Informasi

Bagaimana Galaksi Seperti Kita Menjadi?

Bagaimana Galaksi Seperti Kita Menjadi?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Pada malam yang cerah, ketika kondisinya tepat dan tidak ada banyak cahaya untuk mengaburkan pemandangan, langit berbintang adalah pemandangan yang menakjubkan. Jika Anda tinggal di daerah pedesaan, atau hanya beristirahat dari kehidupan kota, Anda akan dapat melihat langit yang penuh bintang.

Anda bahkan mungkin bisa melihat seberkas cahaya berlari melintasi langit, yang tampak kabur (atau "seperti susu") di alam. Percaya atau tidak, begitulah galaksi kita mendapatkan namanya. Ribuan tahun yang lalu, para astronom yang melihat ke langit malam memperhatikan pita yang sama ini dan melihat kemiripannya dengan minuman tersebut.

Seiring waktu, pemahaman kita tentang Bima Sakti tumbuh. Tidak hanya kita menyadari bahwa Bima Sakti sebenarnya adalah kumpulan bintang yang sangat besar yang disatukan oleh gravitasi, kita mengetahui bahwa itu hanyalah satu dari milyaran (atau bahkan trilyunan) di alam semesta.

Akhirnya, para astronom dan kosmolog memahami bahwa alam semesta sangat luas, baik dari segi waktu maupun ruang. Dan meskipun kita masih belum tahu seberapa jauh perluasan alam semesta (atau apakah itu tidak terbatas), kita memiliki gagasan yang cukup bagus tentang berapa lama alam semesta itu ada (kira-kira 13,8 miliar tahun).

Untuk alasan ini, para astronom telah mencurahkan banyak waktu dan energi untuk melihat sejauh mungkin - melalui ruang dan waktu - untuk melihat galaksi paling awal. Dengan melakukan ini, mereka berharap dapat mempelajari bagaimana galaksi seperti kita terbentuk dan berevolusi selama miliaran tahun.

Apa itu Galaksi?

Sederhananya, galaksi terdiri dari kelompok besar bintang, gas, dan debu yang terikat secara gravitasi. Namun, semua itu hanyalah bagian dari galaksi yang dapat kita deteksi, karena ia memancarkan, menyerap, atau memancarkan cahaya.

Di luar itu, para astronom telah berteori selama beberapa dekade bahwa galaksi juga mencakup banyak materi gelap, yang dinamai demikian karena tidak terlihat sejauh menyangkut deteksi konvensional.

Studi tentang galaksi telah mengarahkan astronom untuk mengelompokkan mereka berdasarkan struktur keseluruhannya. Sementara beberapa galaksi menyesuaikan diri dengan bentuk dasar, dengan "tonjolan" pusat dan "lengan" yang menjulur keluar dari pusat dalam bentuk pusaran, para astronom telah mencatat berbagai jenis variasi.

Dari sini, para astronom mengklasifikasikan galaksi berdasarkan tiga kategori utama. Skema klasifikasi ini dikenal sebagai Urutan Hubble, dinamai menurut astronom Amerika terkenal Edwin Hubble.

Skema Hubble membagi galaksi biasa menjadi tiga kelas besar - galaksi elips, lentikular, dan spiral - berdasarkan tampilan visualnya. Kelas keempat berisi galaksi dengan tampilan tidak beraturan.

Pertama, ada galaksi spiral seperti Bima Sakti, yang kaya akan gas dan debu dan masih memiliki bintang yang terbentuk di lengannya. Lalu ada galaksi elips, yang memiliki distribusi cahaya yang relatif halus dan tanpa fitur. Mereka relatif tanpa gas dan debu, memiliki laju pembentukan bintang yang rendah, dan dinamai demikian karena strukturnya lebih melingkar.

Ada juga galaksi lentikular. Ini terdiri dari tonjolan pusat terang yang dikelilingi oleh struktur seperti cakram yang diperpanjang. Tidak seperti galaksi spiral, piringan galaksi lentikuler tidak memiliki struktur spiral yang terlihat dan tidak aktif membentuk bintang dalam jumlah besar. Mereka termasuk Messier 84 dan galaksi cartwheel.

