Pandangan Belum Pernah Terjadi Sebelumnya tentang Inti Galaksi Kita

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array telah memberikan pengamatan paling ambisius hingga saat ini: mozaik yang luas dari Zona Molekuler Pusat Galaksi Bima Sakti yang mencakup lebih dari 650 tahun cahaya. Gambar, yang dijelaskan sebagai pengamatan ALMA terbesar yang pernah dirakit, mengungkapkan kimia tersembunyi dan struktur wilayah di sekitar lubang hitam supermasif galaksi kita dengan detail yang luar biasa.

Mozaik dirangkai dari banyak pengamatan individual, disatukan seperti teka-teki kosmik untuk menciptakan pandangan yang membentang di langit selebar tiga bulan purnama yang diletakkan beriringan. Ini mewakili kali pertama area sebesar pusat galaksi telah disurvei dengan presisi ALMA, dan data yang dihasilkan telah menghasilkan lima makalah yang dipublikasikan di Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, dengan enam dalam tinjauan akhir.

"Ini adalah kali pertama kami mampu melihat seluruh luasan struktur molekuler yang menghidupi jantung galaksi kita," kata Steve Longmore, profesor astrofisika di Universitas Liverpool John Moores dan pemimpin Survei Eksplorasi Zona Molekuler Pusat ALMA (ACES). Dataset telah tersedia untuk publik melalui Portal Sains ALMA, memungkinkan peneliti di seluruh dunia untuk menggalinya mencari penemuan.

Filamen Gas Dingin dan Pembentukan Bintang

Fitur paling mencolok secara visual dari mozaik adalah jaringan rumit filamen gas molekuler dingin yang menembus pusat galaksi. Filamen ini, yang telah diamati dalam studi yang lebih kecil dan terfragmentasi sebelumnya, kini terungkap dalam luasan penuhnya untuk pertama kalinya. Mereka membentuk struktur seperti jaring yang mengarahkan gas dari wilayah luar Zona Molekuler Pusat ke arah gumpalan padat tempat bintang baru lahir.

Memahami bagaimana gas mengalir melalui filamen ini sangat penting untuk memahami pembentukan bintang di pusat Galaksi Bima Sakti. Pusat galaksi adalah lingkungan yang sangat berbeda dari lingkungan yang relatif tenang tempat sistem surya kita berada. Suhu lebih tinggi, medan magnet lebih kuat, dan pengaruh gravitasi lubang hitam supermasif, Sagittarius A*, membentuk dinamika segalanya dalam jangkauannya.

Meskipun kondisi ekstrem ini, bintang memang terbentuk di pusat galaksi, meski pada tingkat dan melalui proses yang mungkin berbeda secara signifikan dari pembentukan bintang di tempat lain di galaksi. Survei ACES memberikan data yang diperlukan untuk memetakan proses-proses ini secara detail, melacak bagaimana gas dingin dikumpulkan, dimampatkan, dan pada akhirnya runtuh menjadi benda-benda bintang baru.

Harta Karun Kimia

Selain struktur fisik filamen gas, survei ALMA mendeteksi puluhan molekul berbeda di seluruh Zona Molekuler Pusat. Inventaris kimia berkisar dari senyawa sederhana seperti monoksida silikon, yang menunjukkan peristiwa kekerasan seperti gelombang kejut supernova, hingga molekul organik kompleks termasuk metanol, aseton, dan etanol.

Kehadiran molekul organik kompleks ini di pusat galaksi sangat signifikan untuk astrokimia. Sementara molekul-molekul tersebut telah terdeteksi di wilayah yang lebih kecil sebelumnya, survei ACES memetakan distribusi mereka di seluruh Zona Molekuler Pusat untuk pertama kalinya. Ini memungkinkan peneliti untuk mempelajari bagaimana kompleksitas kimia bervariasi di seluruh lingkungan fisik yang berbeda, dari filamen luar yang relatif tenang hingga wilayah turbulen dekat lubang hitam supermasif.

Metanol, aseton, dan etanol semuanya adalah molekul yang memainkan peran dalam jalur kimia yang mengarah ke senyawa organik yang lebih kompleks. Kelimpahan mereka di pusat galaksi menunjukkan bahwa blok bangunan kimia prabiotik tersebar luas bahkan di lingkungan paling ekstrem yang ditawarkan galaksi kita, temuan yang memiliki implikasi untuk memahami asal-usul kimia kehidupan.

Teknologi di Balik Pengamatan

ALMA, yang terletak di Gurun Atacama Chile pada ketinggian sekitar 5.000 meter, adalah teleskop paling kuat di dunia untuk mengamati alam semesta pada panjang gelombang milimeter dan sub-milimeter. Panjang gelombang ini tidak terlihat oleh mata manusia dan teleskop optik tetapi ideal untuk mempelajari gas dingin dan debu, bahan baku dari mana bintang dan planet terbentuk.

Pusat galaksi praktis tidak terlihat pada panjang gelombang optik karena awan padat debu antarbintang menghalangi cahaya terlihat dari lewat. Pada panjang gelombang radio yang diamati ALMA, bagaimanapun, debu ini transparan, memungkinkan teleskop untuk mengintip melewati material yang mengaburkan dan mengungkapkan struktur dan proses yang tersembunyi di baliknya.

Merakit mozaik adalah pencapaian teknis yang signifikan. Bidang pandang ALMA pada waktu tertentu relatif kecil, jadi survei area sebesar Zona Molekuler Pusat memerlukan banyak penunjukan individual yang harus dikalibrasi dengan hati-hati dan dirangkai bersama. Dataset yang dihasilkan sangat besar, berisi informasi tentang struktur fisik dan komposisi kimia gas di seluruh wilayah survei.

Apa Yang Akan Datang

Survei ACES diharapkan menghasilkan penemuan selama bertahun-tahun yang akan datang. Dataset yang dirilis untuk publik berisi jauh lebih banyak informasi daripada yang dapat dianalisis oleh grup penelitian mana pun, dan tim secara eksplisit merancang survei untuk menjadi sumber daya komunitas. Peneliti di seluruh dunia dapat mengunduh data dan melakukan analisis mereka sendiri, mencari fenomena dan pola yang mungkin tidak diantisipasi oleh tim asli.

Peneliti kunci Ashley Barnes dan Katharina Immer dari Observatorium Selatan Eropa telah memimpin upaya untuk mengkatalog spesies molekuler yang terdeteksi dalam survei dan memetakan distribusi spasial mereka. Pekerjaan mereka, bersama dengan kontribusi dari komunitas astronomi yang lebih luas, secara bertahap akan membangun gambaran lengkap tentang proses fisik dan kimia yang beroperasi di jantung galaksi kita.

Bagi astronom, mozaik mewakili baik akhir maupun awal. Ini adalah puncak dari bertahun-tahun pengamatan dan pemrosesan data, tetapi juga merupakan titik awal untuk era baru penelitian pusat galaksi. Dengan luasan penuh Zona Molekuler Pusat dipetakan pada resolusi ALMA, peneliti sekarang dapat mengajukan dan menjawab pertanyaan tentang inti galaksi kita yang sebelumnya tidak mungkin untuk ditangani.

Artikel ini didasarkan pada pelaporan oleh Phys.org. Baca artikel asli.