Bagaimana Hubble Menyingkap Penggabungan Purba Bima Sakti dengan LKH

Teleskop Angkasa Hubble NASA membantu ahli astronomi membaca gugusan globular—kumpulan padat yang mengandungi antara bintang-bintang tertua dalam Bima Sakti—sebagai “fosil” kosmik. Dengan menentukan usia dan kandungan logam 39 gugusan dalam lingkungan 20,000 tahun cahaya dari pusat galaksi, penyelidik menemui tiga corak usia–kandungan logam yang berbeza. Salah satu daripadanya paling munasabah dijelaskan sebagai gugusan yang dibawa masuk oleh galaksi kerdil Low-energy-Kraken-Heracles (LKH).

Bagaimana bukti itu dikenal pasti?

Gugusan bintang mengekalkan sejarah kimia galaksi asalnya. Secara umum, galaksi leluhur yang lebih besar memperkayakan kandungan logamnya dengan lebih pantas, manakala gugusan yang terbentuk pada zaman berbeza meninggalkan jejak tersendiri dalam hubungan antara usia dan kandungan logam.

Imej Hubble yang sangat dalam dan beresolusi tinggi membolehkan usia relatif serta kandungan logam gugusan diukur dengan ketepatan luar biasa. Apabila data itu digabungkan dengan maklumat pergerakan dan orbit daripada misi Gaia milik Agensi Angkasa Eropah serta pemodelan statistik, penyelidik mendapati tiga jujukan yang jelas—bukan satu populasi Bima Sakti yang berterusan.

Tiga populasi gugusan globular

• Gugusan asli Bima Sakti: Jujukan paling tua, yang ditafsirkan sebagai gugusan yang terbentuk di dalam galaksi ketika pembentukan bintang awal Bima Sakti.
• Gugusan Gaia–Sausage–Enceladus (GSE): Jujukan yang lebih muda dan dikaitkan dengan penggabungan Bima Sakti bersama GSE kira-kira 10 bilion tahun lalu.
• Gugusan LKH: Jujukan pertengahan—lebih tua daripada kumpulan GSE tetapi lebih muda daripada gugusan asli Bima Sakti. Corak usia–kandungan logam dan kaitan dinamiknya tidak sepadan secara semula jadi dengan mana-mana dua populasi lain. Ini menunjukkan kewujudan galaksi leluhur yang berasingan dan lebih awal.

Mengapa kumpulan ini dikaitkan dengan LKH?

Masa pembentukan jujukan pertengahan memberikan petunjuk tentang bila galaksi leluhurnya diserap oleh Bima Sakti: kira-kira 11.8 bilion tahun lalu. Berdasarkan bilangan dan ciri gugusan yang masih terselamat, LKH dianggarkan mengandungi bintang dengan jumlah jisim sekitar 500 juta kali jisim Matahari. Angka itu menunjukkan LKH bukan sekadar aliran bintang kecil, sebaliknya merupakan salah satu bahan binaan penting dalam pertumbuhan awal Bima Sakti.

“Sekitar 2 bilion tahun selepas Letupan Besar” ialah pembundaran yang digunakan dalam penerangan umum. Pra-cetak kajian pula meletakkan peristiwa itu kira-kira 1.5 bilion tahun selepas Letupan Besar. Walau apa pun anggaran yang digunakan, penggabungan tersebut berlaku pada zaman yang amat awal dan memanjangkan sejarah penggabungan Bima Sakti yang dapat dibina semula dengan kukuh sekitar 1.8 bilion tahun lebih jauh ke masa lalu.

Bima Sakti terbentuk melalui dua proses utama

Penemuan ini menyokong gambaran bahawa Bima Sakti tidak terbentuk melalui satu mekanisme sahaja. Sebahagian gugusan tertuanya lahir di dalam galaksi, tetapi Bima Sakti juga membesar dengan pantas melalui pengumpulan bahan daripada galaksi luar.

Penggabungan besar dengan LKH mungkin menambahkan bintang, gugusan dan gas, selain mengganggu struktur serta pergerakan galaksi muda itu. Namun, penemuan ini tidak bermaksud semua bintang awal Bima Sakti berasal dari luar. Sebaliknya, pembentukan bintang di dalam galaksi dan penggabungan secara berperingkat dengan galaksi lain sama-sama memainkan peranan.

“Arkeologi galaksi” menggunakan fosil bintang

LKH tidak lagi wujud sebagai galaksi yang boleh dilihat secara terus. Sisa bintang biasa daripada galaksi itu telah bercampur dengan Bima Sakti selama berbilion-bilion tahun sehingga sukar dikenal pasti sebagai satu kumpulan.

Sebagai gantinya, ahli astronomi meneliti usia, sejarah kimia, orbit dan pergerakan gugusan globular yang masih ada. Kaedah ini membolehkan mereka membina semula peristiwa penggabungan yang telah lama berlalu—seperti ahli arkeologi menggunakan artifak untuk memahami tamadun yang telah musnah. Hasil LKH menunjukkan taburan usia–kandungan logam gugusan globular boleh menyimpan bukti penggabungan walaupun sisa bintang biasa telah menjadi terlalu bercampur untuk dikenal pasti dengan jelas.

Kaitannya dengan Hadiah Kavli 2026

Vasily Belokurov, Amina Helmi dan Rodrigo Ibata menerima Hadiah Kavli 2026 dalam Astrofizik kerana menemui bukti fosil penggabungan lampau serta menunjukkan bahawa Bima Sakti terbina melalui pertambahan secara hierarki. Penemuan LKH merupakan contoh konkrit bagaimana sejarah penggabungan galaksi boleh direkonstruksi daripada gerakan dan sifat bintang yang masih tersisa.

Apa yang mungkin ditemui oleh pemerhatian seterusnya?

Pemerhatian Hubble terhadap gugusan globular di bahagian dalam galaksi yang masih belum dikaji—terutamanya yang terlindung oleh debu—mungkin mendedahkan lebih banyak jujukan usia–kandungan logam yang berasingan.

Jika ditemui, jujukan baharu itu boleh membantu penyelidik mengenal pasti galaksi leluhur purba yang telah hancur sepenuhnya, menganggarkan jisimnya, menentukan tarikh penggabungannya dan menguji sama ada sesuatu kumpulan benar-benar datang daripada penggabungan berasingan atau sekadar lanjutan daripada populasi LKH, GSE atau Bima Sakti asli. Buat masa ini, bukti yang ada belum membolehkan penggabungan tambahan tertentu dikenal pasti.