North Polar Spur gelembung raksasa di atas galaksi kita terjawab

Ketika Peter Predehl, ahli astrofisika di Institut Max Planck bidang Fisika Luar Angkasa Jerman, pertama kali melihat peta baru dari gambar benda-benda terpanas di alam semesta.

Dia segera mengenali panas tersebut merupakan sebuah jejak dari bencana galaksi.

Awan kuning cerah mengepul ke atas puluhan ribu tahun cahaya berasal dari cakram datar Bima Sakti, dan kembaran yang lebih redup terpantul di bawah.

Strukturnya begitu jelas sehingga gambar tersebut tidak perlu dijelaskan dimana letaknya.
Tapi "Alam tidak akan mengirim gambar dan berkata, 'Oke, kita bisa melihat itu," kata Predehl.
Kami melanjutkan dengan melakukan beberapa analisis.

Hasilnya, diterbitkan di media Nature pada 9 Desember 2020, merubah ide puluhan tahun lalu yang pernah dikemukakan.

Di tahun 1950-an, para astronom pertama kali melihat bentuk busur dalam citra pancaran gelombang radio yang menggantung di atas atau di sisi utara bidang galaksi.

Sejak itu dalam beberapa dekade diberi nama "North Polar Spur".
Bentuk radiasi tersbut menjadi semacam tes Rorschach angkasa.
Beberapa ilmuwan melihat adanya jejak sampah bintang yang relatif dekat, yang lain mengatakan pernah terjadi ledakan sangat besar.

Masalahnya semua masih sebatas perkiraan, teori. Jadi apapun yang dikemukakan oleh para ilmuwan dapat diterima untuk sementara waktu.

Kami melihat dari peta 2D ke 3D (dimensi) kata Kaustav Das, seorang peneliti di California Institute of Technology.
Bentuk gelembung raksasa ada di Bima Sakti ada di bagian atas dan bawah katanya.

Kebanyakan astronom lain percaya bila North Polar Spur adalah bagian dari lingkungan galaksi lokal kita.
Beberapa penelitian menyimpulkan bahwa jejak panas tersebut terhubung ke awan gas di dekatnya.
Yang lain melihat distorsi bintang latarnya dan menyimpulkan itu adalah sisa supernova atau awan berdebu yang menandai bekas  bintang mati.

Disini mulai terungkap.
Yoshiaki Sofue, seorang astronom di Universitas Tokyo, menganggap awan yang dilihat seperti puing-puing bintang.
Dia menggambarkannya sebagai gelombang kejut yang meluas dari bencana galaksi sejak jutaan tahun yang lalu.
Karena bentangannya diperkirakan mencapai panjang puluhan ribu.

Bila pendapat tersebut benar, seharusnya ada struktur kembar lain di selatan bidang galaksi.
Sementara para astronom tidak melihat jejak yang lain, dan sebagian besar tetap tidak yakin ada bekas jejak debu yang membentang lain.

Tahun 2010, teleskop luar angkasa Fermi menangkap pancaran sinar gamma yang samar dari dua bidang raksasa, masing-masing memanjang dan berada sekitar 20.000 tahun cahaya dari pusat galaksi kita.

Bentuknya terlalu kecil untuk melacak susunan North Polar Spur, tapi sebaliknya tampak seperti awan gas panas dalam skala galaksi yang diprediksi Yoshiaki Sofue.

Para astronom mulai bertanya-tanya: Jika galaksi memiliki setidaknya satu pasang gelembung, mungkin pendorongnya adalah bagian dari rangkaian kedua?

Situasi berubah secara dramatis setelah penemuan gelembung Fermi, kata Jun Kataoka, astronom di Universitas Waseda di Jepang yang bekerja sama dengan Yoshiaki Sofue.

Gambar-gambar baru semakin memperkuat perubahan pendapat Yoshiaki Sofue.
Data terbaru didapat dari teleskop eROSITA, teleskop sinar-X yang mengorbit yang diluncurkan pada 2019 untuk melacak efek energi gelap / dark matter di gugus galaksi.
Pada bulan Juni, tim eROSITA merilis peta pendahuluan: hasil pengamatan enam bulan pertama teleskop bekerja.

