Ketika sebuah galaksi membuat terlalu banyak bintang terlalu cepat, ia mengurangi kapasitasnya untuk membuat bintang di masa depan. Sekarang para astronom memiliki gambar detail pertama dari perilaku galaksi yang membatasi diri ini.
Dalam sistem NGC 253, para astronom mengamati aliran materi yang membatasi kelahiran bintang.
Para astronom telah lama berasumsi bahwa ketika sebuah galaksi menghasilkan terlalu banyak bintang terlalu cepat, ia sangat mengurangi kapasitasnya untuk menghasilkan bintang di masa depan. Sekarang, sekelompok astronom yang mencakup Fabian Walter dari Institut Max Planck untuk Astronomi dapat memperoleh gambar terperinci pertama dari jenis perilaku galaksi yang membatasi diri ini: aliran gas molekuler, bahan baku yang diperlukan untuk pembentukan bintang yaitu berasal dari daerah pembentuk bintang di Galaxy Sculptor (NGC 253). Pengamatan dilakukan dengan array teleskop ALMA yang baru ditugaskan di Chili.
Visualisasi warna-keliru dari data yang dikumpulkan oleh ALMA dari galaksi starburst NGC 253. Warna mengkodekan informasi tentang intensitas cahaya yang diterima dari gas, dari cahaya redup yang diperlihatkan biru ke radiasi yang lebih terang berwarna merah. Visualisasi ini dan yang serupa membantu para astronom mengidentifikasi aliran molekul yang muncul dari ledakan bintang pusat di galaksi ini. Gambar ini adalah gambar sampul jurnal Nature edisi 25 Juli 2013. Kredit: E. Rosolowsky -Universitas Alberta
Galaksi - sistem yang memuat ratusan miliar bintang, seperti galaksi Bima Sakti kita - adalah blok bangunan dasar kosmos. Salah satu tujuan ambisius astronomi kontemporer adalah memahami cara galaksi berevolusi dari proto-galaksi pertama tak lama setelah big bang hingga sekarang. Pertanyaan kunci menyangkut pembentukan bintang: apa yang menentukan jumlah bintang baru yang akan terbentuk di galaksi?
Bahan utama dari model evolusi galaksi saat ini adalah mekanisme di mana pembentukan bintang yang sedang berlangsung dapat benar-benar menghambat pembentukan bintang di masa depan: Ketika bintang-bintang baru terbentuk, sebagian kecil darinya sangat masif. Bintang masif bersinar terang, dan radiasi intensnya mendorong "angin bintang", aliran gas dan plasma yang cukup kuat untuk mendorong gas keluar dari galaksi sekaligus. Juga, bintang-bintang besar mengakhiri kehidupan mereka yang relatif singkat dalam ledakan spektakuler (supernova), melemparkan kulit terluar mereka - dan bahan tambahan apa pun yang mungkin menghalangi jalan mereka - keluar ke ruang angkasa. Akibatnya pembentukan bintang yang intensif, yang dikenal sebagai "starburst", dan pembentukan banyak bintang masif, dapat menghambat pertumbuhan generasi bintang di masa depan. Lagipula, gas molekuler yang telah terlempar keluar dari galaksi tidak dapat berfungsi sebagai bahan mentah yang digunakan untuk membuat bintang baru di galaksi itu. Ada batas pertumbuhan galaksi.
Sejauh ini, sangat bagus - tetapi yang hilang adalah bukti pengamatan langsung untuk ledakan bintang yang menghasilkan aliran gas molekuler. Sampai sekarang, yaitu ketika tim astronom yang dipimpin oleh Alberto Bolatto dari University of Maryland di College Park mengamati galaksi starburst NGC 253.
NGC 253, juga dikenal sebagai "Galaxy Sculptor", adalah galaksi spiral yang terletak di konstelasi Sculptor di langit Selatan. Dengan jarak 11 juta tahun cahaya, itu adalah salah satu tetangga intergalaksi terdekat kami dan galaksi starburst terdekat yang terlihat dari belahan bumi selatan. Dengan menggunakan teleskop majemuk ALMA, para astronom menargetkan wilayah pusat NGC 253, tempat produksi bintang-bintang baru yang paling intens, dan menemukan aliran keluar gas molekuler di sudut kanan ke cakram galaksi.
Bolatto, yang merupakan penulis utama penelitian yang sekarang muncul di jurnal Nature, menyimpulkan: "Jumlah gas yang kita ukur memberi kita bukti yang sangat baik bahwa beberapa galaksi yang tumbuh memuntahkan lebih banyak gas daripada yang mereka terima." Memang, para astronom memperkirakan bahwa setiap tahun galaksi mengeluarkan gas dengan massa total sembilan kali lipat dari Matahari kita. Massa yang terlontar ini sekitar tiga kali lebih besar dari total massa semua bintang yang diproduksi oleh NGC 253 setiap tahun (yang, pada gilirannya, beberapa kali lebih besar dari massa semua bintang yang diproduksi di galaksi rumah kita, Bima Sakti, setiap tahun) .
Fabian Walter dari Institut Max Planck untuk Astronomi, salah satu penulis penelitian ini, menambahkan: “Bagi saya, ini adalah contoh utama bagaimana instrumen baru membentuk masa depan astronomi. Kami telah mempelajari wilayah starburst NGC 253 dan galaksi starburst terdekat lainnya selama hampir sepuluh tahun. Tetapi sebelum ALMA, kami tidak memiliki kesempatan untuk melihat detail seperti itu. ”Penelitian ini menggunakan konfigurasi awal ALMA dengan hanya 16 antena. “Sangat menarik untuk memikirkan apa yang akan ditampilkan ALMA lengkap dengan 66 antena untuk arus keluar semacam ini!” Tambah Walter.
Melalui Institut Max Planck