Proses Terbentuknya Bintang di Cluster Galaksi

Dalam beberapa tahun terakhir, astronom telah menemukan beberapa bintang baru yang lahir setiap tahun di Bima Sakti. Para ilmuwan dari MIT dan Michigan State University telah menyatukan teori yang menjelaskan bagaimana kelompok atau cluster galaksi dapat membentuk bintang.

Hasil studi ini diterbitkan dalam jurnal Nature edisi Maret 2015, merka menjelaskan ketika gas intracluster mendingin dengan cepat, mengembun, kemudian runtuh akan membentuk bintang baru. Ilmuwan menduga bahwa sesuatu seharusnya menjaga gas tetap mendingin untuk melahirkan lebih banyak bintang, dimana semua ini masih tetap menjadi misteri.

Kelahiran Bintang Di Cluster Galaksi

Menurut ilmuwan bahwa dibeberapa cluster galaksi, gas intracluster mungkin terlalu panas yang bisa saja mencapai ratusan juta derajat Celsius. Bahkan jika satu daerah mengalami beberapa pendinginan, intensitas panas disekitarnya akan tetap menjaga wilayah itu mengalami pendinginan lebih lanjut, efek ini disebut sebagai konduksi.

Menurut Michael McDonald, pada suhu super-tinggi, konduksi mendistribusikan temperatur sehingga tidak ada awan dingin yang seharusnya membentuk bintang. Inti dingin cluster galaksi, gas yang berdekatan dengan pusat galaksi mungkin cukup dingin untuk membentuk beberapa bintang. Tetapi sebagian gas yang didinginkan bisa saja masuk ke dalam pusat lubang hitam, kemudian mengeluarkan material panas yang berfungsi untuk memanaskan lingkungan, mencegah terbentuknya bintang.

Alam semesta terdapat dua kelas cluster galaksi yaitu cluster inti dingin yang cepat mendinginkan dan membentuk bintang, dan kelompok inti non-dingin yang tidak memiliki cukup waktu untuk mendinginkan. Coma cluster non-dingin, diisi dengan gas pada suhu 100 juta derajat Celsius untuk membentuk bintang-bintang, dimana gas ini harus dingin selama beberapa miliar tahun. Sebaliknya, Perseus cluster didekatnya merupakan cluster inti dingin dimana gas intracluster bersuhu juta derajat Celsius dianggap relatif ringan. Bintang baru terkadang lahir dari pendinginan gas di Perseus meskipun tidak yang diprediksikan.

Jumlah bahan bakar untuk pembentukan bintang melebihi 10 kali jumlah bintang, sehingga cluster galaksi ini dianggap kaya bintang. Proses pembentukan bintang membutuhkan beberapa mekanisme untuk mencegah pendinginan gas, alam semesta akan memiliki bintang 10 kali lebih banyak dari yang pernah ditemukan sebelumnya.

Cluster dihitung berdasarkan perilaku gas intracluster, radius galaksi cluster, massa, kepadatan, dan suhu. Ilmuwan mengungkapkan bahwa ada ambang batas temperatur kritis dibawah nilai ini dimana pendinginan gas dipercepat secara signifikan, sehingga menyebabkan gas mendingin cukup cepat untuk membentuk bintang.

Menurut teori cluster, dua mekanisme berbeda berfungsi mengatur pembentukan bintang, tergantung pada cluster galaksi yang berada diatas atau dibawah niai suhu ambang batas. Cluster yang signifikan diatas ambang batas, konduksi menempatkan peredam pada pembentukan bintang. Yaitu disekitar gas panas yang menguasai setiap wilayah gas dingin yang dapat membentuk dan menjaga segala sesuatu di cluster pada suhu tinggi.

Cluster panas terjebak dalam keadaan panas dan tidak akan pernah terbentuk bintang. Setelah memasuki kebagian suhu sangat tinggi, pendinginan menjadi tidak efisien dan terjebak panas selamanya. Sementara gas bersuhu mendekati batas bawah jauh lebih mudah dingin untuk membentuk bintang. Dalam Cluster ini, umpan balik presipitasi-driven mulai mengatur pembentukan bintang. Sementara gas pendingin dengan cepat mengembun menjadi tetesan awan yang dapat membentuk bintang.

Tetesan awan bisa saja masuk kedalam pusat lubang hitam, dimana lubang hitam dapat memancarkan jet panas kembali ke cluster. Jet panas memanaskan gas disekitarnya untuk mencegah pembentukan bintang. Para ilmuwan membandingkan kerangka teoretis untuk mengamati cluster galaksi yang jauh dan menemukan bahwa teori ini sesuai dengan perbedaan yang diamati antara cluster.

Imuwan membandingkan kerangka teoritis mereka dengan gas disetiap gugus galaksi yang dikenal mengalami pendinginan. Cluster ini dibagi menjadi dua populasi yaitu cluster pendinginan sangat lambat dan cluster pendinginan cepat. Dengan menggunakan kerangka teoritis, ilmuwan dapat memprediksi evolusi cluster galaksi dan bintang-bintang yang dilahirkan. Mereka berharap menganilisis lebih dalam teori ini untuk melihat apakah mekanisme yang mengatur pembentukan bintang di cluster juga berlaku untuk galaksi tunggal.