Sistem klasifikasi Hubble juga mencakup galaksi tak beraturan. Ini adalah galaksi yang tidak sesuai dengan urutan Hubble karena tidak memiliki struktur yang teratur. Contohnya termasuk Awan Magellan dan M82.

Galaksi juga dapat diklasifikasikan berdasarkan ukurannya, yang berkisar dari memiliki beberapa ratus juta bintang (dalam kasus galaksi katai) hingga seratus triliun bintang (galaksi raksasa), yang masing-masing mengorbit di pusat galaksi.

Galaksi "Keras" dan "Tenang"

Di luar skema ini, astronom juga membedakan antara galaksi yang memiliki apa yang disebut dengan Inti Galaksi Aktif (AGN) dan yang tidak. AGN adalah wilayah padat di pusat galaksi yang memiliki luminositas jauh lebih tinggi dari biasanya. Sebagian besar keluaran energi AGN adalah non-bintang, dan banyak AGN adalah pemancar kuat sinar-X, radiasi radio dan ultraviolet, serta radiasi optik.

Salah satu teori mengatakan bahwa radiasi non-bintang dari AGN adalah hasil dari pertambahan materi oleh lubang hitam supermasif (SMBH) di pusat galaksi induknya. Hal ini menyebabkan debu, gas, dan bahkan bintang di sekitarnya jatuh ke cakram akresi di sekitar tepi luar lubang hitam (alias cakrawala peristiwa). Seiring waktu, materi ini perlahan-lahan dimasukkan (bertambah) ke permukaan lubang hitam.

Gravitasi yang kuat dari lubang hitam menyebabkan materi berakselerasi ke titik di mana ia mulai memancarkan energi elektromagnetik dan radiasi yang sangat besar. Ini muncul di panjang gelombang radio, microwave, inframerah, optik, ultra-violet, sinar-X, dan sinar gamma.

SMBH juga dikenal karena medan magnetnya yang berputar, yang berinteraksi dengan disk akresi mereka untuk menciptakan jet magnet yang kuat. Materi dalam jet ini bisa mencapai sebagian kecil dari kecepatan cahaya (alias kecepatan relativistik), yang membuatnya mampu mencapai jarak ratusan ribu tahun cahaya.

AGN dapat dibagi lagi menjadi salah satu dari dua kategori berdasarkan jetnya - inti "radio-silent" dan "radio-loud". AGN radio-keras adalah mereka yang memiliki emisi radio yang dihasilkan oleh disk dan jet akresi mereka sementara AGN tanpa radio menunjukkan emisi terkait jet yang dapat diabaikan.

Bima Sakti

Sebagaimana dicatat, Bima Sakti adalah galaksi spiral dengan inti galaksi yang relatif tidak aktif. Menurut perkiraan terbaru, Bima Sakti diperkirakan berukuran antara 150.000 dan 200.000 tahun cahaya dengan diameter dan ketebalan 1000 tahun cahaya.

Ia juga diperkirakan dihuni oleh antara 100 dan 400 miliar bintang, dan lebih dari 100 miliar planet. Di pusatnya, berukuran diameter sekitar 10.000 tahun cahaya adalah tonjolan pusat.

Ini merupakan wilayah inti Bima Sakti kita dan juga "berpalang" - artinya mengandung struktur pusat berbentuk batang yang terdiri dari bintang-bintang. Ukuran batang ini menjadi bahan perdebatan, dengan perkiraan rentang antara 3.000 hingga 16.000 tahun cahaya.

Pusat Bima Sakti berisi sumber radio kuat yang dikenal sebagai Sagitarius A * (diucapkan Bintang Sagitarius A). Ini dianggap sebagai SMBH yang lebih dari 4 juta kali massa Matahari kita.

Dari pusatnya terdapat beberapa lengan spiral yang mengandung milyaran bintang serta gas dan debu antarbintang. Jumlah dan konfigurasi yang tepat dari kelompok-kelompok ini menjadi bahan perdebatan, dan perubahannya bergantung pada informasi baru.

