Science, ElrolumNews — Galaksi Andromeda tampak tenang ketika dilihat dari Bumi. Dengan mata telanjang, ia hanya terlihat sebagai noda cahaya samar di langit malam.
Namun, di balik penampilannya yang damai, galaksi tetangga Bima Sakti itu ternyata penuh aktivitas.
Sebuah penelitian terbaru berhasil mengidentifikasi 118 gelembung raksasa yang mengembang di seluruh cakram Galaksi Andromeda. Struktur tersebut terbentuk di dalam gas hidrogen dan diyakini berkaitan erat dengan ledakan supernova serta aktivitas bintang-bintang masif.
Lebih penting lagi, perhitungan energi menunjukkan bahwa energi yang disuntikkan oleh kelompok supernova ke lingkungan galaksi memiliki besaran dan pola ruang yang sangat mirip dengan energi yang hilang dari turbulensi gas.
Temuan ini memberikan bukti kuantitatif bahwa supernova yang terjadi secara berkelompok dapat mempertahankan turbulensi dalam skala galaksi.
Andromeda bukan galaksi yang benar-benar tenang
Galaksi bukan sekadar kumpulan bintang yang mengorbit pusatnya.
Di antara bintang-bintang terdapat gas, debu, medan magnet, radiasi, dan berbagai bentuk energi yang terus berinteraksi.
Salah satu komponennya adalah hidrogen atom netral, yang menjadi bahan penting dalam pembentukan bintang.
Gas ini tidak selalu bergerak dengan tenang.
Ia dapat mengalami turbulensi—gerakan tidak beraturan dengan berbagai ukuran dan kecepatan.
Turbulensi tersebut berperan dalam membentuk struktur gas, memengaruhi pembentukan bintang, dan pada akhirnya ikut menentukan bagaimana sebuah galaksi berevolusi.
Tetapi selama bertahun-tahun, astronom masih menghadapi pertanyaan penting:
Dari mana energi yang mempertahankan turbulensi tersebut berasal?
Supernova telah lama menjadi salah satu kandidat utama.
Penelitian terbaru di Andromeda kini memberikan bukti pengamatan yang jauh lebih kuat.
118 “gelembung” tersembunyi di gas Andromeda
Tim peneliti menggunakan dua teleskop radio untuk memetakan hidrogen atom di seluruh cakram Andromeda, yang juga dikenal sebagai M31.
Instrumen tersebut adalah Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope (FAST) di China dan Jansky Very Large Array (JVLA) di Amerika Serikat.
Kombinasi kedua fasilitas tersebut memungkinkan para peneliti mendapatkan gambaran yang lebih lengkap mengenai distribusi dan pergerakan gas hidrogen di Andromeda.
Dari data tersebut, mereka mengidentifikasi 118 superbubble.
Superbubble merupakan rongga atau cangkang gas berukuran sangat besar yang mengembang akibat injeksi energi dari bintang-bintang masif, terutama melalui angin bintang dan ledakan supernova.
Struktur ini bukan gelembung kosong seperti yang mungkin dibayangkan.
Ia merupakan bagian dari medium antarbintang yang telah terdorong dan dibentuk oleh energi luar biasa dari proses pembentukan serta kematian bintang.
Ukurannya bisa membentang sangat jauh
Beberapa superbubble dapat mencapai ukuran yang sangat besar dalam skala astronomi.
Dalam penelitian ini, para peneliti menemukan superbubble dengan usia dinamis hingga sekitar 40 juta tahun.
Usia tersebut penting.
Jika struktur-struktur itu hanya merupakan akibat fenomena lain, misalnya gerakan galaksi atau efek mekanis biasa pada cakram galaksi, karakteristik ekspansinya akan berbeda.
Namun pengukuran kecepatan ekspansi menunjukkan bahwa superbubble tersebut bergerak terlalu cepat untuk dijelaskan hanya oleh galactic shear, yaitu perbedaan kecepatan rotasi pada bagian-bagian galaksi yang berbeda.
Hal ini memperkuat kaitannya dengan aktivitas bintang dan supernova.
Supernova: kematian bintang yang menggerakkan galaksi
Supernova adalah salah satu ledakan paling energik yang dikenal dalam astrofisika.
