Temukan Shakti dan Siwa

Visualisasi Bima Sakti, dengan bintang-bintang yang diidentifikasi oleh Khyati Malhan dan Hans-Walter Rex dalam dataset Gaia DR3 sebagai milik Shiva dan Shakti, juga ditampilkan sebagai titik-titik berwarna. Bintang Siwa ditampilkan dalam warna hijau dan bintang Shakti ditampilkan dalam warna merah jambu. Tidak adanya tanda hijau dan merah muda di beberapa wilayah tidak berarti tidak ada bintang Siwa atau Shakti di sana, karena kumpulan data yang digunakan dalam penelitian ini hanya mencakup wilayah tertentu di galaksi kita. Kredit: S. Payne-Wardenar / K. Malhan / MPIA

Para astronom telah mengidentifikasi dua planet tersebut Bima SaktiBlok bangunan tertua Shakti dan Shiva tampaknya merupakan sisa-sisa dua galaksi yang bergabung 12 hingga 13 miliar tahun yang lalu dengan versi awal Bima Sakti, sehingga berkontribusi pada pertumbuhan awal galaksi asal kita. Penemuan baru ini setara dengan para arkeolog yang mengidentifikasi jejak pemukiman awal yang tumbuh menjadi kota besar saat ini. Untuk itu diperlukan penggabungan data hampir 6 juta bintang dari misi Gaia Badan Antariksa Eropa dengan pengukuran dari survei SDSS. Hasilnya telah dipublikasikan di Jurnal Astrofisika.

Sejarah awal galaksi induk kita, Bima Sakti, adalah pertemuan dengan galaksi-galaksi yang lebih kecil, sehingga menghasilkan blok-blok penyusun yang cukup besar. Kini, Khyati Malhan dan Hans-Walter Rex dari Institut Astronomi Max Planck telah berhasil mengidentifikasi beberapa blok bangunan tertua yang masih dapat dikenali hingga saat ini: fragmen dari protogalaksi yang bergabung dengan versi awal galaksi kita. galaksi. Bima Sakti terjadi 12 hingga 13 miliar tahun lalu, pada awal era pembentukan galaksi di alam semesta.

Komponen-komponen tersebut, yang oleh para astronom diberi nama Shakti dan Shiva, diidentifikasi dengan menggabungkan data dari satelit astrometri Gaia Badan Antariksa Eropa dengan data dari survei SDSS. Bagi para astronom, hasilnya setara dengan menemukan jejak pemukiman awal yang berkembang menjadi kota besar saat ini.

Menelusuri asal muasal bintang yang berasal dari galaksi lain

Ketika galaksi bertabrakan dan bergabung, beberapa proses terjadi secara paralel. Setiap galaksi mempunyai cadangan gas hidrogennya masing-masing. Akibat tumbukan, awan gas hidrogen ini menjadi tidak stabil dan banyak bintang baru terbentuk di dalamnya. Tentu saja, galaksi-galaksi yang akan datang sudah memiliki bintangnya sendiri, dan dalam proses penggabungan, bintang-bintang dari galaksi tersebut akan bercampur. Dalam jangka panjang, “bintang-bintang yang bertambah” juga akan membentuk beberapa gugus bintang di galaksi yang baru bergabung. Setelah proses penggabungan selesai, tampaknya tidak ada gunanya menentukan bintang mana yang berasal dari galaksi sebelumnya. Namun kenyataannya, setidaknya ada beberapa cara untuk melacak silsilah bintang Anda.

Bantuan datang dari fisika dasar. Ketika galaksi-galaksi bertabrakan dan gugus-gugus bintangnya bercampur, sebagian besar bintang mempertahankan sifat-sifat yang sangat mendasar, yang berhubungan langsung dengan kecepatan dan arah galaksi tempat mereka berasal. Bintang-bintang dari galaksi yang sama sebelum penggabungan memiliki nilai energi yang sama dan apa yang oleh fisikawan disebut momentum sudut – momentum yang terkait dengan gerakan orbital, atau rotasi. Untuk bintang yang bergerak dalam medan gravitasi galaksi, baik energi maupun momentum sudutnya kekal: energi dan momentum sudutnya tetap sama sepanjang waktu. Carilah gugusan besar bintang dengan nilai energi dan momentum sudut yang serupa dan tidak biasa – dan kemungkinan besar Anda akan menemukan sisa-sisa fusi.