Pengamatan terbaru telah mengungkapkan bahwa mungkin ada empat lengan spiral utama - Lengan Scutum-Centaurus, lengan Carina-Sagitarius, lengan Norma dan Lengan Luar, serta lengan Far-3 kiloparsec dan Perseus. Namun, terkadang dikatakan hanya ada dua lengan utama, Scotum-Centaurus dan Perseus, dengan sisanya minor.

Matahari kita terletak di dekat lengan parsial kecil yang disebut Lengan Orion, atau Orion Spur (atau lengan Orion-Cygnus).

Keberadaan lengan-lengan ini ditentukan dengan mengamati bagian-bagian Bima Sakti dan galaksi lain - bukan hasil pengamatan langsung.

Ini adalah fakta menarik tentang mengamati galaksi: para astronom sebenarnya dapat menentukan ukuran, struktur, dan bentuk galaksi yang berjarak jutaan (atau milyaran) tahun cahaya dengan keyakinan yang lebih besar daripada milik kita.

Jika kosmos dapat disamakan dengan sebuah kota, dan Tata Surya adalah halaman belakang kita sendiri, orang akan mendapat kesan bahwa lingkungan kita sendiri akan lebih akrab bagi kita daripada yang terletak di sisi lain kota. Namun, ada alasan bagus untuk alasan ini dan semuanya tergantung pada sudut pandang kita.

Sederhananya, Tata Surya terletak di cakram Bima Sakti, yang membuatnya agak sulit untuk memahami dimensi aslinya. Juga sulit untuk melihat apa yang ada di sisi lain galaksi karena gangguan cahaya dari tonjolan pusat.

Baru-baru ini juga berteori bahwa Bima Sakti sebenarnya berbentuk melengkung. Jika dilihat dari samping, lengan spiral akan menyerupai rekaman yang ditekuk menjadi bentuk S.

Sampai saat ini, tidak ada misi robotik yang mampu melihat Bima Sakti dari sudut pandang eksternal. Oleh karena itu, mengapa gambar apa pun yang Anda lihat tentang galaksi secara keseluruhan bukanlah Bimasakti, atau merupakan kesan seniman.

Dimana Tata Surya?

Matahari kita terletak di Lengan Orion Bima Sakti, wilayah ruang angkasa yang berada di antara dua lengan utama galaksi kita. Itu terletak sekitar 27.000 tahun cahaya dari pusat galaksi dan mengorbit di sekitarnya dengan sisa bintang di cakram.

Matahari membutuhkan waktu sekitar 240 juta tahun untuk menyelesaikan satu orbit yang dikenal sebagai tahun galaksi (atau tahun kosmik). Dengan perhitungan ini, Matahari telah menyelesaikan lebih dari 19 orbit sejak terbentuk sekitar 4,6 miliar tahun yang lalu.

Berdasarkan spektrumnya, Matahari kita diklasifikasikan sebagai katai kuning tipe-G, yang membuatnya tidak umum dalam hal populasi bintang galaksi kita. Secara keseluruhan, sekitar sepuluh persen dari bintang-bintang di Galaksi Bima Sakti adalah katai kuning, yang menghasilkan sekitar 20 hingga 40 miliar bintang mirip Matahari.

Studi tentang Galaksi

Studi tentang galaksi dimulai beberapa milenium, meskipun para astronom tidak sepenuhnya menyadari apa yang mereka amati hingga era modern. Pada dasarnya, baru pada abad ke-17 sifat sejati galaksi kita dipahami, dan baru pada abad ke-19 para ilmuwan memahami bahwa galaksi kita adalah salah satu dari sekian banyak galaksi.

Nama "Bima Sakti", yang diterapkan pada jalur pusat cahaya di langit malam, sebenarnya sangat menghormati waktu. Di Roma kuno, para astronom menyebutnya "Bimasakti" (lit. "Milky Way" dalam bahasa Latin) yang merupakan terjemahan dari kata Yunani untuk "milky circle" ("galaxías kýklos ", γαλαξίας κύκλος).

