Tim peneliti yang dipimpin Davide Massari mempelajari 39 gugus bola di wilayah dalam Bima Sakti, hingga sekitar 20.000 tahun cahaya dari pusat galaksi. Dengan memanfaatkan pengamatan Hubble dan pemodelan statistik, mereka mengukur usia relatif serta metalisitas gugus-gugus tersebut. Dalam astronomi, metalisitas berarti kelimpahan unsur yang lebih berat daripada hidrogen dan helium. Nilai ini menjadi petunjuk tentang seberapa jauh gas pembentuk bintang telah diperkaya oleh generasi bintang sebelumnya.

Ketika data diplot berdasarkan usia dan metalisitas, gugus-gugus itu terbagi ke dalam tiga urutan yang berbeda:

• Gugus asli proto-Bima Sakti: kelompok tertua yang konsisten dengan bintang-bintang yang terbentuk dari bahan pembangun awal Bima Sakti.
• Gugus Gaia-Sausage-Enceladus: populasi yang memiliki ciri kimia berbeda dan dikaitkan dengan penggabungan galaksi yang terjadi sekitar 10 miliar tahun lalu.
• Populasi LKH: urutan yang sebelumnya belum dikenali, lebih tua daripada gugus Gaia-Sausage-Enceladus tetapi lebih muda daripada kelompok asli proto-Bima Sakti.

Urutan ketiga menjadi petunjuk utama. Usia dan komposisi kimianya tidak cocok dengan populasi asli Bima Sakti maupun peristiwa Gaia-Sausage-Enceladus. Pola yang konsisten itu justru menunjukkan bahwa gugus-gugus tersebut berasal dari galaksi induk lain yang kemudian diserap Bima Sakti.

Bagaimana usia dan metalisitas mengungkap galaksi yang hilang

Usia gugus bola membantu menyusun garis waktu, sedangkan metalisitas merekam kondisi kimia lingkungan tempat gugus itu lahir. Setiap galaksi memiliki sejarah pembentukan bintang dan pengayaan gas yang berbeda. Karena itu, gugus-gugus yang terbentuk di galaksi lain dapat menyimpan “sidik jari” evolusi yang berbeda dari gugus asli Bima Sakti.

Dalam penelitian ini, populasi ketiga menunjukkan dua petunjuk sekaligus: sejarah kimia yang khas dan posisi usia yang berbeda dari gugus asli Bima Sakti serta populasi Gaia-Sausage-Enceladus. Ketelitian pengukuran Hubble memungkinkan para peneliti memisahkan pola-pola tersebut.

Peneliti mengaitkan 12 gugus bola kuno dengan LKH. Gugus-gugus ini menjadi catatan fosil yang masih bertahan dari galaksi katai yang telah ditelan Bima Sakti. Kesimpulan tersebut tidak hanya didasarkan pada lokasi atau pergerakan gugus saat ini, melainkan pada gabungan usia, komposisi kimia, dan konteks dinamika galaksi.

LKH bukan galaksi kecil yang sepele

Saat bergabung dengan Bima Sakti, LKH diperkirakan memiliki massa bintang gabungan sekitar 500 juta kali massa Matahari. Angka tersebut sebanding dengan perkiraan massa bintang Gaia-Enceladus, sehingga LKH merupakan penyumbang materi yang signifikan bagi Bima Sakti muda, bukan sekadar galaksi kecil yang melintas.

Penggabungan itu berlangsung ketika alam semesta belum mencapai 15 persen dari usianya sekarang, sekitar 2 miliar tahun setelah Dentuman Besar menurut laporan yang tersedia. Sumber akademik yang menyertai penelitian menyebut peristiwa tersebut terjadi sekitar 1,5 miliar tahun setelah Dentuman Besar. Perbedaan ini mencerminkan tingkat ketelitian waktu yang berbeda dalam pelaporan, tetapi kedua sumber sama-sama menempatkannya pada fase sangat awal sejarah Bima Sakti.

Sejarah pembentukan Bima Sakti menjadi lebih rumit

Temuan ini memperkuat gambaran bahwa Bima Sakti tumbuh melalui dua jalur. Sebagian bintangnya terbentuk dari gas di dalam sistem awal Bima Sakti, tetapi sebagian lainnya berasal dari galaksi luar yang kemudian bergabung dengannya. Bintang-bintang “impor” dari LKH akhirnya menjadi bagian dari wilayah dalam Bima Sakti, berdampingan dengan bintang-bintang asli dan materi dari penggabungan berikutnya.

