Studi dalam jangka waktu panjang yang dilakukan pada salah satu gugus
bintang muda yang paling masif di Bima Sakti akhirnya bisa
diselesaikan oleh para astronom dari
Max Planck Institute for Astronomy di Heidelberg dan
University of Cologne, dengan menggunakan NASA/ESA
Hubble Space Telescope.
Studi ini dilakukan untuk memperbandingkan dua pengamatan yang
dilakukan pada waktu terpisah 10 tahun. Perbandingan ini berhasil
mengungkap pergerakan beberapa ratus bintang, yang terbukti bertentangan
dengan model yang ada saat ini khususnya model evolusi gugus tersebut
dan gerak bintang tidak memiliki kondisi tetap seperti yang diharapkan.
NGC 3603 yang dipotret Hubble. Kredit :
NASA/ESA/Wolfgang Brandner (MPIA), Boyke Rochau (MPIA) and Andrea Stolte
(University of Cologne)
Gugus Bintang
Gugus bintang biasa ( gugus bintang terbuka atau asosiasi bintang)
beredar dari waktu ke waktu, dan tiap bintang akan memiliki jalannya
sendiri. Gugus yang sangat masif dan kompak diperkirakan memiliki
perjalanan yang sangat berbeda. Nah, dalam jangka waktu yang panjang,
hal ini dapat menyebabkan terbentuknya kelompok yang masif dari
bintang-bintang atau yang dikenal sebagai gugus bola. Gugus ini berisi
bintang-bintang yang rapat dan tetap terikat oleh gravitasi satu sama
lainnya selama milyaran tahun.
Dengan massa lebih dari 10000 massa Matahari dipadatkan dalam volum
dengan diameter 3 tahun cahaya, gugus bintang muda masif di nebula
raksasa NGC 3603 merupakan salah satu gugus bintang yang paling kompak
di Bima Sakti. Nah sebagai perbandingan, dalam lingkungan bintang di
dekat kita, volum yang sama hanya berisi tidak lebih dari satu bintang
tunggal dalam hal ini Matahari.
Jadi apakah gugus bintang muda masif ini merupakan sebuah gugus bola yang sedang terbentuk?
Menyusuri Jejak Sang Bintang
Untuk mendapatkan jawaban yang lebih jelas, tim astronom yang dipimpin Wolfgang Brandner (
Max Planck Institute for Astronomy,
Heidelberg, MPIA) melakukan pelacakan pada gerak gugus banyak bintang.
Diharapkan studi seperti ini akan dapat mengungkap apakah
bintang-bintang tersebut memas sedang dalam proses bergeser atau akan
menetap.
Selain itu, studi tersebut juga dimaksudkan untuk memisahkan anggota
gugus bintang dari bintang yang tak punya hubungan dengan gugus ini
namun kebetulan jika dilihat dari Bumi berada pada arah pandang yang
sama.
Masalahnya, untuk melakukan pengukuran seperti ni tidaklah mudah.
Sekarang coba bayangkan sebuah bintang bergerak menyamping dengan laju
beberapa kilometer per detik – kecepatan yang umum di dalam gugus
bintang. Jika dilihat dari jarak 20000 tahun cahaya (jarak NGC 3603 dari
Bumi), maka posisi bintang tersebut di langit malam hanya akan bergeser
tidak lebih dari sepersekian milyar derajat sudut per tahun. Dan
pergeseran ini ada dalam batas kemampuan pengamatan yang paling presisi
yang ada saat ini.
Dua Pengukuran dari Waktu Berbeda
Untuk bisa memecahkan masalah pergeseran yang demikian kecil, dibutuhkan
sebuah perbandingan dari 2 pengamatan yang presisi dalam rentang waktu
yang cukup lama. Dalam kasus ini, dua pengamatan yang diperbandingkan
itu diakukan 10 tahun terpisah dengan kamera yang sama dari Teleskop
Hubble.
Dari analisa yang dibuat dengan memperhitungkan semua gangguan yang
mungkin terjadi, Brandner dan rekan-rekannya bisa mendapatkan tingkat
akurasi yang dibutuhkan.
Dari pengamatan pada lebih dari 800 bintang, 50 di antaranya
diidentifikasi sebagai bintang latar depan atau bintang-bintang yang
sebenarnya tidak punya hubungan dengan gugus tersebut. Dari sisa 700
lebih bintang, para astronom bisa kemudian berhasil menentukan kecepatan
yang presisi untuk 234 bintang dengan massa dan temperatur permukaan
yang berbeda.
Menurut Boyke Rochau (MPIA),”Jika analisis ini selesai dilakukan,
maka dicapai tingkat presisi 27 per satu juta detik busur per tahun.
Nah untuk bisa dibayangkan, coba bayangkan kamu ada di Bremen mengamati
sebuah obyek yang berada di Vienna. Dan kemudian si obyek bergerak ke
samping hanya selebar rambut manusia. Inilah perubahan posisi semu yang
dilihat yakni 27 pr satu juta detik busur.
Hasil Pengukuran Yang Mengejutkan
Setelah dilakukan perbandingan, hasil yang didapat untuk gerak gugus
bintang tersebut cukup megejutkan. Jika ditelaah dari model yang sudah
diterima secara luas, khususnya tentang pembentukan gugus bola yang
lebih tua, kecepatan rata-rata seperti di NGC 3603 seharusnya bergantung
pada massa.
Bintang dengan massa rendah akan bergerak lebih cepat sedangkan
bintang bermassa besar akan bergerak lebih lambat. Dalam pengamatan ini,
bintang yag dilihat rata-rata berada pada rentang massa antara 2-9 kali
massa Matahari. Selain itu kesemua bintang tersebut bergerak pada
kecepatan rata-rata yang sama yakni 4,5 km/detik, sesuai dengan
perubahan posisi semu 140 mikro detik busur per tahun. Dari sini tampak
kalau kecepatan rata-rata tidak bervariasi untuk massa bintang yang
berbeda.
Dari data ini, diketahui kalau gugus bintang yang sangat masif ini
belumlah tenang. Sebaliknya, kecepatan bintang masih mencerminkan
kondisi awal saat gugus ini terbentuk, sekitar 1 juta tahun lalu.
Menurut Andrea Stolte dari
University of Cologne,” inilah
pertama kalinya para astronom bisa mengukur gerak bintang dengan sangat
presisi dalam gugus bintang muda yang demikian kompak. Dan penelitian
ini jadi informasi penting bagi para astronom untuk bisa memahami
pembentukan gugus bintang dan evolusinya.”
Yang masih jadi pertanyaan yang belum terjawab adalah, apakah gugus
bintang muda masif di NGC 3603 ini suatu saat akan menjadi gugus bola.
Sebuah pertanyaan yang masih terbuka untuk dicari jawabannya.
Jika dilihat dari hasil penelitian ini, tampaknya nasib gugus ini
bergantung pada kecepatan bintang bermassa rendah yang terlalu redup
untuk dapat dilakukan pengukuran yang lebih presisi dengan Teleskop
Hubble.
Menurut Wolfgang Brandner, “Untuk bisa mengetahui bagaimana evolusi
gugus bintang ini, para peeliti masih harus menunggu teleskop generasi
berikutnya seperti
James Webb Space Telescope (JWST) atau
ESO’s European Extremely Large Telescope (E-ELT).”
Artikel Terkait