Protogalaksi di Bima Sakti Mungkin itu Inti Asli Galaksi Kita

Bima Sakti meninggalkan "hati tua yang malang" di dalam dan sekitar konstelasi Sagitarius, lapor para astronom. Data baru dari pesawat ruang angkasa Gaia mengungkapkan sepenuhnya apa yang tampaknya menjadi inti asli galaksi - populasi bintang kuno yang tumbuh di sekitar Bima Sakti - yang berkumpul lebih dari 12,5 miliar tahun yang lalu.

"Orang-orang telah lama berspekulasi bahwa populasi [bintang tua] yang begitu besar seharusnya ada di pusat Bima Sakti kita, dan Gaia sekarang menunjukkan bahwa itu ada," kata astronom Hans-Walter Rix dari Max Planck Institute for Astronomy di Heidelberg , Jerman.

Jantung kuno Bima Sakti adalah protogalaksi bundar yang membentang hampir 18.000 tahun cahaya dan memiliki sekitar 100 juta kali massa matahari di bintang-bintang , atau sekitar 0,2 persen dari massa bintang Bima Sakti saat ini, Rix dan rekannya melaporkan dalam sebuah penelitian yang diposting 7 September di arXiv.org.

“Studi ini benar-benar membantu memperkuat pemahaman kita tentang tahap yang sangat, sangat, sangat muda dalam kehidupan Bima Sakti ini,” kata Vasily Belokurov, seorang astronom di University of Cambridge yang tidak terlibat dalam pekerjaan tersebut. “Tidak banyak yang benar-benar diketahui tentang periode kehidupan Bima Sakti ini,” katanya. "Kami telah melihat sekilas populasi ini sebelumnya," tetapi studi baru memberikan "pandangan luas dari keseluruhan struktur."

Sebagian besar bintang di wilayah pusat Bima Sakti berlimpah dengan logam, karena bintang-bintang tersebut berasal dari kota metropolis yang padat yang telah diperkaya oleh generasi bintang sebelumnya dengan logam tersebut melalui ledakan supernova. Tapi Rix dan rekan-rekannya ingin menemukan pengecualian untuk aturan tersebut, bintang-bintang sangat miskin logam sehingga mereka pasti telah lahir jauh sebelum penghuni bintang galaksi lainnya datang - apa yang disebut Rix sebagai "latihan jarum di tumpukan jerami. ”

Timnya beralih ke data dari pesawat ruang angkasa Gaia, yang diluncurkan pada 2013 dalam misi untuk memetakan Bima Sakti ( SN: 6/13/22 ). Para astronom mencari sekitar 2 juta bintang dalam wilayah luas di sekitar pusat galaksi, yang terletak di konstelasi Sagitarius, mencari bintang dengan rasio logam-ke-hidrogen tidak lebih dari 3 persen rasio matahari.

Para astronom kemudian memeriksa bagaimana bintang-bintang itu bergerak melalui ruang angkasa, mempertahankan hanya bintang-bintang yang tidak melesat ke lingkaran besar bintang-bintang miskin logam yang menelan piringan Bima Sakti. Hasil akhirnya: sampel 18.000 bintang purba yang mewakili inti tempat seluruh galaksi berkembang, kata para peneliti. Dengan memperhitungkan bintang-bintang yang tertutup debu, Rix memperkirakan bahwa protogalaksi berukuran antara 50 juta dan 200 juta kali massa matahari.

"Itulah inti aslinya," kata Rix, dan itu menampung bintang-bintang tertua di Bima Sakti, yang katanya mungkin berusia lebih dari 12,5 miliar tahun. Protogalaksi terbentuk ketika beberapa gumpalan besar bintang dan gas berkonglomerasi lama sekali, sebelum piringan pertama Bima Sakti — yang disebut piringan tebal — muncul ( SN: 3/23/22 ).

Protogalaxy itu kompak, yang artinya hanya sedikit yang mengganggunya sejak pembentukannya. Galaksi yang lebih kecil telah menabrak Bima Sakti, menambah massanya, tetapi "kami tidak memiliki penggabungan selanjutnya yang menembus jauh ke dalam inti dan mengguncangnya, karena inti akan menjadi lebih besar sekarang," kata Rix.

Data baru pada protogalaxy bahkan menangkap perputaran awal Bima Sakti — peralihannya dari objek yang tidak berotasi menjadi objek yang sekarang berotasi. Bintang-bintang tertua di proto-Bima Sakti hampir tidak berputar mengelilingi pusat galaksi, melainkan menyelam masuk dan keluar, sedangkan bintang yang sedikit lebih muda menunjukkan lebih banyak pergerakan di sekitar pusat galaksi. "Ini adalah Bima Sakti yang mencoba menjadi galaksi cakram," kata Belokurov, yang melihat putaran yang sama dalam penelitian yang dia dan rekannya laporkan pada bulan Juli.

Saat ini, Bima Sakti adalah galaksi raksasa yang berputar dengan cepat — setiap jamnya tata surya kita melaju dengan kecepatan 900.000 kilometer saat kita berpacu mengelilingi pusat galaksi. Tetapi studi baru menunjukkan bahwa Bima Sakti dimulai sebagai protogalaksi sederhana yang bintangnya masih bersinar sampai sekarang, bintang yang sekarang dapat diteliti oleh para astronom untuk petunjuk lebih lanjut tentang kelahiran galaksi dan evolusi awal.