Seiring waktu, para astronom mulai berspekulasi bahwa Bima Sakti sebenarnya adalah bintang yang terkonsentrasi di pita yang rapat. Misalnya, pada abad ke-13, astronom Persia Nasir al-Din al-Tusi memberikan deskripsi berikut dalam bukunya, Tadhkira:

“Bimasakti, yaitu Galaksi, terdiri dari bintang-bintang kecil yang berkerumun rapat dalam jumlah yang sangat besar, yang karena konsentrasinya dan kekecilannya, tampak seperti bercak-bercak mendung. Karena itu, itu diibaratkan dengan warna susu. "

Pada tahun 1610, Galileo Galilea merilis karya pentingnya Sidereus Nuncius ("The Starry Messenger" dalam bahasa Latin), yang berisi penjelasannya tentang Bulan, Matahari, dan Jupiter. Ia juga mencatat pengamatannya terhadap bintang "samar" yang terdapat dalam katalog Ptolemaic.

Pengamatan Galileo menunjukkan bahwa objek-objek ini sebenarnya adalah bintang-bintang yang tak terhitung jumlahnya yang berada sangat jauh sehingga tampak berkelompok dan tidak dapat diamati dengan mata telanjang. Atau seperti yang digambarkan oleh Galileo, mereka adalah "kumpulan bintang yang tak terhitung banyaknya yang dikelompokkan bersama dalam kelompok".

Sama seperti advokasi Galileo tentang model heliosentris Alam Semesta (di mana Matahari mengorbit oleh planet-planet), wahyu ini lebih jauh menunjukkan bahwa bintang-bintang sebenarnya jauh lebih jauh dari Bumi daripada yang diperkirakan sebelumnya.

Pada tahun 1775, filsuf Jerman Immanuel Kant mengambil langkah lebih jauh dengan mengusulkan bahwa Bima Sakti adalah kumpulan besar bintang yang disatukan oleh gravitasi timbal balik. Dia juga berhipotesis bahwa galaksi itu ditata seperti Tata Surya, dengan bintang-bintang berputar di sekitar pusat yang sama dan diratakan dalam cakram.

Pada 1785, astronom William Herschel berusaha memetakan struktur Bima Sakti untuk mengungkap bentuk aslinya. Sayangnya, upayanya gagal karena seberapa besar bagiannya tertutup oleh gas dan debu.

Perkembangan lain yang menarik selama ini adalah penerbitan Katalog Messier (1771 hingga 1781). Karya ini dibuat oleh astronom Belanda Charles Messier, yang mulai mencatat objek "samar" yang semula dikira sebagai komet.

Pada saat itu, teleskop belum cukup canggih untuk memecahkan benda-benda ini - yang sebagian besar adalah gugus bintang atau galaksi jauh. Namun, pada abad ke-19, astronom seperti William Henry Smyth (juga seorang Laksamana Angkatan Laut Kerajaan) mampu memecahkan setiap bintang di dalamnya.

Pada 1920-an, astronom Amerika Edwin Hubble akhirnya memberikan bukti bahwa nebula spiral yang diamati di langit sebenarnya adalah galaksi lain. Penemuan ini juga membuat para astronom menyimpulkan seperti apa bentuk sebenarnya Bima Sakti (yaitu galaksi spiral berpalang).

Hubble juga menunjukkan bahwa sebagian besar galaksi sebenarnya menjauh dari galaksi kita. Hal ini menyebabkan kesadaran bahwa alam semesta sedang berkembang. Laju perluasannya dikenal sebagai Konstanta Hubble, untuk menghormati penemuan Hubble.

Penemuan ini akan secara dramatis mengubah persepsi kita tentang alam semesta dan memunculkan teori-teori seperti Big Bang dan Energi Gelap. Dengan dimulainya Zaman Luar Angkasa, pengetahuan kita tentang alam semesta dan galaksi telah berkembang pesat.

