Selama lebih dari 30 tahun, Hubble Space Telescope (HST) telah menjadi salah satu instrumen astronomi paling sukses dalam sejarah. Teleskop ini memotret galaksi-galaksi yang berjarak miliaran tahun cahaya, mengungkap keindahan nebula yang menakjubkan, dan membantu para ilmuwan memahami usia serta evolusi alam semesta.
Namun di balik semua pencapaian itu, ada sebuah kejutan yang cukup tak terduga. Di galaksi kita sendiri, Bima Sakti, masih ada puluhan gugus bintang kuno yang belum pernah diamati secara mendalam oleh Hubble.
Gugus-gugus ini bukanlah objek baru. Mereka telah mengorbit Bima Sakti selama miliaran tahun dan menyimpan petunjuk berharga tentang masa-masa awal pembentukan galaksi kita. Meski demikian, hingga beberapa tahun lalu, sebanyak 34 gugus bintang globular masih belum pernah menjadi target pengamatan ilmiah utama Hubble.
Salah satunya adalah NGC 6749. Setelah lama berada di "daftar tunggu" astronomi, gugus bintang kuno ini akhirnya mendapat perhatian yang layak ketika Hubble mengamatinya pada Maret 2024. Pengamatan tersebut bukan sekadar menambah koleksi foto indah, tetapi juga membuka kesempatan untuk mempelajari salah satu saksi tertua sejarah Bima Sakti.
Sebentar, Apa Itu Gugus Bintang Globular?
Gugus bintang globular (globular cluster) adalah kumpulan ratusan ribu hingga jutaan bintang yang saling terikat gravitasi, membentuk bola raksasa yang kompak di luar angkasa. Bintang-bintang di dalamnya umumnya sangat tua — bisa lebih tua dari 10 miliar tahun — sehingga mempelajarinya sama saja dengan membaca catatan sejarah awal galaksi kita.
NGC 6749 adalah salah satunya. Letaknya sekitar 7,6 kiloparsek dari Bumi — atau sekitar 24.800 tahun cahaya. Ia termasuk gugus yang cukup masif, dengan waktu relaksasi setengah massa sekitar 2,5 miliar tahun, artinya dibutuhkan waktu selama itu agar bintang-bintang di dalamnya saling "bertukar energi" dan mencapai kesetimbangan secara gravitasi.
Waktu relaksasi setengah massa (half-mass relaxation time) adalah perkiraan waktu yang dibutuhkan bintang-bintang di dalam setengah bagian massa gugus untuk saling memengaruhi melalui gravitasi hingga kecepatan dan orbitnya menjadi lebih "tercampur" dan mendekati kondisi seimbang. Semakin besar nilainya, semakin lambat evolusi dinamika internal gugus tersebut.
Survei yang Menambal Titik Buta Hubble
Program yang mengirim Hubble ke NGC 6749 ini bernama Hubble Missing Globular Cluster Survey (MGCS) — dirancang khusus untuk menambal "titik buta" tersebut dengan mengamati semua 34 gugus yang selama ini terlewatkan, secara homogen dalam dua filter warna cahaya yang berbeda. Hasilnya akan menjadi data publik yang bisa dimanfaatkan komunitas astronomi secara luas.
Untuk NGC 6749 sendiri, pengamatan dilakukan pada 9–12 Maret 2024 menggunakan kamera ACS/WFC milik Hubble dalam dua filter cahaya, F606W dan F814W.
Filter F606W dan F814W yang digunakan Hubble masing-masing mengamati cahaya tampak berwarna kuning-kehijauan dan merah-dekat inframerah. Dengan membandingkan kecerahan bintang pada kedua filter ini, astronom dapat membuat diagram warna-kecerahan yang membantu mengungkap usia dan evolusi bintang di dalam gugus.
Dua Teleskop Lebih Baik dari Satu
Tantangan utama dalam mempelajari NGC 6749 adalah membedakan bintang anggota gugus dari bintang-bintang latar belakang yang kebetulan berada di arah yang sama di langit. Jika tidak dipisahkan, datanya akan kacau.
Cara terbaik untuk memisahkan keduanya adalah dengan mengukur proper motion — yaitu pergeseran posisi bintang di langit dari waktu ke waktu akibat gerak sesungguhnya mereka di luar angkasa.
Proper motion bisa dibayangkan seperti melihat dua mobil dari jauh: mobil yang bergerak ke kiri dan mobil yang diam akan terlihat berbeda posisinya jika kamu amati cukup lama. Bintang anggota gugus bergerak bersama-sama ke arah yang sama, sementara bintang latar belakang bergerak berbeda.
Di sinilah para peneliti menggunakan kombinasi Hubble dan Gaia sebagai kunci. Teleskop Gaia mengumpulkan data posisi bintang sejak beberapa tahun lalu, sementara Hubble mengambil foto NGC 6749 pada 2024. Dengan memadukan kedua data yang terpisah sekitar 8 tahun, para peneliti bisa menghitung proper motion bintang dengan sangat presisi menggunakan perangkat lunak publik bernama GAIAHUB.