Peta tersebut melacak gelembung sinar-X yang diperkirakan memiliki tinggi 45.000 tahun cahaya, menelan gelembung Fermi dari sinar gamma.
Sinar-X terlihat bersinar dari gas dan terukur antara 3 juta - 4 juta derajat Kelvin ketika terlempar dan mengembang ke luar dengan kecepatan 300 hingga 400 kilometer per detik.

Tidak hanya gelembung utara sejajar sempurna dengan pemicunya, bayangan cerminnya atau kembarannya juga jelas seperti yang diperkirakan oleh Yoshiaki Sofue. Saya sangat senang melihat ada bagian lain dari gelembung di area bawah selatan tampak dengan jelas, sangat mirip dengan simulasi saya, katanya.

Namun, interpretasi lengkap dari semua pengamatan North Polar Spur tetap kompleks.
Sisa supernova di dekatnya bisa saja ada disana sendiri dan kebetulan tepat berada pada gambar teleskop yang didapat di depan gelembung sinar-X .

Bulan September 2020, Das dan kolaboratornya menggunakan pengamatan mutakhir dari bintang-bintang yang jauh untuk menunjukkan sesuatu yang berdebu berada antara 450 tahun cahaya. Jarak tersebut hanya eepelemparan batu menurut standar galaksi.

Data yang ada menunjukan, galaksi kita pernah terjadi sesuatu yang dasyat.
Sekitar 15 juta - 20 juta tahun lalu, setara kehadiran hewan hyena dan musang muncul di Bumi.

Saya pikir sekarang [perdebatan] selesai, setidaknya seperti itu kata Predehl, yang menghabiskan 25 tahun mengembangkan teleskop eROSITA.

Apa yang meledak?, apa yang terjadi, itu pertanyaan selanjutnya
Berdasarkan energi yang dibutuhkan untuk membuat awan begitu besar dan begitu panas, ada dua sumber yang masuk akal.

Pertama, salah satu kemungkinannya adalah gelombang dari puluhan ribu bintang muncul dan segera meledak: perilaku yang dikenal dari apa yang disebut galaksi starburst. Lahirnya bintang secara bersamaan dalam waktu singkat (waktu skala galaksi).

Tetapi gelembung-gelembung itu tampak agak murni, tidak memiliki pecahan atom berat yang seharusnya menjadi jejak kelompok  bintang yang meledak.
Di alam semesta bintang melakukan daur ulang. Bintang raksasa yang kaya gas murni memiliki usia lebih pendek, suatu hari akan runtuh dan meledak.
Lemparan gas akan terlempar dan mungkin mengumpal kembali menjadi bintang baru. Tapi bintang generasi selanjutnya akan membawa materi padat seperti logam dan ukurannya akan relatif lebih kecil

Kelimpahan logam sangat kecil, kata Kataoka, jadi dia tidak yakin bahwa pernah terjadi aktivitas starburst terjadi.

Kedua. Penyebab adalah aktivitas lubang hitam supermasif yang ada di jantung galaksi kita.
Dengan massa lubang hitam setara 4 juta massa matahari.
Tetapi jika dahulunya ada awan gas besar yang melintas dan arah menyimpang sampai terlalu dekat ke lubang hitam.
Maka lubang hitam bisa menyala seperti lampu sorot, menyedot materi gas setidaknya sampai separuh dan melontarkan gas dari arah kutub utara dan selatan.

Gas tersebut membentuk gelembung sinar-X dan mungkin juga membentuk sebagai gelembung Fermi.

Para astronom telah lama mengamati galaksi lain yang menembakkan jet di atas dan di bawah cakram mereka, dan mereka bertanya-tanya apa yang membuat lubang hitam supermasif pusat di galaksi tersebut berputar jauh lebih hebat daripada milik kita. Gelembung Fermi, dan sekarang gelembung eROSITA, menunjukkan bahwa perbedaan utama mungkin hanyalah perjalanan waktu.

Membayangkan kekuatan dan ukuran lubang hitam, kekuatannya sama seperti bumi dipadatkan menjadi seukuran kacang. Sejauh ini ada beberapa lubang hitam terbesar, sebesar apa benda tersebut. Peneliti mengatakan jumlahnya banyak mencapai jutaan lubang hitam di galaksi kita.

