Artikel edukasi dengan sumber rujukan yang tercantum di bawah.
Teleskop Antariksa Hubble milik NASA mengungkap teka-teki kimia di lingkungan kosmik dekat kita. Setelah mempelajari 37 galaksi katai, para peneliti menemukan bahwa jumlah oksigen di dalamnya jauh lebih sedikit daripada yang diperkirakan melalui simulasi. Oksigen itu kemungkinan bukan menghilang, melainkan terdorong keluar oleh aktivitas bintang masif dan ledakan supernova.
Mengapa oksigen dicari?
Galaksi katai merupakan galaksi kecil yang dapat berisi beberapa ribu hingga ratusan juta bintang. Seperti galaksi yang lebih besar, sistem ini membentuk unsur-unsur melalui kehidupan dan kematian bintangnya. Oksigen termasuk salah satu unsur utama yang dihasilkan oleh bintang.
Para astronom memilih oksigen karena unsur ini relatif mudah dideteksi dan diukur. Proses pembentukannya juga telah dipahami dengan baik, sehingga jumlah oksigen dapat digunakan sebagai penanda untuk mengikuti penyebaran berbagai unsur berat lainnya. Dalam astronomi, unsur yang lebih berat daripada hidrogen dan helium sering disebut logam, meskipun pengertian ini berbeda dari penggunaan sehari-hari.
Dengan menghitung oksigen yang berada di dalam bintang, gas antarbintang, dan ruang di luar galaksi, peneliti dapat mempelajari bagaimana galaksi berkembang serta memperkaya lingkungan kosmik di sekitarnya. Perbandingan antara jumlah yang diproduksi dan yang masih tersimpan juga memberikan petunjuk tentang perjalanan materi selama sejarah galaksi.
Angin galaksi membawa materi keluar
Oksigen terbentuk di dalam bintang, sehingga unsur tersebut pasti pernah berada di galaksi. Agar dapat meninggalkan galaksi, materi membutuhkan energi besar. Penelitian ini menunjukkan bahwa energi dari bintang masif dan ledakan supernova dapat menghasilkan angin galaksi yang mendorong gas kaya unsur keluar dari galaksi induknya.
Daya tarik gravitasi galaksi katai relatif lemah karena massanya rendah. Akibatnya, galaksi-galaksi tersebut lebih sulit menahan materi yang dipercepat oleh ledakan bintang. Hasil proyek Galaxies Losing Oxygen via Winds atau GLOW menunjukkan bahwa angin supernova tampaknya mengeluarkan oksigen dari galaksi bermassa rendah dengan lebih efektif daripada perkiraan model saat ini.
Temuan tersebut berarti galaksi katai hanya mampu mempertahankan sebagian kecil oksigen yang telah dibuat oleh bintang-bintangnya. Namun, lokasi akhir sebagian besar oksigen itu belum diketahui secara pasti. Unsur tersebut mungkin berada dalam halo gas renggang di sekitar galaksi, yang disebut medium sirkumgalaksi, atau telah terlontar lebih jauh ke medium antargalaksi.
Membaca sejarah 37 galaksi
Tim GLOW menggunakan arsip citra optik Hubble untuk mengamati populasi bintang secara terpisah, lalu menyusun sejarah pembentukan bintang dan komposisinya. Analisis itu dipadukan dengan data Teleskop Antariksa Spitzer yang telah pensiun, Very Large Array, dan Australian Telescope Compact Array.
Ke-37 galaksi dipilih karena massanya berada pada rentang yang menurut teori semakin mudah kehilangan oksigen melalui supernova. Galaksi-galaksi tersebut juga cukup dekat sehingga Hubble mampu membedakan bintang individualnya, sesuatu yang tidak dapat dilakukan pada sebagian besar galaksi katai lain karena jaraknya terlalu jauh. Dengan pendekatan ini, peneliti menelusuri pembagian oksigen di antara bintang, gas, dan debu.
Pencarian berikutnya
Penelitian selanjutnya akan menyasar galaksi dengan massa yang bahkan lebih rendah di alam semesta dekat. Nancy Grace Roman Space Telescope direncanakan membantu menemukan sistem yang redup dan sangat kecil pada bentangan langit yang luas. Setelah itu, Hubble dan Teleskop Antariksa James Webb dapat melakukan pengamatan lebih dalam terhadap bintang-bintangnya untuk menyusun kembali sejarah pembentukan mereka sepanjang waktu kosmik.
Pengamatan Hubble juga akan diarahkan kepada bintang masif individual yang menghasilkan oksigen dan membantu melontarkannya keluar. Kajian terperinci ini diharapkan menjelaskan bagaimana sifat bintang masif di galaksi kecil memengaruhi kemampuan galaksi mempertahankan unsur hasil pembentukan bintang.
