[비즈한국] Apa yang akan terjadi di alam semesta di masa depan? Tentu saja, astronom bukanlah seorang peramal. Namun, kita bisa berbicara tentang apa yang akan terjadi di masa depan dengan keyakinan bahwa hukum fisika yang kita pahami saat ini akan tetap bekerja dengan cara yang sama, baik di masa lalu, masa kini, maupun masa depan yang jauh. Sebagai contoh, sekitar 4 hingga 5 miliar tahun dari sekarang, Matahari kita pada akhirnya akan membengkak, berhenti berevolusi, dan menghilang dengan menyisakan nebula planet. Setiap kali kita berbicara tentang peristiwa masa depan di alam semesta, ada satu prediksi yang selalu muncul: Bima Sakti akan bertabrakan dengan galaksi tetangga kita, Andromeda, dan bergabung menjadi satu galaksi raksasa.
Pada tahun 2008, para astronom merekonstruksi proses tarik-menarik gravitasi antara Bima Sakti dan Andromeda menggunakan simulasi yang terdiri dari 1,3 juta partikel. Hasilnya, kedua galaksi tersebut akan menyatu menjadi satu galaksi elips raksasa setelah sekitar 5 miliar tahun. Hasil ini dengan cepat diterima oleh komunitas astronomi, dan gagasan bahwa Bima Sakti akan bertabrakan dengan Andromeda kini dianggap sebagai fakta yang hampir pasti.
Namun, berdasarkan hasil observasi yang baru saja diperbarui, muncul kemungkinan mengejutkan bahwa masa depan Bima Sakti bisa jadi berjalan dengan cara yang sama sekali berbeda. Singkatnya, Bima Sakti mungkin saja tidak akan bertabrakan dengan Andromeda!
Fakta bahwa galaksi Andromeda bergerak cepat menuju Bima Sakti sudah diketahui sejak lama melalui observasi spektrum oleh astronom Vesto Slipher. Saat itu, Slipher menemukan bahwa spektrum galaksi Andromeda bergeser ke arah panjang gelombang yang sangat pendek. Ini berarti kedua galaksi saling mendekat dengan kecepatan tinggi hampir 110 km/s, yang menunjukkan bahwa keduanya saling menarik satu sama lain karena gravitasi.
Sejak saat itu, banyak simulasi yang dilakukan hingga baru-baru ini mendukung prediksi bahwa Bima Sakti dan Andromeda akan bergabung menjadi satu. Para astronom yang tidak sabar bahkan telah memberikan nama yang cukup menarik untuk galaksi gabungan yang baru akan terbentuk 5 hingga 7 miliar tahun kemudian tersebut, yaitu 'Milkomeda' (gabungan dari Milky Way dan Andromeda).
Karena skenario ini dianggap wajar di banyak tempat, prediksi tersebut terasa sangat alami. Namun, sebenarnya memprediksi nasib akhir dari Bima Sakti dan Andromeda cukup sulit.
Pertama, yang mengejutkan adalah para astronom masih belum mengetahui massa pasti dari Bima Sakti dan Andromeda. Untuk mengukur massa galaksi secara akurat, kita tidak hanya harus menghitung bintang-bintang yang bersinar terang, tetapi juga materi gelap yang mengisi ruang antar bintang. Tentu saja, materi gelap tidak bisa dilihat secara langsung. Sebagai gantinya, kita bisa menentukan kekuatan gravitasi galaksi—yang berarti massanya—melalui pergerakan bintang-bintang yang terperangkap dalam orbitnya.
Karena kita tinggal di dalam Bima Sakti, mungkin terdengar mudah untuk mengukur massanya, tetapi kenyataannya tidak sama sekali. Bahkan ada aspek yang lebih sulit. Sangat sulit untuk membedakan satu per satu bintang di dalam Bima Sakti yang dipenuhi dengan kepadatan bintang dan awan gas yang sangat tinggi. Hingga saat ini, estimasi massa Bima Sakti oleh para astronom masih bervariasi hingga dua kali lipat.
Begitu pula dengan mengukur massa galaksi Andromeda, itu bukanlah hal yang mudah. Jarak ke galaksi Andromeda adalah sekitar 2,5 juta tahun cahaya. Jarak yang sangat ambigu, bisa dianggap jauh namun juga dekat. Meskipun kita bisa membedakan satelit galaksi atau gugus bola di sekitar Andromeda, melihat bintang secara individual tetap menjadi masalah yang rumit. Memalukan untuk diakui, para astronom masih belum yakin galaksi mana yang lebih berat, Bima Sakti atau Andromeda.
Alasan kedua mengapa sulit menjawab pertanyaan apakah galaksi Milkomeda akan terbentuk adalah keberadaan banyak galaksi satelit yang mengorbit di sekitar masing-masing galaksi utama. Meskipun massa galaksi satelit hanya 1/100 hingga 1/1000 dari galaksi pusat yang besar, jumlahnya yang banyak tidak bisa diabaikan. Selain itu, galaksi satelit hanya berjarak puluhan ribu hingga ratusan ribu tahun cahaya. Efek gravitasi akan berkurang dengan cepat seiring bertambahnya jarak. Oleh karena itu, efek dari galaksi satelit yang berada relatif dekat tidak kalah signifikan dibandingkan dengan galaksi Andromeda yang berada jauh di 2,5 juta tahun cahaya.