Gaia adalah teleskop luar angkasa milik European Space Agency (ESA) yang diluncurkan pada tahun 2013 untuk memetakan posisi, jarak, dan gerak lebih dari satu miliar bintang di Bima Sakti. Misinya adalah membuat peta tiga dimensi paling akurat dari galaksi kita.
Hasilnya cukup mengesankan: pada bintang-bintang redup (magnitudo G > 18,5), presisi pengukuran proper motion dari kombinasi ini 10 kali lebih baik dibandingkan data Gaia saja. Selain itu, kombinasi ini berhasil menghasilkan data proper motion untuk 662 bintang tambahan yang sebelumnya hanya punya data posisi di Gaia — tanpa informasi geraknya sama sekali.
Magnitudo G adalah ukuran kecerlangan bintang yang digunakan oleh teleskop Gaia. Huruf G mengacu pada filter utama Gaia yang menangkap rentang warna yang sangat luas, mulai dari cahaya biru hingga merah. Karena itu, magnitudo G dapat dianggap sebagai ukuran kecerlangan total bintang yang diamati Gaia. Semakin besar angka magnitudonya, semakin redup bintang tersebut.
Mana yang Benar-Benar Anggota Gugus?
Dengan data proper motion yang lebih presisi, para peneliti bisa memisahkan bintang anggota NGC 6749 dari bintang-bintang latar. Mereka menggunakan dua pendekatan:
- Pertama, pendekatan kinematik — yaitu memilah bintang berdasarkan arah dan kecepatan geraknya. Bintang anggota gugus bergerak bersama dengan proper motion sekitar (µα cosδ, µδ) = (−3, −5,5) mas yr⁻¹, sementara bintang latar tersebar lebih acak. Satuan mas yr⁻¹ (mili-arcsecond per tahun) adalah satuan sudut yang sangat kecil — setara dengan melihat sehelai rambut dari jarak 10 kilometer, lalu mengukur pergeserannya dalam setahun.
- Kedua, pendekatan fotometrik — yaitu memilah bintang berdasarkan warna dan kecerahan mereka (diagram warna-magnitudo atau CMD). Bintang anggota gugus membentuk pola yang khas di diagram ini, sementara bintang kontaminan tersebar di tempat berbeda. Pendekatan ini berguna karena bisa menjangkau bintang-bintang yang terlalu redup untuk diukur proper motion-nya.
Menariknya, hasil dari kedua metode ini sangat konsisten satu sama lain, yang menunjukkan bahwa keduanya bekerja dengan baik.
Apa itu µα cosδ dan µδ?
Proper motion bintang biasanya dipecah menjadi dua komponen: µα cosδ untuk gerak ke arah timur–barat di langit, dan µδ untuk gerak ke arah utara–selatan dalam sistem koordinat ekuatorial. Dengan mengetahui kedua nilai ini, astronom dapat menentukan arah dan kecepatan pergerakan sebuah bintang di bidang langit.
Bagaimana Bintang-Bintang di NGC 6749 Bergerak?
Dengan sampel bintang anggota yang sudah bersih, para peneliti untuk pertama kalinya bisa mempelajari profil kinematika internal NGC 6749 — alias bagaimana bintang-bintang di dalam gugus ini bergerak relatif satu sama lain.
Hasilnya: di bagian dalam gugus, gerakan bintang bersifat isotropik — artinya gerakan ke segala arah relatif seimbang, tidak ada preferensi arah tertentu. Namun di bagian luar gugus, tepatnya di luar jarak sekitar 1,5 kali half-light radius (radius setengah cahaya), mulai terlihat sedikit kecenderungan anisotropi radial — bintang-bintang di sana cenderung bergerak lebih banyak ke arah menjauhi pusat gugus dibandingkan ke arah lain. Pola seperti ini sebenarnya cukup umum pada gugus bintang globular dengan "usia dinamis" sedang, dan NGC 6749 tampaknya masuk dalam kategori tersebut.
Half-light radius (radius setengah cahaya) adalah jarak dari pusat gugus hingga titik di mana setengah dari total cahaya gugus berada di dalam radius tersebut. Sederhananya, ini adalah ukuran yang digunakan astronom untuk menggambarkan "ukuran efektif" sebuah gugus bintang.
Seberapa Masif NGC 6749?
Dengan membandingkan profil dispersi kecepatan yang mereka ukur dengan simulasi N-body (simulasi komputer yang mensimulasikan gerak banyak benda akibat gravitasi), para peneliti berhasil mengestimasi massa total NGC 6749: sekitar M = (5,53 ± 0,28) × 10⁵ massa Matahari. Ini menempatkan NGC 6749 dalam jajaran 10% gugus bintang globular paling masif di Bima Sakti.
Studi ini menunjukkan bagaimana kombinasi data dari dua teleskop yang berbeda — Hubble dan Gaia — bisa membuka pemahaman baru tentang gugus bintang yang sebelumnya kurang terpelajari. Untuk NGC 6749, ini adalah pertama kalinya profil kinematika internalnya bisa dibangun, sehingga peneliti lain bisa menggunakannya untuk mempelajari gugus-gugus lainnya dalam survei MGCS.
Ditulis berdasarkan: Rosignoli, L., et al. (2025). The Hubble Missing Globular Cluster Survey II. arXiv:2512.01530v1