Hubble bongkar bab paling awal dalam sejarah pembentukan Bima Sakti

Bima Sakti tidak terbentuk hanya daripada bintang yang lahir dalam sistemnya sendiri. Pemerhatian Teleskop Angkasa Hubble menemukan bukti bahawa kira-kira 11.8 bilion tahun lalu, Bima Sakti yang masih muda menyerap sebuah galaksi kerdil yang kini dikenali sebagai Low-energy-Kraken-Heracles, atau LKH. Peristiwa ini merupakan penggabungan besar paling awal yang dikenal pasti dalam sejarah Bima Sakti berdasarkan kajian yang dibekalkan, sekali gus menolak rekod sejarah penggabungan galaksi itu kira-kira 1.8 bilion tahun lebih jauh ke masa lampau.

Sisa galaksi yang hilang tersimpan dalam gugusan bintang

Galaksi LKH sudah lama tidak wujud sebagai struktur yang boleh dilihat secara langsung. Namun, ia meninggalkan “fosil” bintang—iaitu gugusan globular, kumpulan bintang yang sangat padat dan berusia amat tua.

Pasukan penyelidik yang diketuai Davide Massari mengkaji 39 gugusan globular di kawasan dalaman Bima Sakti, dalam lingkungan kira-kira 20,000 tahun cahaya. Dengan menggunakan data Hubble dan pemodelan statistik, mereka mengukur usia relatif serta metalik gugusan tersebut—iaitu kelimpahan unsur yang lebih berat daripada hidrogen dan helium. Kandungan ini mencerminkan tahap pengayaan kimia gas ketika bintang-bintang itu terbentuk.

Apabila data diplotkan bersama, gugusan itu tidak membentuk satu populasi yang seragam. Sebaliknya, ia terbahagi kepada tiga urutan usia–metalik:

• Gugusan asal proto-Bima Sakti: populasi paling tua, sepadan dengan gugusan yang terbentuk daripada bahan binaan awal Bima Sakti.
• Gugusan Gaia-Sausage-Enceladus: populasi yang berbeza dari segi kimia dan dikaitkan dengan penggabungan yang berlaku kira-kira 10 bilion tahun lalu.
• Populasi LKH: urutan yang sebelum ini tidak dikenal pasti; usianya lebih tua daripada gugusan Gaia-Sausage-Enceladus tetapi lebih muda daripada populasi asal proto-Bima Sakti.

Urutan ketiga inilah petunjuk paling penting. Usia dan komposisi kimianya tidak sepadan dengan gugusan asli Bima Sakti atau sisa Gaia-Sausage-Enceladus. Sebaliknya, corak yang konsisten itu menunjukkan bahawa gugusan tersebut berasal daripada sebuah galaksi induk berasingan yang kemudiannya diserap oleh Bima Sakti.

Bagaimana usia dan metalik mendedahkan galaksi yang telah lenyap

Usia gugusan globular memberikan garis masa, manakala metaliknya merekodkan keadaan kimia persekitaran ketika bintang terbentuk. Sebuah galaksi yang melahirkan bintangnya sendiri akan melalui sejarah pengayaan kimia tertentu apabila setiap generasi bintang menambahkan unsur berat ke dalam gasnya.

Oleh sebab itu, gugusan yang lahir dalam galaksi berbeza boleh membawa “cap jari” evolusi yang tidak sama. Dalam kajian ini, populasi ketiga menunjukkan sejarah kimia dan kedudukan usia yang berbeza daripada gugusan asal Bima Sakti serta populasi Gaia-Sausage-Enceladus. Ketepatan pengukuran Hubble membantu penyelidik memisahkan urutan-urutan tersebut.

Pasukan itu mengaitkan 12 gugusan purba dengan LKH dan menganggapnya sebagai rekod fosil yang masih terselamat daripada galaksi yang telah diserap. Kesimpulan ini bukan berdasarkan lokasi atau pergerakan gugusan semata-mata. Ia menggabungkan usia, kimia dan konteks dinamiknya untuk membina semula sejarah sebuah galaksi yang induknya sudah musnah.

