Bukan Sekadar Melengkung: Pinggir Bima Sakti Dipenuhi Riak Gergasi

Apa yang ditemui penyelidik?

Lencongan galaksi atau warp ialah bengkokan berskala besar pada cakera galaksi. Di bahagian luar, cakera itu membengkok menjauhi satah tengahnya.

Pasukan Balai Cerap Gunung Ungu mendapati model lencongan yang licin tidak dapat menerangkan semua kedudukan awan gas yang diperhatikan. Mereka menganalisis katalog tiga dimensi yang mengandungi lebih 30,000 awan molekul daripada tinjauan Milky Way Imaging Scroll Painting, atau MWISP.

Tinjauan itu menggunakan teleskop gelombang milimeter berdiameter 13.7 meter untuk mengesan pancaran karbon monoksida di sepanjang satah utara Bima Sakti.

Mula-mula, penyelidik membina model bagi lencongan besar cakera tersebut. Selepas komponen lencongan itu dikeluarkan, mereka meneliti baki perbezaan menegak pada kedudukan awan.

Baki data itu tidak menunjukkan penyimpangan rawak atau terpencil. Sebaliknya, ia membentuk corak yang tersusun dan menyerupai gelombang merentasi cakera molekul luar.

Ringkasnya, bahagian luar Bima Sakti boleh digambarkan sebagai cakera yang melengkung, dengan gelombang menegak tambahan merentasi permukaannya.

Bagaimana data karbon monoksida mendedahkan riak ini?

Awan molekul sejuk sukar dikaji menggunakan cahaya tampak kerana debu menghalang pandangan merentasi sebahagian besar cakera galaksi. Karbon monoksida—atau CO—menjadi penjejak yang berguna kerana pancaran spektrumnya menunjukkan kehadiran gas molekul, termasuk gas sejuk yang berkait dengan kawasan pembentukan bintang.

Projek MWISP mengesan serentak peralihan J=1–0 bagi isotop ^12CO, ^13CO dan C^18O menggunakan teleskop Balai Cerap Gunung Ungu. Pemerhatian garis spektrum itu turut membawa maklumat tentang halaju.

Dengan menggabungkan data tersebut bersama kedudukan awan, penyelidik dapat menyusun semula taburan awan dalam ruang tiga dimensi dan mengukur sejauh mana setiap awan berada di atas atau di bawah satah galaksi yang dimodelkan.

Saiz sampel yang besar amat penting. Pemetaan puluhan ribu awan membolehkan penyelidik membezakan corak bersambung pada skala besar daripada kedudukan tidak sekata awan molekul secara individu.

Mengapa lencongan itu perlu dikeluarkan dahulu?

Jika setiap perbezaan ketinggian dianggap sebahagian daripada warp, struktur yang lebih kecil mungkin tidak kelihatan. Dengan memodelkan bengkokan besar terlebih dahulu, penyelidik memperoleh garis asas untuk menguji corak yang masih berbaki.

Corak baki menunjukkan bahawa lencongan sahaja tidak mencukupi untuk menerangkan bentuk cakera itu. Undulasi yang tinggal cukup tersusun sehingga kelihatan seperti korugasi—gelombang yang bertindih di atas bentuk utama cakera. Sebab itu penemuan ini mengubah gambaran biasa tentang Bima Sakti yang sekadar “melengkung”, bukannya hanya memperincikan ukuran warp tersebut.

Dari mana datangnya gelombang ini?

Penyelidik mencadangkan bahawa korugasi itu mungkin merupakan gelombang lentur yang terhasil daripada gangguan graviti luar, termasuk pertemuan dengan galaksi satelit atau galaksi kerdil.

Jika tafsiran ini betul, bentuk riak tersebut mungkin menyimpan petunjuk tentang bagaimana interaksi lampau mempengaruhi bahagian luar Bima Sakti dan bagaimana gangguan itu bergerak merentasi cakera.

Namun, penjelasan itu masih berupa tafsiran. Bukti yang ada belum mengenal pasti satu galaksi satelit tertentu sebagai punca yang disahkan.

Mengapa penemuan ini penting?

Korugasi memberikan cara baharu untuk mengkaji struktur Bima Sakti dalam tiga dimensi. Daripada menganggap cakera luar sebagai permukaan yang hampir statik dengan satu bengkokan besar, ahli astronomi kini boleh menyiasat bagaimana lencongan berskala besar dan gelombang yang bertindih wujud bersama dalam gas pembentuk bintang di galaksi kita.

Bentuk, skala dan kesinambungan struktur ini juga boleh dibandingkan dengan model pertemuan graviti serta lenturan cakera. Perbandingan sedemikian berpotensi mendedahkan lebih banyak maklumat tentang gangguan yang pernah dialami Bima Sakti.

Buat masa ini, kesimpulan utama kajian tersebut bersifat pemerhatian: cakera molekul luar Bima Sakti mempunyai riak menegak yang meluas, selain lencongan berskala besar yang telah diketahui. Pemodelan dan pemerhatian lanjut diperlukan untuk menentukan interaksi atau gabungan proses yang menghasilkan gelombang itu.