Hingga saat ini, sekitar 60 galaksi satelit telah diamati dan dikonfirmasi keberadaannya di sekitar Bima Sakti. Namun, para astronom memperkirakan ada jauh lebih banyak galaksi satelit—mulai dari 100 hingga 500—yang masih tersembunyi dan belum ditemukan. Galaksi-galaksi satelit ini tentu saja mempengaruhi orbit Bima Sakti dan Andromeda. Jadi, jika kita tidak mempertimbangkan semuanya, prediksi tentang masa depan Bima Sakti tidak akan pernah sempurna.
Saat ini, wahana antariksa Gaia melacak pergerakan bintang tidak hanya di dalam Bima Sakti, tetapi juga di galaksi satelit terdekat, termasuk Awan Magellan. Berkat peran aktif Gaia yang bertujuan memetakan distribusi 3D dan pergerakan akurat ratusan juta bintang di sekitar kita, kita kini dapat memprediksi masa depan bintang-bintang di sekitar kita dengan lebih presisi dibanding sebelumnya. Baru-baru ini, para astronom menggunakan data observasi Gaia yang diperbarui untuk menjalankan kembali simulasi tabrakan galaksi dengan lebih detail. Hasilnya sangat menarik.
Ketika simulasi dijalankan hanya dengan mengatur Bima Sakti dan Andromeda, kemungkinan tabrakan keduanya ternyata hanya 50%! Mungkin terdengar seperti prediksi yang tidak bertanggung jawab dengan mengatakan ada peluang 50:50, tetapi sama sekali tidak. Selama ini kita menganggap peluang tabrakan antara Bima Sakti dan Andromeda adalah 100%. Itu berarti estimasi tersebut tiba-tiba turun setengahnya!
Belum berakhir di situ. Para astronom menambahkan satu lagi galaksi satelit berukuran agak besar ke dalam simulasi ini, yaitu galaksi Triangulum yang mengorbit di sisi Andromeda. Galaksi satelit ini adalah galaksi terbesar ketiga di Grup Lokal yang berpusat pada Bima Sakti dan Andromeda. Oleh karena itu, gravitasi galaksi ini juga mempengaruhi kemungkinan tabrakan kedua galaksi raksasa tersebut. Setelah menyertakan galaksi Triangulum, kemungkinan tabrakan antara Bima Sakti dan Andromeda naik kembali ke tingkat dua pertiga.
Namun, ketika Awan Magellan Besar, yang mengorbit di sekitar Bima Sakti, juga dimasukkan, kemungkinan tabrakan antara Bima Sakti dan Andromeda kembali turun ke level 50%. Selain itu, dalam kasus dengan peluang tabrakan 50%, waktu terjadinya tabrakan diprediksi akan berlangsung 8 miliar tahun dari sekarang. Jika dibandingkan dengan prediksi sebelumnya bahwa Bima Sakti pasti akan bertabrakan dan bergabung dengan Andromeda dalam 4 hingga 5 miliar tahun, baik kemungkinan maupun perkiraan waktu tabrakannya sangat berbeda!
Bahkan jika kedua galaksi tersebut akhirnya bertabrakan dan membentuk galaksi Milkomeda, waktunya tampak akan jauh lebih lambat dari yang diperkirakan semula. Pada saat itu, kemungkinan besar tata surya kita sudah tidak ada. Matahari akan berada di tahap akhir evolusinya, dan Bumi mungkin sudah terserap ke dalam permukaan Matahari. Jika prediksi yang diperbarui ini benar, kita bahkan tidak perlu khawatir apakah Bumi akan selamat saat Bima Sakti bertabrakan dengan Andromeda. Karena pada saat itu, Bumi sudah tidak ada lagi.
Fakta bahwa sulit sekali memprediksi kapan dua galaksi raksasa yang berisi triliunan bintang akan bertabrakan—atau bahkan apakah mereka akan bertabrakan sama sekali—menunjukkan betapa sensitifnya dunia kosmos kita dan betapa nasib alam semesta bergantung pada variabel sekecil apa pun. Akankah Bima Sakti bertabrakan dengan Andromeda suatu hari nanti? Selama ini kita menjawab dengan percaya diri seolah-olah itu sudah pasti, tetapi sekarang tampaknya kita harus menjawab dengan lebih hati-hati.
Selama ini saya memperkenalkan diri sebagai astronom yang meneliti tabrakan dan evolusi galaksi. Tentu saja, saya menganggap pasangan Bima Sakti dan Andromeda termasuk di dalamnya. Namun, siapa sangka, mungkin kita hidup di galaksi yang ditakdirkan jauh dari tabrakan. Kekhawatiran mengenai apa yang akan terjadi pada tata surya kita jika suatu saat bertabrakan dengan Andromeda mungkin hanyalah kecemasan yang tidak perlu.
Referensi
https://academic.oup.com/mnras/article/386/1/461/978865?login=false#16953981
Tentang penulis Ji Woong-bae: Ia mencintai kucing dan alam semesta. Sejak kecil, setelah menonton 'Galaxy Express 999', ia bermimpi untuk menyebarkan keindahan alam semesta. Saat ini, ia meneliti evolusi melalui interaksi galaksi di Galaxy Evolution Center dan Near-Universe Cosmology Laboratory di Yonsei University, serta melakukan berbagai kegiatan komunikasi sains seperti ceramah dan penulisan. Ia telah menulis buku seperti 'Some-Taneun Cheonmundae', 'Hari Sepanjang Memikirkan Alam Semesta', dan 'Bintang, Sains Cahaya'.