Survei jangka panjang terhadap galaksi “satelit” kecil yang mengorbit galaksi yang lebih besar di seluruh alam semesta menawarkan wawasan baru tentang galaksi kita, Bima Sakti.
Sejak tahun 2012, Survei Satellites Around Galactic Analogs (SAGA) telah mempelajari wilayah sekitar 101 galaksi yang mirip dengan Bima Sakti – menemukan ratusan galaksi satelit bermassa rendah dan lebih kecil yang mengorbit di sekitarnya. Penemuan ini memberikan informasi penting tentang pembentukan dan evolusi galaksi, serta perbandingan Bima Sakti.
Tiga studi SAGA baru yang diterima untuk dipublikasikan di The Astrophysical Journal menunjukkan bahwa Bima Sakti merupakan galaksi yang khas dan juga aneh.
Sebagian besar satelit Bima Sakti telah berhenti membentuk bintang, tidak seperti banyak sistem yang ditemukan SAGA. Namun, jumlah satelit Bima Sakti yang dapat diamati konsisten dengan jumlah sistem yang disurvei SAGA.
“Populasi satelit Bima Sakti adalah kombinasi unik dari satelit-satelit kecil yang hanya berisi bintang-bintang tua, dan dua satelit terbesarnya, yang secara aktif membentuk bintang-bintang baru,” kata Marla Geha, seorang profesor astronomi dan fisika di Fakultas Seni dan Sains Yale dan salah satu pendiri Survei SAGA bersama Yao-Yuan Mao dari Universitas Utah dan Risa Wechsler dari Universitas Stanford.
Trio studi baru ini mewakili rilis final data Survei SAGA, setelah rilis sebelumnya pada tahun 2017 dan 2021.
“Pekerjaan kami mirip dengan pengembangan karakter di film,” kata Geha. “Hasil Survei SAGA membantu kami menyusun latar belakang Bima Sakti, yang pada gilirannya memungkinkan kami menempatkan keunikan Bima Sakti ke dalam konteksnya.”
Dalam salah satu studi baru, para peneliti menyoroti 378 galaksi satelit yang diidentifikasi di 101 sistem yang lebih besar. Jumlah satelit yang dikonfirmasi per sistem berkisar antara nol hingga 13 – dibandingkan dengan empat satelit yang dapat diamati di Bima Sakti. (Bima Sakti memiliki sekitar 60 satelit yang diketahui, namun sebagian besar terlalu redup untuk dilihat oleh Survei SAGA.)
Studi ini juga menunjukkan adanya korelasi antara satelit paling masif dan jumlah total satelit dalam suatu sistem. Para peneliti menemukan bahwa sistem dengan galaksi satelit paling masif – serupa ukurannya dengan LMC, galaksi satelit terbesar yang mengorbit Bima Sakti – cenderung memiliki lebih banyak satelit secara keseluruhan.
Studi baru lainnya mengamati beberapa karakteristik 101 analog Bima Sakti dan satelitnya. Para peneliti menemukan, misalnya, bahwa galaksi satelit yang terletak lebih dekat dengan galaksi induknya lebih mungkin mengalami “padam” atau tertekannya pembentukan bintangnya. Hal ini menunjukkan bahwa faktor lingkungan membantu membentuk siklus hidup galaksi satelit kecil.
Studi baru ketiga menggunakan hasil Survei SAGA untuk menyempurnakan model teoretis pembentukan galaksi yang ada. Berdasarkan jumlah satelit yang padam di sistem mirip Bima Sakti, model ini memperkirakan galaksi-galaksi yang padam juga akan ada di lingkungan yang lebih terisolasi – sebuah prediksi yang pada tahun-tahun mendatang akan memungkinkan untuk diuji menggunakan survei spektroskopi.
Para peneliti mengatakan ketiga penelitian tersebut dapat membantu para astronom lebih memahami peran lingkaran cahaya materi gelap dalam evolusi galaksi. Lingkaran cahaya materi gelap adalah wilayah ruang angkasa yang mengandung materi gelap padat. Semua galaksi diyakini terbentuk di dalam lingkaran cahaya materi gelap, dan galaksi-galaksi yang lebih kecil dapat menjadi satelit jika mereka terjebak dalam tarikan gravitasi galaksi induk yang jauh lebih besar dan ditarik ke dalam lingkaran cahaya materi gelapnya.
Penelitian SAGA menunjukkan bahwa cara galaksi-galaksi bermassa rendah jatuh ke dalam sumur gravitasi induknya yang masif mungkin bergantung pada lebih dari sekadar massa galaksi induknya – mungkin juga melibatkan lingkungan di sekitar galaksi, misalnya.
Survei SAGA sebagian didukung oleh National Science Foundation dan Heising-Simons Foundation. SAGA menggunakan data dari lebih dari selusin survei langit publik dan swasta serta instrumen khusus untuk penelitian ini.