Rover Zhurong telah di planet Mars, menjadi robot kedua selain milik Nasa. Mengunakan tenaga panel surya, diharapkan dapat bekerja dari 90 hari. Tetapi itu perkiraan, bisa saja rover bekerja lebih lama untuk menjelajah planet Mars. Cerita Rover Opportunity bahkan bekerja selama 15 tahun.

M3 adalah gugus bola paling terang yang dapat diamati oleh teleskop. Ada sebagian bintang berwarna biru terang. Artinya usia bintang tersebut lebih mudah dan lebih aktif dibanding bintang lain di sebelahnya. Tidak sampai disana, bintang bintang tersebut layaknya bintang vampire. Dan mencuri gas hidrogen dari bintang yang lebih tua.

Bila 2 galaksi bergabung, ada 2 dampak yang terjadi. Bergesernya debu dan gas dapat memicu pembentukan bintang baru. Tetapi ada biaya yang harus dibayar oleh kehidupa di sebuah galaksi. Lubang hitam juga berperan aktif, dan mengambil sebagian dari debu dan gas tapi hanya di lontarkan ke ruang angkasa kembali.

Globular Cluster NGC 2108 adalah lokasi dimana banyak bintang lahir bersamaan dan berkelompok di satu tempat di sekitar galaksi kita. Tapi kelompok bintang ini berada di bagian LMC atau satelit galaksi mini. Dengan jarak 150 ribu tahun cahaya dari Bumi. Memperlihatkan bintang berwarna merah dengan bahan karbon.

Sebuah tata surya dengan bintang 55 Cancri, terdapat sebuah planet yang diketahui seperti tidak berputar. Planet 55 Cancri e masuk kategori super earth, tapi orbitnya lebih parahnya dengan  satu putaran 18 jam. Data tahun 2013 ditemukan kandungan atmofer planet, tetapi tetap saja menjadi planet panas

Plasma adalah materi ke 4, setelah gas, padat dan cair. Plasma disebut sebagai gas terionisasi. Di bumi, materi plasma dapat dibuat tapi tidak bertahan lama. Seperti pemanas fusi nuklir, di alam semeta materi plasma hal biasa seperti bintang atau mataharai kita

2 lubang hitam yang disebut PG 1302-102, adalah keberadaan 2 lubang hitam biner yang saling mengorbit. Jarak keduanya seperti matahari ke pluto. Tetapi dampak gravitasi keduanya terlihat begitu kuat.

Nebula NGC 2438 atau nama lain Rotten Egg diabadikan teleskop Hubble. Awan kuning yang terlihat pada gambar adalah semburan materi dari sebuah bintang. Mengapa benda ini disebut Planetary Nebula

Astronom melihat sebuah lubang hitam bergerak liar di sebuah galaksi. Ukuran lubang hitam yang diberi nomor XJ1417 + 52 tersebut diperkirakan mencapai 100 ribu kali dari massa matahari, yang biasanya ada ditengah galaksi. Cukup aneh bila sebuah lubang hitam berukuran besar bisa berada disisi luar sebuah galaksi.

Nebula NGC 2440 memiliki jarak 4000 tahun cahaya dari Bumi. Terletak di konstelasi Puppis, dimana benda tersebut adalah tanda dari sebuah bintang mati. NGC 2440 saat ini sedang berbentuk seperti sebuah cincin, tapi lingkaran yang terbentuk adalah gas dari sisa bintang.

100 tahun lalu Einstein menyebut gelombang gravitasi yang sangat kuat akhirnya terbukti. Disebabkan oleh 2 lubang hitam yang saling mengorbit, ledakan supernova atau hal lain. Awalnya masih terbatas teori ketika Einstein mengatakan 2 benda yang sangat besar dapat menimbulkan efek gelombang gravitasi.

Galaksi Bima Sakti memiliki 2 satelit galaksi kecil. Disebut LMC dan SML atau Large Megallanic Cloud dan Small Megallanic Cloud. Nebula N55 menjadi bagian dari isi LMC , memiliki bentuk bercahaya dan tampak seperti Superbubble.

Bintang biner ini lari begitu cepat di sekitar galaksi kita. Disebut bintang PB3877, bukan satu bintang tetapi dua bintang kembar, dan lari dengan kecepatan sendiri di sekitar orbit galaksi kita. Disebut sebagai Hyper-velocity star , bintang Hyper Speed, atau bintang hipe yang jalan sendiri diluar orbit bintang lain.