BAGIKAN
Posisi dan rekonstruksi orbit dari 20 bintang berkecepatan tinggi, diwakili di atas pandangan artistik Bima Sakti kita. Ketujuh bintang yang ditampilkan dalam warna merah berlari menjauh dari Galaksi kita dan dapat melakukan perjalanan cukup cepat untuk akhirnya melarikan diri dari gravitasi. Anehnya, penelitian ini juga mengungkapkan tiga belas bintang, ditampilkan dalam warna oranye, yang berpacu ke arah Bimasakti: ini bisa menjadi bintang dari galaksi lain, melesat ke arah kita sendiri. Credits:  ESA (kesan dan komposisi artis); Marchetti et al 2018 (posisi bintang dan lintasan); NASA / ESA / Hubble (galaksi latar belakang); CC BY-SA 3.0 IGO

Pada bulan April, surveyor bintang dari ESA, Gaia, merilis katalog yang belum pernah ada sebelumnya yang berisi lebih dari satu miliar bintang. Para astronom di seluruh dunia telah bekerja tanpa henti selama beberapa bulan terakhir untuk mengeksplorasi kumpulan data yang luar biasa ini, meneliti properti dan gerakan bintang di Galaksi kita dan di luarnya dengan belum pernah mencapai ketepatan, sehingga memunculkan banyak studi baru dan menarik.

Bima Sakti berisi lebih dari seratus miliar bintang. Sebagian besar terletak di sebuah cakram dengan pusat yang padat dan menonjol, di bagian tengahnya berupa lubang hitam supermasif. Sisanya tersebar dalam lingkaran lingkaran yang jauh lebih besar. Bintang-bintang mengelilingi Bimasakti pada kecepatan ratusan kilometer per detik, dan dari pergerakan tersebut mengandung banyak informasi tentang sejarah masa lalu Galaksi. Kelas tercepat bintang di Galaksi kita disebut bintang hypervelocity, yang diperkirakan memulai kehidupannya di dekat pusat Galaksi untuk kemudian terlempar ke tepian Bima Sakti melalui interaksi dengan lubang hitam.

Hanya sejumlah kecil bintang hypervelocity yang pernah ditemukan, dan peluncuran data kedua Gaia yang baru-baru ini diterbitkan memberikan kesempatan unik untuk mencari lebih banyak dari mereka. Beberapa kelompok astronom melompat ke dalam dataset baru untuk mencari bintang-bintang hypervelocity sesaat setelah dirilis. Di antara mereka, tiga ilmuwan di Universitas Leiden mendapatkan kejutan besar.

Untuk 1,3 miliar bintang, Gaia mengukur posisi, paralaks – sebuah indikator dari jarak – dan gerakan 2D di bidang langit. Untuk¬†tujuh juta dari yang paling terang, diukur juga seberapa cepat pergerakan bintang-bintang menuju atau menjauh dari kita. “Dari tujuh juta bintang-bintang Gaia dengan pengukuran kecepatan 3D penuh, kami menemukan dua puluh yang dapat melakukan perjalanan cukup cepat untuk akhirnya melarikan diri dari Bima Sakti,” jelas Elena Maria Rossi, salah satu dari penulis studi.

Elena dan koleganya, yang telah menemukan beberapa bintang hypervelocity tahun lalu dalam sebuah studi eksplorasi berdasarkan data dari rilis pertama Gaia, sangat terkejut, karena mereka memperkirakan telah menemukan paling banyak satu bintang yang terlepas dari Galaksi di antara tujuh juta bintang – bintang ini. Dan masih ada lagi. “Bukannya terbang menjauhi pusat Galaksi, sebagian besar bintang-bintang berkecepatan tinggi yang kita lihat tampaknya malahan berpacu ke arah itu – pusat Galaksi,” tambah rekan penulis Tommaso Marchetti. ‘Bisa jadi ini bintang dari galaksi lain, melesat menembus Bima Sakti.’

Ada kemungkinan bahwa para penyelundup intergalaksi ini berasal dari Awan Magellan Besar, galaksi yang relatif kecil yang mengorbit Bima Sakti, atau mereka mungkin berasal dari galaksi lebih jauh lagi. Jika itu terjadi, mereka membawa jejak dari tempat mereka berasal, dan mempelajarinya pada jarak yang lebih dekat daripada galaksi induknya dapat memberikan informasi yang belum pernah terjadi sebelumnya tentang sifat bintang di galaksi lain – mirip dengan cara mempelajari materi-materi Mars yang dibawa ke planet kita melalui meteorit.

‘Bintang dapat dipercepat ke kecepatan tinggi ketika berinteraksi dengan lubang hitam supermasif,’ Elena menjelaskan. ‘Jadi kehadiran bintang-bintang ini mungkin menjadi pertanda lubang hitam seperti itu di galaksi terdekat. Namun bintang-bintang mungkin juga pernah menjadi bagian dari sistem biner, terlempar ke arah Bima Sakti ketika bintang pendampingnya meledak sebagai supernova. Bagaimanapun, mempelajarinya bisa memberi tahu kita lebih banyak tentang jenis proses seperti ini di galaksi terdekat. ‘

Penjelasan alternatifnya adalah bahwa bintang-bintang yang baru saja dikenali bisa jadi berasal dari lingkaran Galaksi kita, dipercepat dan didorong ke dalam melalui interaksi dengan salah satu galaksi kerdil yang jatuh ke arah Bima Sakti selama sejarah pembuatannya. Informasi tambahan tentang usia dan komposisi bintang dapat membantu para astronom mengklarifikasi asal mereka. “Sebuah bintang dari halo Bima Sakti mungkin cukup tua dan sebagian besar terbuat dari hidrogen, sedangkan bintang-bintang dari galaksi lain bisa mengandung banyak unsur yang lebih berat,” kata Tommaso. ‘Dengan melihat warna bintang dapat memberi tahu kita lebih banyak tentang terbuat dari apa.’

Data baru akan membantu memahami sifat dan asal-usul bintang-bintang ini dengan lebih pasti, dan tim akan menggunakan teleskop berbasis daratan untuk mengetahui lebih banyak tentang mereka. Sementara itu, Gaia terus melakukan pengamatan penuh terhadap langit, termasuk bintang-bintang yang dianalisis dalam penelitian ini. Saat menyelidiki sifat dari kemungkinan para penyelundup bintang ini, tim ini juga sibuk menggali sepenuhnya terhdap dataset dari rilis kedua Gaia, mencari lebih banyak bintang berkecepatan tinggi dan menantikan masa depan. Setidaknya dua rilis data Gaia direncanakan pada tahun 2020-an, dan masing-masing akan memberikan informasi yang lebih tepat dan baru pada kumpulan bintang yang lebih besar.

“Kami akhirnya mengharapkan pengukuran kecepatan 3D penuh hingga 150 juta bintang,” jelas rekan penulis Anthony Brown, “Ini akan membantu menemukan ratusan atau ribuan bintang hypervelocity, memahami asal mereka lebih detail, dan menggunakannya untuk menyelidiki lingkungan pusat Galaksi serta sejarah Galaksi kita,” tambahnya. “Hasil yang menarik ini menunjukkan bahwa Gaia adalah mesin penemuan yang tepat, memberikan dasar untuk penemuan yang benar-benar tak terduga tentang Galaksi kita,” tutup Timo Prusti, peneliti proyek Gaia di ESA.