LKH bukan sekadar pertembungan kecil

Penyelidik menganggarkan LKH mempunyai jumlah jisim bintang kira-kira 500 juta kali jisim Matahari ketika bergabung dengan Bima Sakti. Angka ini hampir menyamai anggaran jisim bintang Gaia-Enceladus, menjadikan LKH satu peristiwa pertambahan yang besar, bukannya pertemuan kecil.

Penggabungan itu berlaku ketika alam semesta berusia kurang daripada 15 peratus usia semasanya—sekitar 2 bilion tahun selepas Letupan Besar menurut laporan yang dibekalkan. Sumber akademik pula menyatakan peristiwa tersebut berlaku kira-kira 1.5 bilion tahun selepas Letupan Besar. Perbezaan ini mencerminkan tahap ketepatan garis masa yang dilaporkan, tetapi kedua-duanya meletakkan penggabungan itu pada zaman paling awal sejarah Bima Sakti.

Sejarah pembentukan Bima Sakti menjadi lebih rumit

Penemuan ini mengubah gambaran tentang bagaimana galaksi kita terbentuk. Bima Sakti sememangnya berkembang melalui pembentukan bintang dari dalam, tetapi ia juga menerima sejumlah besar bintang dari luar apabila menyerap LKH. Bintang-bintang “import” itu kemudiannya menjadi sebahagian daripada kawasan dalaman Bima Sakti, bersama bintang yang lahir daripada sistem proto-Bima Sakti dan bahan daripada penggabungan yang berlaku kemudian.

Penemuan ini juga memanjangkan garis masa pemasangan galaksi tersebut. Sebelum ini, sejarah penggabungan besar Bima Sakti dalam kajian yang dibekalkan dapat dijejaki dengan kukuh sehingga peristiwa Gaia-Sausage-Enceladus, sekitar 10 bilion tahun lalu. LKH kini memberikan bukti tentang penggabungan penting yang berlaku lebih awal, menunjukkan bahawa Bima Sakti sudah membesar melalui perlanggaran galaksi ketika masih merupakan sistem kosmik yang muda.

Mencungkil sejarah melalui “arkeologi galaksi”

Kaedah ini ialah contoh arkeologi galaksi—usaha menggunakan bintang dan gugusan bintang yang berusia panjang sebagai rekod peristiwa yang tidak lagi dapat diperhatikan secara langsung.

Gugusan globular boleh kekal walaupun galaksi induknya musnah akibat interaksi graviti. Usia dan komposisi kimianya terus menyimpan maklumat tentang tempat serta masa pembentukannya. Dengan mengumpulkan gugusan yang berkongsi sejarah, ahli astronomi boleh mengenal pasti serpihan galaksi yang telah hancur berbilion-bilion tahun lalu.

Bahan kajian yang dibekalkan turut mengaitkan pendekatan usia–metalik dan “fosil dinamik” ini dengan bidang lebih luas berkaitan pembinaan semula sejarah Bima Sakti, yang disebut dalam konteks Hadiah Kavli 2026 dalam Astrofizik. Namun, sumber yang ada tidak menyatakan petikan rasmi anugerah atau nama penerimanya. Oleh itu, kaitan tersebut tidak boleh dihuraikan dengan lebih terperinci berdasarkan bukti yang tersedia.

Apa yang mungkin ditemui Hubble selepas ini?

Kaedah yang sama boleh digunakan untuk mencari penggabungan purba yang lain. Pemerhatian Hubble terhadap gugusan globular yang belum dikaji—terutamanya di kawasan tengah Bima Sakti yang padat dan terlindung debu—mungkin mendedahkan lebih banyak urutan usia–metalik yang berbeza. Setiap urutan berpotensi mewakili sistem luar yang pernah diserap ketika Bima Sakti sedang membesar.

Bukti yang dibekalkan belum mengenal pasti calon penggabungan tertentu untuk masa depan. Namun, strateginya jelas: teliti usia dan kimia gugusan yang masih terselamat, pisahkan sejarah pembentukannya, kemudian gunakan corak tersebut untuk memulihkan lebih banyak bab sejarah Bima Sakti yang telah terpadam.