5 hours ago
2
Galaksi Andromeda (M31), tetangga terdekat galaksi kita, menunjukkan keanehan yang membingungkan para astronom. (NASA/ESA)
GALAKSI Andromeda (Messier 31 atau M31), tampaknya memiliki susunan satelit galaksi yang tidak seimbang dan bertentangan dengan model ilmiah. Susunan itu membingungkan para astronom yang juga sedang mencoba memahami mengapa begitu banyak anggota keluarga galaksi ini mengarah ke arah Bima Sakti.
Dari 37 satelit paling terang milik M31, semua kecuali satu berada di sisi spiral Andromeda yang menghadap ke galaksi Bima Sakti. Satu-satunya yang menyimpang adalah Messier 110, yang mudah terlihat dalam gambar amatir Andromeda.
“M31 adalah satu-satunya sistem yang kita ketahui yang menunjukkan tingkat asimetri ekstrem seperti ini,” kata Kosuke Jamie Kanehisa dari Institut für Physik und Astronomie di Universität Potsdam, Jerman.
Menurut model standar kosmologi, alam semesta dipenuhi dengan awan materi gelap yang sangat besar. Di dalam awan ini, galaksi besar seperti Andromeda dan Bima Sakti tumbuh. Galaksi katai yang terlihat di sekitar galaksi besar saat ini adalah sisa dari proses pembentukan tersebut. Berdasarkan model pertumbuhan hierarkis ini, galaksi satelit katai seharusnya tersebar secara acak di sekitar galaksi besar. Namun, kenyataannya tidak sepenuhnya seperti itu.
Sebagian besar galaksi katai di sekitar M31 terletak dalam satu bidang yang mengelilingi Galaksi Andromeda, seperti yang dikonfirmasi Teleskop Luar Angkasa Hubble pada awal tahun 2025, dan pola serupa juga ada di sekitar Bima Sakti. Ada juga bukti sementara mengenai pola satelit serupa di sekitar galaksi terdekat lainnya, Centaurus A. Untuk galaksi yang lebih jauh, sulit menemukan galaksi katai yang redup dan mengukur jaraknya, jadi para astronom belum bisa memastikan bagaimana susunan mereka. Namun pola satelit yang sudah dikonfirmasi ini sulit dijelaskan dengan model standar kosmologi.
Kini, M31 dan satelitnya menjadi lebih misterius lagi, karena hampir semua satelit tersebut berada di sisi M31 yang menghadap Bima Sakti.
Simulasi baru yang dilakukan Kanehisa bersama rekan-rekannya dari Potsdam, Marcel Pawlowski dan Noam Libeskind, menunjukkan menurut model standar kosmologi, kemungkinan terjadinya susunan sepihak seperti ini kurang dari 0,3%. Namun, galaksi terdekat dengan kita justru menunjukkan kemungkinan yang sangat kecil itu. Maka, kapan sebuah kebetulan hanya kebetulan, dan kapan itu membuka jendela pada misteri yang lebih dalam?
Galaksi katai tersebut mengorbit M31 dengan kecepatan dan jarak yang berbeda-beda; dalam satu miliar tahun, mereka akan lebih menyebar. Jadi, sekilas, susunan saat ini bisa dianggap sebagai kebetulan. Rendahnya kemungkinan kebetulan ini membuat para ilmuwan sulit mempercayainya.
Jika sesuatu di alam semesta terlihat dengan cara tertentu, biasanya karena ada sesuatu yang menyebabkannya seperti itu. Sejauh ini belum ada bukti kuat yang mengarah ke satu penjelasan tertentu, kecuali susunan ini muncul sekarang, penyebabnya kemungkinan merupakan peristiwa yang terjadi baru-baru ini.
“Ini masih spekulasi, tapi saya menduga penyebab utama ketidaksesuaian sistem M31 dengan ekspektasi kosmologi adalah riwayat akresi yang unik,” ujar Kanehisa. “Fakta bahwa kita melihat satelit M31 dalam konfigurasi tidak stabil ini saat ini mungkin menunjukkan banyak dari mereka baru saja masuk, mungkin terkait dengan penggabungan besar yang diyakini terjadi pada Andromeda sekitar dua hingga tiga miliar tahun lalu.”
