S5-HVS1, Bintang Ultracepat Yang Sedang Meninggalkan Bima Sakti

Sebuah bintang ultracepat dilontarkan oleh lubang hitam supermasif di pusat Bima Sakti, ditemukan melesat dengan kecepatan 6 juta km/jam!

Bintang itu adalah S5-HVS1, bintang yang diketegorikan sebagai bintang berkecepatan hiper yang biasanya bergerak dengan kecepatan lebih dari 500 km/detik!

Ketika melakukan pengamatan, para astronom juga melakukan pengamatan kecepatan bintang saat bergerak mengitari pusat galaksi. Informasi kecepatan bintang ini penting karena para astronom dapat mengetahui kapan dan di mana bintang terbentuk, serta informasi tentang struktur galaksi. Dengan demikian, mereka bisa menelusuri sejarah bintang dan merekonstruksi kembali kondisi bintang sebelum melesat dengan kecepatan tinggi.

Bintang Kecepatan Hiper

Ilustrasi bintang yang dilontarkan oleh lubang hitam supermasif. Kredit: James Josephides (Swinburne Astronomy Productions)
Ilustrasi bintang yang dilontarkan oleh lubang hitam supermasif. Kredit: James Josephides (Swinburne Astronomy Productions)

Bintang-bintang dengan kecepatan tinggi biasanya bergerak dengan kecepatan lebih besar dari 65 – 100 km/detik relatif terhadap kecepatan rerata bintang-bintang di lingkungan Matahari.

Matahari bergerak mengelilingi pusat Bima Sakti. Kecepatannya 239 km/detik!

Ternyata, masih ada bintang yang bergerak lebih cepat lagi. Bintang-bintang ini dijuluki bintang kecepatan hiper yang mengarungi ruang antar bintang dengan kecepatan 1000 km/detik. Kecepatannya bahkan melebihi kecepatan lepas galaksi. Jadi, tidak mengherankan jika bintang berkecepatan hiper pada akhirnya meninggalkan galaksi asalnya.

Keberadaan bintang hiper sudah diprediksi sejak tahun 1988, tapi baru ditemukan pada tahun 2005. Bintang-bintang berkecepatan tinggi ini diduga berada di dekat pusat Bima Sakti dan memang terbentuk di wilayah tersebut.

Yang masih jadi misteri adalah cara supaya bintang bergerak sangat cepat. Ada beberapa cara supaya bintang bisa memperoleh kecepatan tinggi, dan sebagian besar melibatkan bintang yang awalnya merupakan bagian dari bintang ganda.

Pada awalnya, sepasang bintang dalam sistem bintang ganda bergerak saling mengitari satu sama lainnya. Akan tetapi, ada gangguan yang menyebabkan bintang terlempar dari sistem. Gangguan yang sedemikian kuat diduga berasal dari lubang hitam supermasif yang ada di pusat galaksi. Untuk Bima Sakti, tersangka utamanya adalah Sgr A* (Bintang Sagittarius A).

Ketika pasangan bintang ganda terlalu dekat dengan Sgr A*, gravitasi lubang hitam supermasif yang luar biasa kuat menyebabkan orbit pasangan bintang ganda jadi kacau. Bagaimana tidak? Pasangan bintang ganda yang sedang berinteraksi ini massanya hanya beberapa kali massa Matahari. Sementara itu, Sgr A* justru massanya sangat besar lebih dari 4 juta massa Matahari. Akibatnya, salah satu bintang (yang massanya lebih rendah) justru terlontar keluar dengan kecepatan tinggi.

Ketika bintang-bintang berkecepatan tinggi ini ditemukan, para astronom bisa menelusuri kembali lintasan orbit bintang ke lokasi asalnya.

Bintang S5-HVS1

S5-HVS1, bintang berkecepatan hiper ini ditemukan tanpa sengaja. Ceritanya, para astronom sedang melakukan survei atau pantauan bintang-bintang di langit selatan untuk mencari aliran bintang. Aliran bintang yang dimaksud adalah bintang yang tersisa setelah Bima Sakti melahap galaksi jecil atau menceraiberaikan gugus bintang. Pada umumnya bintang-bintang ini bisa dikenali dari kecepatannya yang hampir sama.

Saat melakukan analisis data bintang inilah mereka menemukan bintang S5-HVS1 yang sedang melesat menjauh dari pusat galaksi dengan kecepatan 1755 km/detik terhadap kecepatan gerak Matahari. Artinya dalam satu jam, S5-HVS1 bergerak dengan kecepatan 6,3 juta km/jam!