Indikator tambahan dapat membantu identifikasi. Bintang-bintang yang terbentuk baru-baru ini mengandung unsur-unsur yang lebih berat, yang oleh para astronom disebut sebagai “logam”, dibandingkan bintang-bintang yang terbentuk jauh di masa lalu. Semakin rendah kandungan logam (“metalisitas”), semakin awal bintang terbentuk. Saat mencoba mengidentifikasi bintang yang sebenarnya ada 13 miliar tahun yang lalu, kita harus mencari bintang dengan kandungan logam yang sangat rendah (“miskin logam”).

Fosil virtual dalam kumpulan data besar

Mengidentifikasi bintang-bintang yang bergabung dengan Bima Sakti kita sebagai bagian dari galaksi lain baru dapat dilakukan baru-baru ini. Hal ini memerlukan kumpulan data yang besar dan berkualitas tinggi, dan analisisnya melibatkan penyaringan data dengan cara yang cerdas untuk menentukan kelas objek yang sedang diselidiki. Jenis kumpulan data ini baru tersedia selama beberapa tahun. Satelit astrometri Gaia milik ESA menyediakan kumpulan data ideal untuk jenis data besar ini untuk arkeologi galaksi. Diluncurkan pada tahun 2013, data ini telah menghasilkan kumpulan data yang semakin akurat selama dekade terakhir, yang kini mencakup posisi, perubahan posisi, dan jarak hampir 1,5 miliar bintang di galaksi kita.

Data Gaia telah merevolusi studi dinamika bintang di Galaksi kita, dan telah mengarah pada penemuan substruktur yang sebelumnya tidak diketahui. Ini termasuk apa yang disebut Gaia Enceladus/Sausage Stream, sisa dari penggabungan galaksi kita yang paling baru dan terbesar, antara 8 dan 11 miliar tahun yang lalu. Ini juga mencakup dua struktur yang diidentifikasi pada tahun 2022: Aliran Pontus yang diidentifikasi oleh Malhan dan rekannya, dan “inti tua yang malang” dari Bima Sakti yang diidentifikasi oleh Rex dan rekannya. Yang terakhir adalah sekelompok bintang yang baru terbentuk selama penggabungan awal yang menciptakan Bima Sakti purba, dan terus berada di wilayah tengah galaksi kita.

Pengaruh Shakti dan Siwa

Dalam penelitian mereka saat ini, Malhan dan Rex menggunakan data Gaia bersama dengan detail spektrum bintang dari Sloan Digital Sky Survey (DR17). Yang terakhir memberikan informasi rinci tentang komposisi kimia bintang. “Kami mengamati bahwa pada populasi tertentu dari bintang-bintang miskin logam, bintang-bintang tersebut berkumpul di sekitar dua kombinasi energi dan momentum sudut tertentu,” kata Malhan.

Berbeda dengan “hati tua yang malang”, yang juga terlihat dalam diagram tersebut, dua gugus bintang yang memiliki pemikiran serupa memiliki momentum sudut yang relatif besar, konsisten dengan gugus bintang yang merupakan bagian dari galaksi terpisah yang bergabung dengan Bima Sakti. jalan. Malhan menamai kedua struktur ini Shakti dan Siwa, yang terakhir menjadi salah satu dewa utama dalam agama Hindu dan yang pertama adalah kekuatan kosmik feminin yang sering digambarkan sebagai permaisuri Siwa.

Nilai energi dan momentum sudutnya, serta kandungan logamnya yang umumnya rendah dibandingkan dengan “inti tua yang malang”, menjadikan Shakti dan Shiva kandidat yang baik untuk beberapa nenek moyang awal Galaksi Bima Sakti kita. “Shakti dan Shiva mungkin merupakan tambahan pertama pada 'jantung tua yang malang' di Bima Sakti kita, yang menyebabkannya mulai berkembang menjadi galaksi besar,” kata Rex.

Beberapa survei yang sudah berlangsung atau dijadwalkan untuk dimulai dalam dua tahun ke depan menjanjikan data tambahan yang relevan, baik spektrum (SDSS-V, 4MOST) dan jarak tepat (LSST/Rubin Observatory), yang akan memungkinkan para astronom mengambil keputusan tegas tentang apa.. Apakah Shakti dan Shiva benar-benar mewakili sekilas prasejarah paling awal dari galaksi asal kita masih harus dilihat.

Referensi: “Siwa dan Shakti: Dugaan Fragmen Protogalaksi di Bagian Dalam Bima Sakti” oleh Khayati Malhan dan Hans-Walter Rex, 21 Maret 2024, Jurnal Astrofisika.
doi: 10.3847/1538-4357/ad1885