Penggabungan besar ini melibatkan sebuah galaksi berukuran sedang yang ‘dikonsumsi’ oleh galaksi Andromeda. Teleskop Hubble yang baru-baru ini melakukan pengamatan mendalam terhadap Andromeda berhasil melacak kekacauan yang ditinggalkan penggabungan tersebut: aliran bintang dari galaksi yang dimakan oleh M31 dan menghasilkan ledakan pembentukan bintang.
Meskipun galaksi-galaksi katai tersebut merupakan pendatang baru yang tertinggal dari penggabungan itu, hal ini tetap belum menjelaskan mengapa semuanya berada di sisi M31 yang menghadap ke galaksi Bima Sakti.
Ada juga pemikiran lain, misalnya apakah galaksi-galaksi katai di sisi kita dari M31 secara harfiah menunjuk ke penyebabnya? Tapi tidak semudah itu. Jika Bima Sakti kita memang berperan, maka seharusnya sistem galaksi katai kita juga menunjukkan ketidakseimbangan ke arah M31 — namun kenyataannya tidak, dan gaya pasang surut gravitasi antara kedua galaksi tidak cukup kuat untuk menarik satelit M31 ke susunan tersebut.
Ada juga beberapa catatan penting tentang keanehan ini.
Data yang akurat tentang pergerakan galaksi katai baru tersedia untuk empat satelit M31 (lima jika IC 10 dihitung, meskipun statusnya masih diperdebatkan sebagai anggota M31), yang berarti simulasi masih agak kasar. Namun para astronom menargetkan untuk menentukan gerakan setidaknya selusin galaksi katai M31 dengan presisi tinggi dalam satu atau dua tahun ke depan seiring rilis data berikutnya dari misi astrometri Gaia.
“Setelah kita memiliki sampel galaksi katai M31 dengan data gerak yang lebih lengkap, kita akan berada dalam posisi yang lebih baik untuk mempelajari bagaimana evolusi waktu memengaruhi asimetri yang diamati,” ujar Kanehisa. Artinya, kita bisa lebih memahami berapa lama susunan tidak seimbang ini dapat bertahan.
Catatan lainnya adalah kemungkinan masih banyak galaksi katai yang lebih redup di sekitar M31 yang belum ditemukan. Kita tahu ini mungkin benar karena model standar kosmologi memprediksi seharusnya ada lebih banyak galaksi katai di sekitar M31 dan Bima Sakti dibandingkan yang telah kita temukan saat ini. Galaksi-galaksi ini akan sangat kecil dan hanya memiliki sedikit bintang, sehingga sulit dikenali. Bahkan, galaksi katai paling redup yang diketahui di sekitar M31, Andromeda XXXV, ditemukan di sisi jauh M31 dan tidak mengikuti pola sepihak lainnya.
“Kita perlu menunggu dan melihat apakah asimetri global tetap ada ketika galaksi-galaksi redup ditemukan. Namun, jika hanya galaksi yang lebih terang yang mengikuti asimetri ini, itu juga akan menimbulkan pertanyaan baru tentang asal usulnya,” kata Kanehisa.
Catatan terakhir adalah bahwa mungkin saja susunan sistem M31 ini tidak begitu tidak mungkin seperti yang kita kira. Sangat sedikit galaksi di luar Kelompok Lokal kita yang sistem galaksi katainya dipetakan secara detail — galaksi-galaksi itu terlalu jauh dan terlalu redup, dan mereka yang bisa dideteksi tidak memiliki pengukuran jarak yang akurat, sehingga kita tidak bisa memastikan mereka berada di sisi mana dari galaksi induknya.
“Kita belum bisa memastikan bahwa sistem ekstrem serupa tidak ada di luar sana, atau bahwa sistem seperti itu sangat langka,” ujar Kanehisa.
Keluarga galaksi katai milik Galaksi Andromeda adalah sebuah misteri. Pertama ada bidang orbit yang tidak biasa dari lebih dari setengah jumlahnya, dan sekarang pola sepihak ini. Ini menunjukkan bahwa terkadang, tetangga terdekatlah yang justru paling asing bagi kita. (Space/Z-2)