Ketika bintang masif mengakhiri hidupnya dalam supernova, sejumlah besar energi dan material dilepaskan ke ruang antarbintang.
Jika beberapa bintang masif lahir dalam satu kelompok, mereka tidak harus meledak pada waktu yang sama.
Ledakan dapat berlangsung selama jutaan tahun ketika bintang-bintang tersebut mencapai akhir hidupnya.
Energi dari rangkaian ledakan tersebut dapat menciptakan rongga besar pada gas di sekitarnya.
Itulah salah satu mekanisme yang dapat menghasilkan superbubble.
Namun pertanyaan yang lebih besar adalah apakah energi dari supernova cukup besar untuk menjelaskan turbulensi yang terlihat di seluruh galaksi.
Penelitian Andromeda memberikan jawaban yang semakin kuat.
Energinya cocok dengan energi turbulensi
Para peneliti menghitung laju energi kinetik yang disuntikkan supernova ke gas melalui superbubble.
Hasilnya berada pada kisaran sekitar 10⁴⁹ hingga 10⁵¹·⁵ erg per kiloparsec kubik per juta tahun.
Angka tersebut sangat besar dalam skala manusia, tetapi yang lebih penting bagi astronom bukan sekadar besarnya.
Energi tersebut ternyata memiliki kesesuaian dengan laju disipasi turbulensi yang dihitung secara independen dari data yang sama.
Bahkan distribusinya di dalam galaksi juga menunjukkan pola yang serupa.
Dengan kata lain, lokasi di mana supernova diperkirakan memasukkan energi ke gas juga berkaitan dengan lokasi di mana energi turbulen sedang hilang.
Kesesuaian dalam besaran dan distribusi ruang itulah yang membuat temuan ini penting.
Mengapa gas galaksi harus terus “diaduk”?
Turbulensi bukan sekadar kekacauan.
Dalam galaksi, turbulensi memiliki konsekuensi fisik yang penting.
Gas yang turbulen dapat mengalami pemampatan dan pembentukan struktur dengan berbagai ukuran.
Pada kondisi tertentu, bagian gas yang cukup padat dapat mengalami keruntuhan gravitasi dan menjadi tempat lahirnya bintang baru.
Dengan demikian, aktivitas supernova dari generasi bintang sebelumnya dapat memengaruhi lingkungan tempat generasi bintang berikutnya terbentuk.
Ada semacam siklus kosmik:
bintang lahir → bintang masif berevolusi → supernova terjadi → energi masuk ke gas → gas menjadi turbulen → struktur gas terbentuk → sebagian gas kembali menjadi tempat lahir bintang.
Siklus tersebut membantu menjelaskan bagaimana galaksi mempertahankan dinamika internalnya selama waktu yang sangat panjang.
Andromeda menjadi laboratorium kosmik
Andromeda merupakan salah satu galaksi spiral besar yang paling dekat dengan Bima Sakti.
Jaraknya yang relatif dekat membuat astronom dapat mempelajari strukturnya dengan jauh lebih detail dibandingkan banyak galaksi lain yang berada jauh di luar lingkungan kosmik kita.
Dengan memetakan hidrogen atom di seluruh cakramnya, peneliti dapat melihat bukan hanya lokasi gas, tetapi juga pola gerakannya.
Dalam penelitian ini, hal tersebut memungkinkan mereka membangun semacam peta energi galaksi.
Sebanyak 118 superbubble menjadi titik-titik penting dalam peta tersebut.
Masing-masing memberikan informasi mengenai ukuran, kecepatan ekspansi, usia dinamis, dan energi yang berkaitan dengan proses pembentukannya.
FAST dan JVLA bekerja dari dua benua
Penelitian ini juga menunjukkan bagaimana astronomi modern semakin bergantung pada kolaborasi antar-fasilitas observasi.
FAST merupakan teleskop radio dengan diameter 500 meter yang berada di China.
Sementara JVLA adalah susunan teleskop radio di Amerika Serikat yang terdiri atas banyak antena yang bekerja bersama untuk menghasilkan pengamatan beresolusi tinggi.
Masing-masing memiliki kemampuan yang berbeda.
Ketika datanya digabungkan, peneliti memperoleh gambaran yang lebih lengkap tentang distribusi hidrogen netral di Andromeda.