Sebelum temuan ini, sejarah penggabungan besar Bima Sakti telah terlacak dengan kuat hingga peristiwa Gaia-Sausage-Enceladus sekitar 10 miliar tahun lalu dalam penelitian yang tersedia. LKH memberikan bukti adanya penggabungan penting yang terjadi lebih awal, ketika Bima Sakti masih merupakan sistem galaksi yang sangat muda.

Membaca sejarah galaksi lewat “arkeologi galaksi”

Rekonstruksi ini merupakan contoh arkeologi galaksi. Bidang tersebut menggunakan bintang-bintang berumur panjang dan gugus bintang sebagai arsip peristiwa kosmik yang sudah tidak dapat diamati secara langsung.

Gugus bola dapat bertahan meski galaksi induknya hancur akibat gaya gravitasi. Usia dan komposisi kimianya tetap menyimpan informasi tentang tempat serta waktu pembentukannya. Dengan mengelompokkan gugus-gugus yang memiliki sejarah serupa, astronom dapat menemukan pecahan galaksi yang telah terurai miliaran tahun lalu.

Materi yang tersedia menghubungkan pendekatan berbasis usia–metalisitas dan fosil dinamika ini dengan bidang rekonstruksi Bima Sakti yang lebih luas, yang disebut dalam konteks Kavli Prize in Astrophysics 2026. Namun, sumber yang diberikan tidak menjelaskan kutipan penghargaan atau nama penerima hadiahnya. Karena itu, rincian lebih jauh mengenai hubungan tersebut tidak dapat dipastikan dari bukti yang tersedia.

Hubble masih bisa menemukan bab lain

Metode yang sama membuka peluang untuk mengidentifikasi penggabungan kuno lainnya. Pengamatan Hubble terhadap gugus bola yang belum dipelajari—terutama di wilayah pusat Bima Sakti yang padat dan terhalang debu—dapat mengungkap urutan usia–metalisitas tambahan. Setiap urutan baru berpotensi menjadi tanda adanya sistem galaksi lain yang pernah diserap Bima Sakti pada masa pertumbuhannya.

Bukti yang tersedia belum menunjuk kandidat penggabungan tertentu. Namun, strateginya sudah jelas: mengukur usia dan kimia gugus yang masih bertahan, memisahkan sejarah pembentukan masing-masing populasi, lalu menggunakannya untuk membuka kembali bab-bab masa lalu Bima Sakti yang nyaris terhapus.

Tim peneliti yang dipimpin Davide Massari mempelajari 39 gugus bola di wilayah dalam Bima Sakti, hingga sekitar 20.000 tahun cahaya dari pusat galaksi. Dengan memanfaatkan pengamatan Hubble dan pemodelan statistik, mereka mengukur usia relatif serta metalisitas gugus-gugus tersebut. Dalam astronomi, metalisitas berarti kelimpahan unsur yang lebih berat daripada hidrogen dan helium. Nilai ini menjadi petunjuk tentang seberapa jauh gas pembentuk bintang telah diperkaya oleh generasi bintang sebelumnya.

Ketika data diplot berdasarkan usia dan metalisitas, gugus-gugus itu terbagi ke dalam tiga urutan yang berbeda:

• Gugus asli proto-Bima Sakti: kelompok tertua yang konsisten dengan bintang-bintang yang terbentuk dari bahan pembangun awal Bima Sakti.
• Gugus Gaia-Sausage-Enceladus: populasi yang memiliki ciri kimia berbeda dan dikaitkan dengan penggabungan galaksi yang terjadi sekitar 10 miliar tahun lalu.
• Populasi LKH: urutan yang sebelumnya belum dikenali, lebih tua daripada gugus Gaia-Sausage-Enceladus tetapi lebih muda daripada kelompok asli proto-Bima Sakti.

Urutan ketiga menjadi petunjuk utama. Usia dan komposisi kimianya tidak cocok dengan populasi asli Bima Sakti maupun peristiwa Gaia-Sausage-Enceladus. Pola yang konsisten itu justru menunjukkan bahwa gugus-gugus tersebut berasal dari galaksi induk lain yang kemudian diserap Bima Sakti.

Bagaimana usia dan metalisitas mengungkap galaksi yang hilang

Usia gugus bola membantu menyusun garis waktu, sedangkan metalisitas merekam kondisi kimia lingkungan tempat gugus itu lahir. Setiap galaksi memiliki sejarah pembentukan bintang dan pengayaan gas yang berbeda. Karena itu, gugus-gugus yang terbentuk di galaksi lain dapat menyimpan “sidik jari” evolusi yang berbeda dari gugus asli Bima Sakti.

