Astronom Menemukan Asal Usul Galaksi Kerdil Penyendiri yang Langka

Tim astronom internasional melaporkan di Nature Astronomy penelitian mereka tentang galaksi kerdil. Mereka menggunakan simulasi canggih untuk mendeteksi beberapa UDG (ultradiffuse galaxies) yang "padam" di lingkungan dengan kepadatan rendah di alam semesta. Temuan tersebut membawa para peneliti melacak evolusinya dan menunjukan asal usulnya.

Seperti namanya, UDG atau Galaksi Ultra Difusi adalah galaksi kerdil yang bintangnya tersebar di wilayah yang luas, menghasilkan kecerahan permukaan yang sangat rendah, sehingga sangat sulit untuk dideteksi. UDG sangat menarik, terutama beberapa UDG yang hampir seluruhnya terdiri dari materi gelap. Dengan kondisi itu, mungkin UDG memiliki ukuran dan massa yang sama dengan Bima Sakti tetapi jumlah bintang yang terlihat hanya satu persen.

Beberapa pertanyaan tentang UDG selama ini tidak terjawab. Seperti misalnya, bagaimana galaksi kerdil ini bisa begitu panjang? Apakah lingkaran cahaya materi gelap mereka, lingkaran cahaya materi tak terlihat yang mengelilingi galaksi tersebut, istimewa?

Tapi temuan kali ini, dapat membawa peneliti untuk dapat mengidentifikasi beberapa UDG padam itu dan melacak evolusinya. Galaksi yang padam itu, adalah galaksi yang tidak membentuk bintang. Peneliti menemukan, bahwa galaksi-galaksi kerdil itu berasal dari orbit backsplash.

"Apa yang kami deteksi bertentangan dengan teori pembentukan galaksi karena galaksi kerdil yang padam (ini) harus berada dalam kelompok atau lingkungan kelompok untuk menghilangkan gas mereka dan berhenti membentuk bintang," kata Laura Sales, astronom di University of California, Riverside yang memimpin penelitian kepada UC Riverside News.

Sales menjelaskan bahwa Backsplash, menurut peneliti, mengacu pada galaksi yang terisolasi di lingkungan yang lebih tenang dan bukan dalam lingkungan kelompok atau cluster. Galaksi backsplash adalah objek yang terlihat seperti galaksi terisolasi hari ini tetapi di masa lalu adalah satelit dari sistem yang lebih besar. Itu mirip dengan komet, yang mengunjungi matahari secara berkala, tetapi menghabiskan sebagian besar perjalanannya dalam isolasi , jauh dari sebagian besar tata surya.

"Galaksi terisolasi dan galaksi satelit memiliki sifat yang berbeda karena fisika evolusi mereka sangat berbeda. Galaksi backsplash ini menarik karena mereka berbagi properti dengan populasi satelit di sistem tempat mereka dulu berada, tetapi hari ini mereka diamati terisolasi dari sistem," katanya.

Untuk diketahui, galaksi kerdil adalah galaksi kecil yang berisi antara 100 juta hingga beberapa miliar bintang. Sementara, Bima Sakti memiliki 200 miliar hingga 400 miliar bintang. Meski semua UDG adalah galaksi kerdil, namun tidak semua galaksi kerdil adalah UDG.

Misalnya, pada luminositas yang sama, galaksi kerdil menunjukkan rentang ukuran yang sangat besar, dari yang kompak hingga menyebar. UDG adalah ujung ekor dari objek yang paling luas pada luminositas tertentu. Sebuah UDG memiliki kandungan bintang dari galaksi kerdil, 10-100 kali lebih kecil dari Bima Sakti. Tapi ukurannya sebanding dengan Bima Sakti, memberikan kecerahan permukaan yang sangat rendah yang membuatnya istimewa.

Sales menjelaskan bahwa halo materi gelap dari galaksi kerdil memiliki massa setidaknya 10 kali lebih kecil dari Bima Sakti, dan skala ukurannya sama. UDG, bagaimanapun, melanggar aturan ini dan menunjukkan ekstensi radial yang sebanding dengan galaksi yang jauh lebih besar.

"Salah satu teori populer untuk menjelaskan hal ini adalah bahwa UDG adalah 'Bima Sakti yang gagal', yang berarti mereka ditakdirkan untuk menjadi galaksi seperti Bima Sakti, tetapi entah bagaimana gagal membentuk bintang," kata Jose A. Benavides mahasiswa pascasarjana Institute of Theoretical and Experimental Astronomy in Argentina yang juga penulis pertama studi tersebut.

Pada penelitian ini, para astronom melakukan simulasi yang disebut TNG50 dan berhasil memprediksi UDG dengan karakteristik yang mirip dengan UDG yang diamati. Kedua, para astronom menemukan beberapa UDG langka yang apdam dan tidak memiliki mekanisme pembentukan.

"Menggunakan TNG50 sebagai 'mesin waktu' untuk melihat bagaimana UDG sampai ke tempat mereka berada (saat ini), kami menemukan objek-objek ini adalah satelit beberapa miliar tahun sebelumnya tetapi dikeluarkan ke orbit yang sangat elips dan terlihat terisolasi hari ini," katanya.

Para peneliti juga melaporkan bahwa menurut simulasi mereka, UDG yang dipadamkan biasanya dapat mencapai 25 persen dari populasi galaksi yang sangat menyebar. Namun, dalam pengamatan, persentase ini jauh lebih kecil.

"Ini berarti banyak galaksi kerdil yang bersembunyi di kegelapan mungkin tetap tidak terdeteksi oleh teleskop kami," kata Sales.