HELSINKI, Finlandia — Selama beberapa dekade, para astronom dengan yakin meramalkan bahwa galaksi Bima Sakti kita akan bertabrakan dengan tetangga besar terdekatnya, galaksi Andromeda. Tabrakan kosmik ini, yang diperkirakan akan terjadi dalam waktu sekitar lima miliar tahun, telah diterima secara luas sebagai peristiwa yang tak terelakkan di masa depan galaksi kita. Namun, sebuah studi baru menantang keyakinan yang telah lama dipegang ini, yang menunjukkan bahwa nasib Bima Sakti jauh lebih tidak pasti daripada yang diperkirakan sebelumnya.
Dipimpin oleh Till Sawala dari Universitas Helsinki, tim peneliti internasional menemukan bahwa hanya ada sekitar 50% kemungkinan Bima Sakti dan Andromeda akan benar-benar bertabrakan dalam 10 miliar tahun mendatang. Kesimpulan yang mengejutkan ini berasal dari analisis menyeluruh terhadap data observasi terkini dan simulasi komputer canggih tentang dinamika galaksi. Sederhananya, semua yang diketahui manusia tentang ruang angkasa dan cara galaksi bergerak menunjukkan bahwa kemungkinan galaksi kita bertabrakan dengan tetangga terdekat kita tidak lebih baik dari lemparan koin.
Pekerjaan tim difokuskan pada empat pemain kunci di lingkungan kosmik lokal kita: Bima Sakti, Andromeda (juga dikenal sebagai M31), galaksi Triangulum (M33), dan Awan Magellan Besar (LMC). Dengan menggabungkan pengukuran terkini dari posisi, kecepatan, dan massa galaksi-galaksi ini, para peneliti menciptakan model yang lebih akurat tentang bagaimana benda-benda angkasa ini dapat berinteraksi selama miliaran tahun.
Salah satu temuan paling penting adalah peran penting yang dimainkan oleh LMC, galaksi satelit Bima Sakti. Meskipun jauh lebih kecil daripada Bima Sakti atau Andromeda, pengaruh gravitasi LMC cukup besar untuk berpotensi mengubah arah gerak galaksi kita dengan Andromeda. Para peneliti menemukan bahwa memasukkan LMC dalam perhitungan mereka sebenarnya mengurangi kemungkinan penggabungan Bima Sakti-Andromeda.
Untuk memahami mengapa hal ini begitu penting, bayangkan permainan biliar kosmik. Sebelumnya, para ilmuwan terutama berfokus pada dua bola terbesar – Bima Sakti dan Andromeda. Namun, penelitian baru ini menunjukkan bahwa bola yang lebih kecil seperti LMC dapat memiliki dampak signifikan pada lintasan bola yang lebih besar, yang berpotensi mencegahnya bertabrakan.
Studi yang dipublikasikan secara daring sebagai pracetak di arXiv ini juga menyoroti pentingnya pengukuran yang tepat dalam astronomi. Berkat teleskop luar angkasa canggih seperti Gaia dan Hubble, kini kita memiliki data yang jauh lebih akurat tentang gerakan galaksi di lingkungan kosmik kita. Akan tetapi, bahkan ketidakpastian kecil dalam pengukuran ini dapat menghasilkan hasil yang sangat berbeda jika diproyeksikan selama miliaran tahun.
Misalnya, tim menemukan bahwa sedikit variasi dalam gerak Andromeda yang sebenarnya – pergerakannya melintasi langit seperti yang terlihat dari Bumi – dapat mengakibatkan berbagai skenario mulai dari tabrakan yang hampir pasti hingga hampir tidak ada peluang penggabungan sama sekali. Hal ini menggarisbawahi tantangan dalam membuat prediksi jangka panjang dalam sistem yang kompleks seperti Grup Lokal galaksi kita.
Temuan ini jauh melampaui nasib galaksi kita. Temuan ini menantang pemahaman kita tentang evolusi galaksi dan proses yang membentuk alam semesta dalam skala terbesar. Jika Bima Sakti dan Andromeda tidak bergabung seperti yang diharapkan, itu bisa berarti bahwa galaksi elips besar – yang sering dianggap sebagai hasil dari tabrakan langsung tersebut – mungkin terbentuk melalui mekanisme lain lebih sering daripada yang diperkirakan para astronom.