Hasilnya kemudian memungkinkan tim mengidentifikasi struktur yang sebelumnya sulit dipetakan secara menyeluruh.
Bukan berarti semua turbulensi galaksi berasal dari supernova
Ada satu hal penting yang harus diperhatikan.
Penelitian ini menunjukkan bahwa supernova berkelompok cukup untuk mempertahankan turbulensi skala galaksi di Andromeda berdasarkan hasil pengamatan tersebut.
Itu tidak berarti setiap bentuk turbulensi di setiap galaksi pasti disebabkan oleh supernova.
Galaksi merupakan sistem yang kompleks.
Ada gravitasi, rotasi diferensial, medan magnet, aliran gas, interaksi antargalaksi, dan berbagai mekanisme lain yang dapat memengaruhi pergerakan gas.
Para peneliti sendiri membandingkan kontribusi supernova dengan mekanisme lain dalam analisisnya.
Kesimpulan utama penelitian adalah bahwa energi dari supernova dapat mencukupi kebutuhan energi turbulensi yang diamati di M31, baik dari segi besaran maupun distribusi spasial.
Ledakan bintang ternyata membentuk lingkungan galaksi
Temuan ini membawa kita pada gambaran yang lebih besar.
Supernova sering dianggap sebagai akhir kehidupan sebuah bintang.
Namun dari perspektif galaksi, supernova bukan sekadar akhir.
Ledakan tersebut mengembalikan material ke ruang antarbintang, menyebarkan unsur-unsur berat, memasukkan energi ke lingkungan, dan mengubah struktur gas di sekitarnya.
Dalam proses yang berlangsung selama jutaan hingga miliaran tahun, kematian satu generasi bintang dapat memengaruhi kelahiran generasi berikutnya.
Dengan kata lain, kehidupan dan kematian bintang bukan peristiwa yang berdiri sendiri.
Keduanya merupakan bagian dari mesin besar yang mengatur evolusi galaksi.
Andromeda membantu kita memahami Bima Sakti
Andromeda bukan hanya tetangga kosmik.
Ia juga menjadi salah satu jendela terbaik untuk memahami bagaimana galaksi spiral bekerja.
Bima Sakti memiliki struktur dan proses internal yang kompleks, tetapi kita berada di dalamnya. Karena itu, melihat keseluruhan cakram Bima Sakti dari luar hampir tidak mungkin.
Andromeda memberikan kesempatan berbeda.
Astronom dapat melihat keseluruhan struktur galaksi dari luar sekaligus mempelajari detail gas, bintang, dan wilayah pembentukan bintangnya.
Jika mekanisme yang ditemukan di Andromeda juga berlaku secara luas pada galaksi spiral lain, temuan tersebut dapat membantu menjelaskan bagaimana turbulensi mempertahankan struktur cakram galaksi dalam jangka panjang.
Alam semesta ternyata tidak pernah benar-benar diam
Dari jarak sekitar 2,5 juta tahun cahaya, Andromeda terlihat seperti cahaya samar.
Tetapi penelitian terbaru menunjukkan bahwa di balik cahaya itu terdapat dunia yang terus bergerak.
Bintang lahir.
Bintang mati.
Supernova meledak.
Gas terdorong.
Gelembung raksasa mengembang.
Energi berpindah dari satu skala ke skala lain.
Dan seluruh proses tersebut ikut menentukan bagaimana sebuah galaksi berubah selama jutaan bahkan miliaran tahun.
Sebanyak 118 superbubble yang ditemukan di Andromeda menjadi bukti bahwa sesuatu yang tampak kecil dari kejauhan—ledakan bintang—dapat memengaruhi perilaku gas pada skala galaksi.
Kematian sebuah bintang, ternyata, bisa ikut menentukan kehidupan sebuah galaksi.
Sumber :
Nature Astronomy — Fanyi Meng dkk., Supernova origin of galactic turbulence revealed by superbubbles, diterbitkan 17 September 2026.
Tsinghua University, Department of Astronomy — penjelasan penelitian gabungan FAST dan JVLA mengenai 118 superbubble di Andromeda.
arXiv — versi pra-publikasi penelitian Supernova origin of galactic turbulence revealed by superbubbles.
