskipun Globulars menampung beberapa bintang paling kuno yang menghuni galaksi di Alam Semesta yang terlihat, baik asal usul mereka maupun peran yang mereka mainkan dalam evolusi galaksi kurang dipahami. Namun, secara umum dianggap bahwa mereka dilahirkan sebagai bagian dari proses persalinan bintang yang terjadi di dalam galaksi inang mereka, bukan sebagai galaksi yang terpisah dalam hak mereka sendiri. Tidak diketahui apakah bintang-bintang yang menghuni gugusan ini dilahirkan sebagai satu generasi, atau jika mereka dilahirkan sebagai anggota dari berbagai generasi bintang selama beberapa ratus juta tahun. Namun, telah diamati bahwa sebagian besar bintang yang menghuni gugusan tertentu berada pada tahap evolusi bintang yang sama. Ini sangat menunjukkan bahwa mereka semua dilahirkan pada waktu yang hampir bersamaan.

Globular Clusters menampung lebih banyak bintang dan jauh lebih tua daripada cluster bintang terbuka yang kurang rapat, yang biasanya ditemukan di cakram Galaxy. Matahari kita dan bintang-bintangnya yang tak terhitung jumlahnya dilahirkan dalam gugusan bintang terbuka.

Terlepas dari keindahan dan asal-usulnya yang misterius, Globularis cukup umum di Kosmos. Galaksi yang lebih besar dari Bimasakti kita dapat memiliki lebih banyak Globular Clusters daripada Galaxy kita. Sebagai contoh, Galaksi Andromeda terdekat yang sedikit lebih besar mungkin memiliki 500 galaksi yang mengorbit, dan beberapa galaksi elips raksasa (terutama raksasa raksasa yang bersembunyi di pusat gugusan galaksi), seperti M87, mungkin memiliki sebanyak 13.000 mengorbit Cluster.

Para astronom berpikir bahwa setiap galaksi yang mengandung massa yang cukup di Grup Lokal Bima Sakti kita dikelilingi oleh koleksi Globulars yang terkait. Sebagai contoh, dua satelit kecil Galaxy kita sendiri - Sagitarius Dwarf Galaxy dan Canis Major Dwarf Galaxy yang saat ini sedang diperdebatkan - tampaknya berada di tengah kontribusi pengiring mereka yang terkait dari Globular Clusters (seperti Palomar 12) kepada penyambutan secara gravitasi lengan Bimasakti kita. Ini mengungkapkan berapa banyak Galaxy Globulars kita yang direbut di masa lalu.

HST Menemukan Ribuan Bola Salju Berbintang

Beberapa Globular Cluster Bima Sakti kita tampak sebagai "bintang" yang kelihatan kabur bagi mata manusia tanpa bantuan. Namun, pada jarak Koma Cluster, penghuni Globularnya tampak seperti bintik kecil cahaya bahkan untuk penglihatan tajam HST. Survei HST baru menemukan Globular Clusters tersebar di seluruh ruang antara galaksi. Cluster yang tidak beruntung ini tampaknya diusir dari galaksi tuan rumah mereka sebagai akibat dari tabrakan nyaris galaksi di dalam lingkungan ramai dari kluster mereka. HST mengungkapkan bahwa beberapa Globular Cluster berbaris sepanjang pola seperti jembatan. Ini adalah bukti dongeng untuk interaksi antara galaksi di mana mereka menarik satu sama lain seperti anak-anak menarik-narik gula-gula dengan tarikan-gula.

Juan Madrid, seorang astronom Fasilitas Nasional Australia di Sydney, Australia pertama kali mulai mempertimbangkan distribusi Globulars di Coma ketika ia mempelajari gambar HST. Ini karena gambar-gambar tersebut menunjukkan bahwa Globulars menjangkau semua foto galaksi yang menghuni Cluster Koma.

Madrid sedang menunggu lebih banyak data untuk masuk dari salah satu survei warisan HST. Survei-survei ini dirancang untuk memperoleh data seluruh Koma Cluster, dan mereka dinamai Survei Treasury Cluster Coma. Sayangnya, pada 2006 - hanya setengah jalan dari program - Advanced Camera for Surveys (ACS) HST mengalami kegagalan elektronik. ACS kemudian diperbaiki oleh para astronot selama misi servis HST 2009.

Untuk mengisi kekosongan survei, Dr. Madrid dan rekan-rekannya dengan cermat mempelajari berbagai gambar cluster yang diperoleh dari berbagai program pengamatan HST. Gambar-gambar ini disimpan di Arsip Mikulski untuk Teleskop Luar Angkasa milik Institut Teleskop Sains (STSI) di Baltimore, Maryland. Dia kemudian menyusun sebuah mosaik wilayah pusat cluster, bekerja dengan siswa dari program Penelitian untuk Sarjana S1 National Science Foundation (NSF). "Program ini memberikan kesempatan kepada siswa yang terdaftar di universitas dengan sedikit atau tanpa astronomi untuk mendapatkan pengalaman di lapangan," komentar Dr. Madrid dalam siaran pers Hubblesite, 29 November 2018.

Tim astronom kemudian mengembangkan algoritma untuk secara hati-hati menyaring gambar mosaik Coma Cluster yang menunjukkan setidaknya 100.000 sumber potensial. Program ini menggunakan warna Globulars - terutama didominasi oleh api bintang merah kuno yang sekarat - serta bentuk bola untuk menghilangkan objek yang tidak diinginkan. Benda-benda yang tidak diinginkan terutama galaksi latar belakang yang tidak terkait dengan Koma Cluster. Kelemahan utama dari HST - meskipun sangat sukses - adalah detektornya yang sensitif memiliki bidang pandang yang kecil.

Seperti yang terus dikomentari oleh Dr. Madrid: "Salah satu aspek keren dari penelitian kami adalah bahwa ia menampilkan ilmu luar biasa yang akan dimungkinkan dengan Teleskop Survei Inframerah Bidang Luas (WFIRST) yang direncanakan NASA yang akan memiliki bidang pandang yang jauh lebih besar daripada Hubble "Kita akan dapat membayangkan seluruh kluster galaksi sekaligus."

Judith E. Braffman-Miller adalah seorang penulis dan astronom yang artikelnya telah diterbitkan sejak 1981 di berbagai jurnal, majalah, dan surat kabar. Meskipun dia telah menulis tentang berbagai topik, dia sangat suka menulis tentang astronomi karena itu memberinya kesempatan untuk berkomunikasi dengan orang lain beberapa dari banyak keajaiban di bidangnya. Buku pertamanya, "Wisps, Ashes, and Smoke," akan segera diterbitkan.

Share this post