Teleskop luar angkasa, misalnya, mampu mengamati objek jauh yang bebas dari gangguan atmosfer. Observatorium berbasis darat juga meningkat pesat sebagai hasil dari peningkatan instrumen, metode, dan berbagi data.

Galaksi Pertama

Menurut model kosmologis yang paling diterima secara luas, bintang-bintang pertama terbentuk ketika alam semesta baru berusia 100 juta tahun (kira-kira 13,7 miliar tahun yang lalu). Sekitar 1 miliar tahun setelah Kantong Besar, bintang-bintang ini dan materi baryonik lainnya mulai mengembun dengan lingkaran cahaya materi gelap untuk membentuk galaksi pertama.

Selama beberapa miliar tahun berikutnya, wilayah yang lebih padat di Semesta menjadi tertarik secara gravitasi satu sama lain. Ini dikenal sebagai Zaman Struktur ketika struktur skala besar Semesta mulai terbentuk.

Selama periode inilah hal-hal seperti gugus bola, tonjolan galaksi, SMBH, dan struktur kosmik lainnya diperkirakan telah terbentuk. Bintang, debu, dan gas juga jatuh ke dalam struktur berbentuk cakram di sekitar tonjolan pusat, dan lebih banyak materi ditambahkan dari awan antargalaksi dan galaksi katai.

Pembentukan SMBH dianggap oleh banyak orang telah memainkan peran kunci dalam mengatur pertumbuhan galaksi dengan membatasi jumlah materi yang ditambahkan. Mereka juga mempengaruhi laju pembentukan bintang, karena galaksi mengalami ledakan pembentukan bintang sebelum kemunculannya.

Saat bintang-bintang paling awal mulai mati, ada teori bahwa mereka melepaskan unsur-unsur yang lebih berat ke dalam medium antarbintang. Karena itu, bintang-bintang generasi berikutnya semakin kaya logam, yang memberikan para astronom alat penting dalam menghasilkan perkiraan usia.

Seiring waktu, peningkatan kelimpahan unsur-unsur berat di galaksi yang diduga telah memungkinkan pembentukan planet dan bulan, sedangkan materi sisa menjadi asteroid dan komet yang membentuk sabuk di sekitar bintang mereka.

Bagaimana Mereka Berkembang Sejak Itu?

Berkat survei yang dilakukan oleh teleskop luar angkasa seperti Hubble dan observatorium berbasis darat seperti Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), para astronom dapat melihat seperti apa galaksi itu miliaran tahun yang lalu.

Ini, dikombinasikan dengan pengamatan yang lebih baru, telah memberi para astronom gagasan bagus tentang bagaimana galaksi telah berubah dari waktu ke waktu. Misalnya, galaksi paling awal tampak berbentuk elips, dan lebih kecil. Seiring waktu, penggabungan galaksi menyebabkan galaksi tumbuh dan menjadi lebih kompleks.

Lambat laun, infall material dianggap menyebabkan perputarannya semakin cepat. Dalam kasus Galaksi Bima Sakti, banyak astronom yang menganggap bahwa penggabungan dengan galaksi katai cukup umum terjadi - dan merupakan proses yang masih berlangsung.

Faktanya, galaksi terdekat kita adalah galaksi katai Canis Major, yang terletak pada jarak sekitar 25.000 tahun cahaya dari Tata Surya kita dan 42.000 tahun cahaya dari pusat Bima Sakti. Sampai saat ini, para astronom tidak mengetahui keberadaannya, karena tertutup debu kosmik.

Namun, pada tahun 2003, tim astronom internasional mendeteksinya sebagai bagian dari survei inframerah Two Micron All Sky Survey (2MASS). Beberapa astronom percaya bahwa galaksi katai sedang dalam proses ditarik oleh medan gravitasi dari galaksi Bima Sakti yang lebih masif. Gangguan pasang surut menyebabkan filamen panjang bintang-bintang mengikuti di belakangnya saat mengorbit Bima Sakti, membentuk struktur seperti cincin kompleks yang kadang-kadang disebut sebagai Cincin Monoceros, yang membungkus galaksi kita tiga kali.