Penelitian ini juga menyoroti sifat kemajuan ilmiah yang bertahap. Seiring dengan peningkatan alat dan metode kita, kita dapat menyempurnakan pemahaman kita tentang alam semesta, terkadang dalam prosesnya kita dapat menjungkirbalikkan keyakinan yang telah lama dipegang. Studi ini tidak secara definitif mengesampingkan kemungkinan tabrakan di masa depan antara Bima Sakti dan Andromeda, tetapi menunjukkan bahwa peristiwa semacam itu masih jauh dari pasti.
Pada akhirnya, apakah galaksi kita akan bergabung dengan Andromeda atau melanjutkan perjalanannya sendiri melalui ruang angkasa, satu hal yang jelas: langit malam miliaran tahun dari sekarang akan terlihat sangat berbeda dari apa yang kita lihat sekarang. Dan meskipun kita tidak akan ada untuk menyaksikannya, penelitian seperti ini memungkinkan kita untuk mengintip kemungkinan masa depan rumah kosmik kita, mengingatkan kita akan tempat kita di alam semesta yang luas dan terus berubah.
Ringkasan Makalah
Metodologi
Para peneliti menggunakan teknik yang disebut simulasi Monte Carlo untuk memperhitungkan ketidakpastian dalam data mereka. Mereka memulai dengan pengukuran terbaik yang tersedia mengenai posisi, kecepatan, dan massa Bima Sakti, Andromeda, M33, dan LMC. Untuk setiap parameter ini, mereka membuat serangkaian nilai yang mungkin berdasarkan ketidakpastian pengukuran.
Mereka kemudian menjalankan ribuan simulasi, setiap kali memilih nilai secara acak dari rentang tersebut. Hal ini memungkinkan mereka untuk melihat seberapa sering hasil yang berbeda (seperti penggabungan galaksi) terjadi di banyak skenario yang mungkin. Tim tersebut juga menggunakan model matematika untuk mensimulasikan bagaimana gaya gravitasi galaksi saling memengaruhi dari waktu ke waktu, termasuk efek gesekan dinamis, yang menyebabkan benda-benda yang mengorbit kehilangan energi dan berpotensi bergabung.
Hasil Utama
Temuan utama adalah bahwa dalam simulasi mereka, Bima Sakti dan Andromeda bergabung dalam kurun waktu 10 miliar tahun hanya dalam sekitar 54% kasus. Angka ini jauh lebih rendah daripada perkiraan sebelumnya, yang menunjukkan kemungkinan tabrakan yang hampir pasti. Para peneliti menemukan bahwa memasukkan LMC dalam perhitungan mereka mengurangi kemungkinan penggabungan sementara memasukkan M33 sedikit meningkatkannya. Mereka juga menemukan bahwa perubahan kecil dalam kondisi awal, khususnya dalam gerak Andromeda, dapat menghasilkan hasil yang sangat berbeda.
Keterbatasan Studi
Pertama, penelitian ini bergantung pada pengukuran terkini, yang meskipun merupakan pengukuran paling akurat yang tersedia, masih mengandung ketidakpastian. Ketidakpastian ini bertambah selama miliaran tahun simulasi.
Kedua, model tersebut menyederhanakan galaksi sebagai objek bulat sederhana, mengabaikan struktur internal kompleks yang dapat memengaruhi interaksinya. Terakhir, penelitian tersebut tidak memperhitungkan potensi pengaruh galaksi lain yang lebih jauh atau perluasan alam semesta secara keseluruhan, yang dapat memengaruhi evolusi jangka panjang Grup Lokal.
Diskusi & Kesimpulan
Penelitian ini menantang kepercayaan lama bahwa tabrakan Bima Sakti-Andromeda tak terelakkan. Penelitian ini menunjukkan pentingnya mempertimbangkan semua benda utama dalam sistem galaksi, bukan hanya yang terbesar. Penelitian ini juga menyoroti bagaimana peningkatan data observasi dapat menyebabkan perubahan signifikan dalam pemahaman kita tentang proses kosmik. Untuk bidang astronomi yang lebih luas, penelitian ini menunjukkan bahwa kita mungkin perlu mempertimbangkan kembali model evolusi galaksi, khususnya yang sangat bergantung pada penggabungan besar untuk menjelaskan pembentukan galaksi elips besar.
Pendanaan & Pengungkapan
Penelitian ini didukung oleh hibah dari Dewan Riset Finlandia, Dewan Riset Eropa, dan Dewan Fasilitas Sains dan Teknologi. Para penulis menyatakan tidak ada konflik kepentingan. Penelitian ini menggunakan fasilitas yang disediakan oleh CSC – IT Centre for Science di Finlandia dan fasilitas DiRAC di Universitas Durham di Inggris.