S5-HVS1 ternyata cukup terang untuk bisa dilihat satelit Gaia yang bertugas untuk mengukur posisi, kecepatan, dan jarak bintang. Gabungan data pengamatan Teleskop Anglo-Australian 3,9 meter yang diambil para astronom yang dipimpin Sergey Koposov dari Carnegie Mellon University dan data Gaia memperlihatkan arah perjalanan S5-HVS1 sehingga kecepatan sebenarnya bisa ditentukan. Penemuan ini merupakan bagian dari program Southern Stellar Stream Spectroscopic Survey (S5).

S5-HVS1 bergerak 10 kali lebih cepat dibanding bintang lainnya di Bima Sakti.

Tak hanya itu. S5-HVS1 yang bergerak dengan kecepatan 1755 km/detik ini jauh lebih tinggi dibanding kecepatan lepas di sekitar Matahari yang hanya 550 km/detik. Itu artinya, gravitasi Bima Sakti tidak akan dapat menahan S5-HVS1 untuk tetap berada di galaksi ini. Saat ini, bintang S5-HVS1 sedang melesat meninggalkan Bima Sakti untuk selamanya.

Masa Lalu dan Masa Depan S5-HVS1

Lokasi dan arah bintang S5-HVS1 dengan latar Bima Sakti. Kredit: Sergey Koposov
Lokasi dan arah bintang S5-HVS1 dengan latar Bima Sakti. Kredit: Sergey Koposov

Hasil penelusuran lintasan orbit bintang memperlihatkan kalau S5-HVS1 datang dari pusat Bima Sakti. Dari kecepatannya yang luar biasa cepat, S5-HVS1 menjadi bukti bintang yang dilontarkan ke luar Bima Sakti oleh Sgr A*.

Bintang S5-HVS1 adalah bintang tipe A yang lebih panas dan 2 kali lebih masif dari Matahari. Bintang ini termasuk masih muda yakni 500 juta tahun. Saat ditemukan, bintang S5-HVS1 sedang berada pada jarak 28 ribu tahun cahaya dari Bumi. Untuk skala galaksi, jarak ini termasuk dekat.

Dari kecepatannya, S5-HVS1 terlontar dari pusat Bima Sakti sekitar 5 juta tahun lalu dengan kecepatan awal lebih dari 8000 km/detik. Kecepatan ini hampir 3% dari kecepatan cahaya!

Bintang S5-HVS1 terlontar dengan kecepatan sedemikian tinggi karena dominasi gravitasi Sgr A* saat bintang berada beberapa tahun cahaya dari pusat Bima Sakti. Dalam pengamatan, para astronom juga menemukan bintang-bintang yang relatif masih muda mengorbit dekat pusat galaksi. Di antaranya ada bintang-bintang yang gerakannya tampak dipengaruhi oleh Sgr A*, dan membentuk struktur piringan di sekeliling lubang hitam. Diduga, bintang S5-HVS1 awalnya berada di area ini.

Sementara itu, bintang pasangan S5-HVS1 justru mengalami nasib berbeda. Bintang yang massanya lebih besar ini justru ditarik dan dicabik-cabik oleh gravitasi Sgr A* yang menyebabkan terjadinya ledakan energi yang dahsyat.

Itu hasil penelusuran masa lalu bintang S5-HVS1. Masa depan bintang ini juga tak kalah menarik.

Sebagai bintang tipe A yang masa hidupnya satu miliar tahun, bintang S5-HVS1 sudah menjalani setengah masa hidupnya. Di masa depan, S5-HVS1 akan berevolusi menjadi bintang raksasa merah, dan melontarkan lapisan terluarnya untuk membentuk nebula planetaru. Akan tetapi, melesat dengan kecepatan yang sedemikian tinggi di ruang antar bintang, S5-HVS1justru akan menabrak gas tipis di antara galaksi dengan sangat keras. Akibatnya, gas yang dilontarkan tidak akan membentuk selubung seperti nebula planetari pada umumnya, melainkan tertinggal di belakang.

Di akhir hidupnya, S5-HVS1 akan menjadi bintang katai putih kecil panas yang mengembara melintasi ruang antar galaksi. Ketika ini terjadi, S5-HVS1 sudah mengarungi alam semesta sejauh 6 juta tahun cahaya dan telah meninggalkan Grup Lokal Galaksi.

Ditulis oleh

Avivah Yamani

Avivah Yamani

Tukang cerita astronomi keliling a.k.a komunikator astronomi yang dulu pernah sibuk menguji kestabilan planet-planet di bintang lain. Sehari-hari menuangkan kisah alam semesta lewat tulisan dan audio sambil bermain game dan sesekali menulis makalah ilmiah terkait astronomi & komunikasi sains.

Avivah juga bekerja sebagai Project Director 365 Days Of Astronomy di Planetary Science Institute dan dipercaya IAU sebagai IAU OAO National Outreach Coordinator untuk Indonesia.

Tulis komentar dan diskusi...