Bima Sakti dirombak oleh tabrakan kataklismik miliaran tahun yang lalu. Sekarang ia berada di jalur untuk yang berikutnya.

Vasily Belokurov adalah salah satu dari tiga pemenang Hadiah Kavli tahun 2026 di bidang Astrofisika. Penghargaan ini diberikan atas penemuan bukti fosil penggabungan galaksi masa lalu yang membuktikan bagaimana Bima Sakti berevolusi.

Tidak peduli waktu atau sudut pandang, mulai dari gua pra-Neolitikum hingga gedung pencakar langit London pasca-karantina, prediktabilitas langit malam selalu menjadi simbol keabadian dan stabilitas yang menenangkan bagi umat manusia.

Namun ketenangan yang tampak ini adalah penipuan. Galaksi kita, Bima Sakti, muncul dari kekacauan dan turbulensi, dan konstelasinya dipenuhi oleh para migran, buangan, dan penyintas. Saat ini, galaksi itu mulai meregang dan terdistorsi lagi, ditarik oleh pendamping masif dan menuju tabrakan yang tak terhindarkan.

Bagaimana saya bisa begitu yakin? Sebagai arkeolog galaksi, tugas saya adalah merekonstruksi masa lalu galaksi kita dan membaca tanda-tanda masa depannya.

Alih-alih menggali melalui tanah, saya menggunakan hukum dinamika dan evolusi bintang untuk menyaring ratusan juta bintang – mencari yang paling kuno dan unik secara kimia di antara mereka, menafsirkan orbitnya, dan merangkai peristiwa yang membentuk Bima Sakti. Satu pertemuan purba meninggalkan bekas luka sedalam itu sehingga, miliaran tahun kemudian, bekas luka itu masih mendefinisikan galaksi di sekitar kita.

Saya ingin memahami apa yang mengatur kehidupan sistem kosmik masif ini: perubahan mana yang merupakan sifat alam – evolusi internal lambat dari cakram galaksi – dan perubahan mana yang adalah asuhan, yang dipaksakan oleh tabrakan dan penggabungan.

Pertanyaan tentang sumber materi gelap mendasari semuanya. Ini adalah zat tak terlihat yang gravitasinya menyatukan galaksi-galaksi, tetapi identitas sejatinya tetap menjadi salah satu teka-teki terbesar yang belum terpecahkan dalam astrofisika.

Bima Sakti adalah galaksi tempat gerakan bintang dapat diukur dengan detail luar biasa. Hal ini memungkinkan para ahli kosmologi termasuk saya untuk membuat peta materi gelap kita yang paling akurat: seberapa jauh ia menjangkau, seberapa padat ia di sekitar Matahari, bentuk apa yang dimilikinya, dan apakah permukaannya halus atau bergerindil. Jika kita dapat membangun peta ini dengan detail yang cukup, kita mungkin mulai memahami tidak hanya di mana materi gelap berada, tetapi apa itu.

Tabrakan kataklismik

Karya kami telah diubah oleh revolusi dalam survei langit terbuka. Sejak tahun 2000, Sloan Digital Sky Survey menunjukkan apa yang mungkin terjadi ketika kumpulan data astronomi yang luas dipublikasikan, memungkinkan penemuan jauh melampaui tujuan awal pembangunan survei tersebut.

Dan sejak tahun 2014, Gaia, teleskop luar angkasa Eropa, telah membawa transformasi ini ke tingkat lain dengan memetakan posisi dan gerakan hampir 2 miliar bintang, mengubah galaksi menjadi catatan arkeologi yang luas. Tidak ada reruntuhan, tidak ada pecahan, dan tidak ada tulang – hanya bintang-bintang yang menyimpan petunjuknya.

Petunjuk paling jelas bahwa sesuatu yang kataklismik pernah terjadi di galaksi kita sejak lama adalah migran yang kita amati: bintang-bintang yang tidak lahir di Bima Sakti.

Sementara bintang asli sebagian besar bergerak bersama, mengelilingi pusat galaksi dalam aliran berputar yang besar dari cakram, migran memotong tatanan itu. Mereka meluncur melewati penduduk lokal, terjun ke galaksi bagian dalam, kemudian terbang kembali ke pinggirannya, berulang kali.