Selama hampir 9 miliar tahun setelah Big Bang, diperkirakan bahwa gaya tarik-menarik gravitasi saling mendominasi dan sebagai akibatnya, kosmos mengembang dengan sangat lambat. Akibatnya, penggabungan galaksi mungkin sudah sangat umum selama beberapa miliar tahun pertama setelah Big Bang.

Namun, perluasan kosmos pada akhirnya mengakibatkan galaksi-galaksi menjadi semakin jauh; pada titik mana dihipotesiskan bahwa pengaruh Dark Energy mulai terasa.

Hal ini dianggap oleh banyak orang sebagai penyebab Masa Percepatan Kosmik (sekitar 5 miliar tahun yang lalu), di mana kosmos mulai mengembang dengan kecepatan yang semakin cepat. Pada titik ini, penggabungan galaksi menjadi jauh lebih jarang, tetapi prosesnya masih diketahui terjadi ... dan akan terjadi pada kita!

Masa Depan Galaksi dan Kosmos kita

Seperti yang diamati Hubble, sebagian besar galaksi tetangga menjauh dari galaksi kita. Namun, ada dua yang bergerak ke arah kita: tetangga Andromeda (alias Messier 31) dan Galaksi Triangulum (Messier 33).

Berdasarkan perkiraan saat ini, galaksi Bima Sakti dan Andromeda bergerak menuju satu sama lain dengan kecepatan sekitar 130 km / detik. Pada tingkat ini, mereka akan bertabrakan dalam waktu sekitar 4,5 miliar tahun.

Ketika ini terjadi, mereka bisa membentuk galaksi elips atau lentikular raksasa (dijuluki "Milkomeda" atau "Milkdromeda"). Gangguan pasang surut yang disebabkan oleh penggabungan dapat menyebabkan beberapa bintang ditendang keluar dan bergabungnya SMBH.

Tidak diketahui bagaimana ini akan berdampak pada Tata Surya. Namun, teori ini berteori bahwa Matahari kita akan kehabisan bahan bakar hidrogen pada saat itu dan menjadi raksasa merah - yang akan membuatnya mengembang dan menelan Bumi, dan mungkin seluruh Tata Surya.

Jenis penggabungan ini dihipotesiskan menjadi lebih langka karena kosmos terus berkembang dan galaksi didorong semakin jauh. Akhirnya, galaksi alam semesta akan menjadi lebih gelap dan lebih merah karena bintang-bintang yang berumur lebih pendek mulai mati.

Ini termasuk segala sesuatu mulai dari bintang raksasa dan super raksasa biru (tipe-O dan tipe-B) hingga bintang-bintang biru-putih (tipe-A dan F), katai kuning dan oranye (tipe-G dan tipe-K). Akhirnya, hanya bintang katai merah tipe-M - yang memiliki umur alami terpanjang (hingga 10 triliun tahun) - akan tetap ada.

Akhirnya, galaksi-galaksi itu akan menjadi sangat berjauhan sehingga setiap bentuk kehidupan cerdas di Bima Sakti tidak akan dapat melihat galaksi lain. Hal yang sama berlaku untuk penghuni galaksi lain, yang akan memandang langit malam dan hanya melihat bintang merah redup.

Pada waktunya, galaksi itu sendiri akan mati saat bintang terakhir membusuk dan seluruh alam semesta menjadi gelap. Beruntung bagi kami, hal itu diperkirakan tidak akan terjadi selama triliunan tahun. Pada titik itu, umat manusia akan punah atau akan berevolusi jauh melampaui apa pun yang bisa dianggap manusia.

  • Kosmos - Formasi Galaksi
  • Stardate - Formasi Galaksi
  • CSIRO - Pembentukan Galaksi
  • University of Oregon - Formasi Galaksi
  • Alam - Formasi Galaksi: Fajar Kosmik
  • Wikipedia - Pembentukan dan evolusi galaksi
  • Penjelajah Visualisasi NASA - Formasi Galaksi
  • Universitas Toronto / Dunlap Institute - Formasi Galaksi


Tonton videonya: Luas Alam Semesta (Mungkin 2022).