Dalam penelitian ini, populasi ketiga menunjukkan dua petunjuk sekaligus: sejarah kimia yang khas dan posisi usia yang berbeda dari gugus asli Bima Sakti serta populasi Gaia-Sausage-Enceladus. Ketelitian pengukuran Hubble memungkinkan para peneliti memisahkan pola-pola tersebut.

Peneliti mengaitkan 12 gugus bola kuno dengan LKH. Gugus-gugus ini menjadi catatan fosil yang masih bertahan dari galaksi katai yang telah ditelan Bima Sakti. Kesimpulan tersebut tidak hanya didasarkan pada lokasi atau pergerakan gugus saat ini, melainkan pada gabungan usia, komposisi kimia, dan konteks dinamika galaksi.

LKH bukan galaksi kecil yang sepele

Saat bergabung dengan Bima Sakti, LKH diperkirakan memiliki massa bintang gabungan sekitar 500 juta kali massa Matahari. Angka tersebut sebanding dengan perkiraan massa bintang Gaia-Enceladus, sehingga LKH merupakan penyumbang materi yang signifikan bagi Bima Sakti muda, bukan sekadar galaksi kecil yang melintas.

Penggabungan itu berlangsung ketika alam semesta belum mencapai 15 persen dari usianya sekarang, sekitar 2 miliar tahun setelah Dentuman Besar menurut laporan yang tersedia. Sumber akademik yang menyertai penelitian menyebut peristiwa tersebut terjadi sekitar 1,5 miliar tahun setelah Dentuman Besar. Perbedaan ini mencerminkan tingkat ketelitian waktu yang berbeda dalam pelaporan, tetapi kedua sumber sama-sama menempatkannya pada fase sangat awal sejarah Bima Sakti.

Sejarah pembentukan Bima Sakti menjadi lebih rumit

Temuan ini memperkuat gambaran bahwa Bima Sakti tumbuh melalui dua jalur. Sebagian bintangnya terbentuk dari gas di dalam sistem awal Bima Sakti, tetapi sebagian lainnya berasal dari galaksi luar yang kemudian bergabung dengannya. Bintang-bintang “impor” dari LKH akhirnya menjadi bagian dari wilayah dalam Bima Sakti, berdampingan dengan bintang-bintang asli dan materi dari penggabungan berikutnya.

Sebelum temuan ini, sejarah penggabungan besar Bima Sakti telah terlacak dengan kuat hingga peristiwa Gaia-Sausage-Enceladus sekitar 10 miliar tahun lalu dalam penelitian yang tersedia. LKH memberikan bukti adanya penggabungan penting yang terjadi lebih awal, ketika Bima Sakti masih merupakan sistem galaksi yang sangat muda.

Membaca sejarah galaksi lewat “arkeologi galaksi”

Rekonstruksi ini merupakan contoh arkeologi galaksi. Bidang tersebut menggunakan bintang-bintang berumur panjang dan gugus bintang sebagai arsip peristiwa kosmik yang sudah tidak dapat diamati secara langsung.

Gugus bola dapat bertahan meski galaksi induknya hancur akibat gaya gravitasi. Usia dan komposisi kimianya tetap menyimpan informasi tentang tempat serta waktu pembentukannya. Dengan mengelompokkan gugus-gugus yang memiliki sejarah serupa, astronom dapat menemukan pecahan galaksi yang telah terurai miliaran tahun lalu.

Materi yang tersedia menghubungkan pendekatan berbasis usia–metalisitas dan fosil dinamika ini dengan bidang rekonstruksi Bima Sakti yang lebih luas, yang disebut dalam konteks Kavli Prize in Astrophysics 2026. Namun, sumber yang diberikan tidak menjelaskan kutipan penghargaan atau nama penerima hadiahnya. Karena itu, rincian lebih jauh mengenai hubungan tersebut tidak dapat dipastikan dari bukti yang tersedia.

Hubble masih bisa menemukan bab lain

Metode yang sama membuka peluang untuk mengidentifikasi penggabungan kuno lainnya. Pengamatan Hubble terhadap gugus bola yang belum dipelajari—terutama di wilayah pusat Bima Sakti yang padat dan terhalang debu—dapat mengungkap urutan usia–metalisitas tambahan. Setiap urutan baru berpotensi menjadi tanda adanya sistem galaksi lain yang pernah diserap Bima Sakti pada masa pertumbuhannya.

Bukti yang tersedia belum menunjuk kandidat penggabungan tertentu. Namun, strateginya sudah jelas: mengukur usia dan kimia gugus yang masih bertahan, memisahkan sejarah pembentukan masing-masing populasi, lalu menggunakannya untuk membuka kembali bab-bab masa lalu Bima Sakti yang nyaris terhapus.