Orbit yang tidak biasa ini berjalan seiring dengan kimia yang tidak biasa. Sebagian besar bintang migran kurang diperkaya oleh unsur-unsur berat dibandingkan populasi yang lahir secara lokal. Komposisi kimia mereka adalah tanda laju evolusi yang lebih lambat yang khas dari galaksi kerdil.

Hal ini membuat migran sangat berharga ganda. Mereka adalah fosil dari masa lalu Bima Sakti yang penuh kekerasan, dan juga penjelajah wilayah luarnya, bepergian ke tempat di mana bintang lokal jarang pergi.

Bagaimana Bima Sakti diubah susunannya

Salah satu ide sentral dalam teori pembentukan struktur kosmik adalah bahwa galaksi tumbuh secara hierarkis. Galaksi yang lebih kecil jatuh ke galaksi yang lebih besar dan terkoyak, meninggalkan bintang-bintang mereka sebagai migran.

Di Bima Sakti, struktur kuno terbesar jenis ini dikenal sebagai Gaia-Sausage-Enceladus. Ini adalah sisa galaksi yang telah lenyap yang bertabrakan dengan galaksi kita sendiri antara 8 hingga 11 miliar tahun yang lalu (kata “sosis” mengacu pada pola dalam gerakan bintangnya) .

Bima Sakti juga tidak selamat dari tabrakan itu. Tabrakan tersebut mengubah susunan dan membentuknya kembali.

Beberapa perubahan ini mudah terlihat dalam data. Bintang-bintang dari piringan lama terlempar ke halo galaksi kita, menjadi buangan di tempat mereka dilahirkan. Sekelompok gugus bintang baru juga diperoleh.

Pada saat yang sama, kami yakin ada sesuatu yang lebih penting sedang terjadi. Pertemuan itu mengubah orientasi piringan Bima Sakti, dan penyelarasan piringannya dengan halo materi gelap.

Meskipun materi gelap terlalu menyebar untuk mendominasi Tata Surya kita, di galaksi luar ia adalah massa gravitasi utama – bergerak, mengalir, dan, dalam gambaran standar, menggumpal menjadi hierarki gumpalan.

Di sekitar Bima Sakti, materi gelap ini membentuk halo yang luas, jauh lebih besar dari bagian bercahaya galaksi kita. Kita sering membayangkan halo ini sebagai awan bundar dan jarang, tetapi Gaia telah membantu menunjukkan bahwa gambaran ini terlalu sederhana.

Halo gelap dapat diregangkan bentuknya oleh pertemuan besar. Seperti kapal yang mulai miring, Bima Sakti mulai condong – tidak tiba-tiba, tidak terlihat, tetapi selama miliaran tahun.

Tarian galaksi baru

Tidak biasa dibandingkan dengan banyak galaksi bermassa serupa, Bima Sakti diberi waktu yang cukup untuk pulih dari guncangan “penggabungan sosis.” Tidak ada bencana kosmik lain yang tampaknya mengguncang Galaksi kita sejak saat itu, membiarkannya menetap dalam kehidupan yang tenang dan tanpa peristiwa. Itu, sampai sekarang.

Awan Magellanik Besar (LMC) , saat ini pendamping galaksi kita yang paling masif, sudah menarik Bima Sakti, mengganggu halo-nya lagi. Dalam gema dari apa yang terjadi sekitar 10 miliar tahun lalu, Bima Sakti sedang ditarik ke dalam tarian yang semakin cepat dengan galaksi kerdil tetangga ini, bereaksi terhadap pendekatan LMC.

Ini adalah tarian yang kemungkinan hanya satu galaksi yang akan bertahan utuh. Babak baru migrasi, kelangsungan hidup, dan adaptasi telah dimulai.

Tidak ada dari ini yang merusak keindahan langit malam – justru memperdalamnya. Pita cahaya tenang di atas kita bukanlah simbol permanensi, melainkan pengingat nyata akan kelangsungan hidup yang panjang.

Bima Sakti telah hancur, dibangun kembali, dan kini diganggu lagi. Bintang-bintangnya mengingat masa lalu; gerakan mereka mengungkapkan masa depan. Apa yang terlihat abadi, sebenarnya adalah momen dalam kisah yang jauh lebih panjang.

Vasily Belokurov telah menerima pendanaan dari Dewan Penelitian Eropa, Leverhulme Trust, dan Dewan Fasilitas Sains dan Teknologi.