3 hours ago
2
Penelitian terbaru menggunakan metode weak gravitational lensing mengungkap tabrakan tersembunyi antara gugus galaksi Perseus dan subcluster masif.(HyeongHan et al)
PARA astronom percaya gugus galaksi Perseus adalah kumpulan galaksi yang sangat besar namun stabil. Namun, tak ada yang berhasil mengidentifikasi “penyusup kosmik” tersebut. Kini, dengan metode yang disebut weak gravitational lensing (pembelokan gravitasi lemah), para ilmuwan meyakini mereka akhirnya menemukan penyusup tersembunyi itu.
Gugus galaksi Perseus merupakan salah satu struktur paling masif di alam semesta yang dikenal. Mengambil nama dari konstelasi induknya, gugus ini terdiri atas ribuan galaksi yang tersebar dalam jarak 11,6 juta tahun cahaya.
Berjarak 250 juta tahun cahaya dari Bumi, Perseus tergolong cukup dekat secara kosmis, meski menjauh dengan kecepatan 5.366 kilometer per detik karena perluasan alam semesta.
Gugus Galaksi yang ‘Tenang’?
Astronom menyebut gugus galaksi yang tenang dan stabil sebagai “relaxed”, artinya tidak mengalami tabrakan dengan gugus lain dalam sejarah alam semesta baru-baru ini. Selama bertahun-tahun, gugus Perseus dianggap sebagai contoh utama dari gugus yang relaxed.
Aliran gas panas mengalir secara stabil di antara galaksi-galaksinya dan kehilangan panas saat gas itu tenggelam ke pusat gugus. Di sekeliling galaksi pusat, terdapat cahaya redup gelombang radio yang disebut radio mini-halo, yang juga menjadi tanda lingkungan kosmik yang stabil.
Para astronom menyadari gugus ini tidak berbentuk bulat seperti yang seharusnya dimiliki gugus yang tak terganggu, melainkan asimetris ke arah timur-barat, memberi petunjuk adanya gangguan.
Pada 2012, para astronom menemukan cold fronts di dalam gugus ini—wilayah sepanjang bertahun-tahun cahaya yang kemungkinan terbentuk akibat tabrakan antar gugus galaksi. Front ini menandai batas di mana gas panas dari satu gugus bertabrakan dengan gas dingin dan padat dari gugus lain. Ini merupakan petunjuk kuat bahwa Perseus pernah mengalami tabrakan kosmik besar. Tapi jika benar, pertanyaannya: di mana gugus lain yang menyebabkan tabrakan itu?
Bukti “Senjata Berasap”
Dalam penelitian terbaru, para astronom dari AS dan Korea Selatan meyakini telah menemukan “senjata berasap” dari tabrakan kosmik tersebut. Dalam makalah yang diterbitkan di jurnal Nature Astronomy, mereka menjelaskan bagaimana mereka menggunakan teknik weak gravitational lensing untuk menemukan sisa-sisa gugus yang dulu bertabrakan dengan Perseus.
Albert Einstein lebih dari 100 tahun lalu telah meramalkan fenomena gravitational lensing, di mana objek masif seperti galaksi dapat membelokkan cahaya dan memperbesar sumber cahaya yang jauh. Seberapa besar objek membelokkan cahaya memberikan petunjuk tentang massanya.
Dalam weak gravitational lensing, citra galaksi latar belakang hanya sedikit terdistorsi saat cahaya melewati gugus di depannya. Menggunakan Teleskop Subaru di Hawaii, para astronom menganalisis distorsi cahaya dari galaksi-galaksi jauh di belakang gugus Perseus.
“Karena kita tidak mengetahui bentuk asli tiap galaksi, kita tidak bisa langsung tahu seberapa besar citranya terdistorsi,” kata HyeongHan Kim, mahasiswa pascasarjana di Universitas Yonsei, Korea Selatan, sekaligus penulis utama studi tersebut.
Namun, dengan mengamati banyak galaksi latar belakang, tim ini menghitung rata-rata distorsi dan menggunakan simulasi komputer untuk memperkirakan massa di gugus depan. Mereka juga menentukan lokasi massa tersebut untuk menghasilkan distorsi yang teramati.
Para astronom menemukan wilayah luas yang terdiri dari materi terlihat dan materi gelap, disebut subcluster halo, mengelilingi kelompok kecil galaksi. Wilayah ini berpusat di galaksi NGC 1264 dan berada di pinggiran gugus Perseus. Subcluster ini memiliki massa sekitar 100 kali massa Bimasakti dan dihubungkan ke gugus utama oleh “jembatan massa” sepanjang 1,4 juta tahun cahaya dengan massa hampir setara.
Model komputer menunjukkan bahwa jembatan ini merupakan bukti langsung interaksi gravitasi antar kedua gugus, bukan sekadar kebetulan garis pandang. Model ini juga berhasil merekonstruksi cold fronts yang ditemukan pada 2012. “Hasil ini mengejutkan saya, karena saya mengira Perseus adalah gugus yang relaxed,” ujar Kim.
Simulasi menunjukkan bahwa tabrakan dimulai sekitar 7,5 miliar tahun lalu saat subcluster mulai terpengaruh oleh gugus Perseus. Butuh waktu sekitar 2 miliar tahun untuk pertama kalinya subcluster ini melewati pusat gugus utama. Kemudian, akibat tarikan gravitasi, ia tertarik kembali dan melewati pusat dua kali lagi—sekitar 3 miliar tahun kemudian dan terakhir sekitar 750 juta tahun lalu.
Implikasi Luas bagi Astrofisika
Penemuan ini penting karena wilayah tersebut menjadi target utama para astronom yang mempelajari bagaimana gugus galaksi terbentuk dan berevolusi. “Gugus Perseus, karena jaraknya yang relatif dekat, telah banyak diteliti,” kata Kim.
“Itulah mengapa kami bisa menemukan dan menguji banyak proses astrofisika penting.” Meskipun studi ini berfokus pada satu gugus, temuan ini memiliki dampak luas bagi pemahaman kita tentang alam semesta.
Selain itu, hasil ini menegaskan kekuatan metode weak gravitational lensing, terutama di mana metode tradisional gagal mengungkap struktur tersembunyi di alam semesta. Pendekatan ini tidak hanya membantu mengungkap struktur tersembunyi, tetapi juga membuka peluang untuk menemukan lebih banyak tabrakan gugus galaksi serta memahami bagaimana sistem masif ini terbentuk. (Live Science/Z-2)
