BELAJAR FISIKA: Materi Kuliah Astrofisika: Galaksi

Sejarah Misi Pencarian

UNDUH FILENYA DISINI

Galaksi adalah sistem massif yang terkait gaya gravitasi yang terdiri atas bintang dengan segala bentuk manifestasinya, antara lain bintang neutron dan lubang hitam, gas, dan debu medium antarbintang, dan materi gelap-komponen yang penting namun belum begitu dimengerti. Kata galaksi berasal dari bahasa yunani galaxias yang berarti seperti susu, yang merujuk pada galaksi bima sakti (bahasa inggris Milky Way: jalan susu).

Galaksi yang ada berkisar dari galaksi katai dengan hanya sepuluh juta bintang hingga galaksi raksasa dengan seratus triliun bintang, yang semuanya mengorbit pada pusat massa galaksi masing – masing. Matahari adalah salah satu bintang dalam galaksi bima sakti; tata surya termasuk bumi dan semua benda yang mengorbit Matahari.

Tiap galaksi memiliki jumlah sistem bintang dan gugus bintang yang beragam, demikian juga jenis awan antarbintangnya. Diantara galaksi-galaksi ini tersebar medium antarbintang berupa gas, debu, dan sinar kosmis. Lubang hitam supermasif terdapat dipusat sebagian besar galaksi. Diperkirakan lubang hitam supermasif inilah penyebab utama inti galaksi aktif yang ditemukan pada sebagian galaksi. Galaksi Bima Sakti diketahui memiliki setidaknya satu lubang hitam supermassif.

Secara historis galaksi dikelompokkan berdasarkan bentuk terlihatnya atau bisa disebut morfologi visualnya. Bentuk yang umum adalah galaksi eliptis, yang memiliki profil cahaya berbentuk elips. Galaksi spiral adalah galaksi berbentuk cakram dengan lengan galaksi yang melengkung dan berisi debu. Galaksi dengan bentuk yang tak beraturan atau tidak bisa disebut galaksi tak beraturan dan biasanya disebabkan karena gangguan oleh tarikan gravitasi galaksi tetangga. Interaksi yang demikian antara galaksi-galaksi yang berdekatan dapat menyebabkan penggabungan, yang terkadang meningkatkan jumlah pembentukan bintang hingga menghasilkan galaksi starburst.

Kemungkinan terdapat lebih dari 170 miliar galaksi dalam alam semesta teramati. Sebagian besar berdiameter 1000 hingga 100.000 parsec dan biasanya oleh jarak beberapa juta parsec. Ruang antargalaksi diisi oleh gas tipis dengan kerapatan massa kurang dari satu atom per meter kubik. Sebagian besar galaksi diorganisasikan ke dalam sebuah hirarki himpunan yang disebut kelompok dan gugus, yang pada gilirannya membentuk himpunan yang lebih besar yang disebut gugus raksasa. Dalam skala besar himpunan-himpunan ini umumnya tersusun dalam lapisan dan untaian yang dikelilingi oleh kehampaan yang sangat luas.

Meskipun belum dipahami secara menyeluruh, materi gelap kemungkinan menyusun 90 % dari massa sebagian besar galaksi. Data pengamatan menunjukkan lubang hitam supermasif kemungkinan ada di pusat dari banyak galaksi.

Pada tahun 1786, Wiliam Herschel menyusun katalog nebula. Di menggunakan istilah nebula spiral untuk objek – objek tertentu seperti objek M31. Di kemudian hari disadari bahwa objek tersebut sebenarnya merupakan kumpulan dari banyak bintang, dan dipakai istilah island universe (alam semesta pulau) untuk merujuk objek yang demikian. Namun, kemudian disadari bahwa kata universe berarti keseluruhan jagad raya, sehingga istilah ini tidak dipakai lagi dan objek yang demikian kemudian dikenal sebagai galaksi.

Filsuf Yunani, Democritus (450-370 SM) mengemukakan bahwa pita kabut putih di langit malam hari yang dikenal sebagai Bima Sakti kemungkinan terdiri dari bintang-bintang yang sangat jauh jaraknya. Aristoteles (384-322 SM), mempercayai bahwa pita tersebut disebabkan oleh “kobaran hembusan nafas yang menyala-nyala dari banyak bintang besar yang berjarak dekat satu sama lain” dan bahwa “kobaran ini terjadi di bagian atas atmosfer, yaitu di wilayah dunia yang selalu diisi dengan gerakan surgawi”.

Filsuf neoplatonis Olympiodorus Junior (

495-570) kritis terhadap pandangan ini secara ilmiah, beralasan bahwa jika memang benar Bima Sakti berada di wilayah sublunar (di antara bumi dan bulan), maka harusnya ia terlihat berbeda pada waktu dan tempat yang berbeda di bumi, dan ia seharusnya memiliki paralaks, yang ternyata tidak. Dalam pandangannya, Bima Sakti terletak jauh di angkasa.

Menurut Mohani Muhammad, astronom Arab Ibnu Haitham adalah orang yang melakukan usaha-usaha pertama dalam mengamati dan mengukur paralaks Bima Sakti, dan ia berkeyakinan kuat bahwa karena Bima Sakti tidak memiliki paralaks, pastilah jaraknya sangat jauh dari bumi dan bukannya berada dalam atmosfer.

Astronom Persia, Al-Biruni (973-1048) mengemukakan bahwa Bima Sakti merupakan kumpulan yang tak terhitung jumlahnya dari bagian-bagian yang bersifat seperti bintang nebula. Astronom Andalusia Ibnu Bajjah (… - 1138) mengemukakan bahwa Bima Sakti dibentuk oleh banyak bintang yang saling hampir bersentuhan satu dengan yang lainnya sehingga tampak menjadi seperti gambar sinambung akibat pengaruh pembiasan dari material sublunar. Pada abad ke – 14, ilmuwan kelahiran Suriah Ibnu Qayyim, mengemukakan bahwa Bima Sakti merupakan “bintang-bintang kecil yang tak terhitung jumlahnya saling berdesakan dalam alam bintang-bintang tetap.

Pada tahun 1610, oleh Galileo Galilei menggunakan sebuah teleskop untuk mempelajari Bima Sakti dan menemukan bahwa Bima Sakti tersusun atas bintang-bintang redup dalam jumlah yang luar biasa banyaknya. Pada tahun 1750, astronom Inggris Thomas Wright, dalam bukunya An Original Theory or New Hypothesis of the Universe, mengemukakan bahwa Bima Sakti adalah sebuah badan berputar dari bintang-bintang dalam jumlah yang besar yang diikat oleh gaya gravitasi, serupa dengan tata surya namun dalam skala yang jauh lebih besar.

Pada tahun 1785, Wiliam Herschel dengan cara menghitung secara hati – hati jumlah bintang yang ada di wilayah langit yang berbeda. Hasil perhitungannya menunjukkan sebuah diagram bentuk Bima Sakti dengan tata surya terletak dekat dengan pusatnya.

Pada tahun 1912 Vesto Slipher membuat penelitian dengan spektrografi terhadap nebula-nebula spiral paling terang untuk menentukan apakah mereka terbuat dari bahan-bahan kimia yang diharapkan ada dalam sebuah sistem planet. Namun Slipher menemukan bahwa nebula spiral memiliki geseran merah yang tinggi, menunjukkan bahwa mereka sedang bergerak menjauh dengan kecepatan yang lebih tinggi dari kecepatan lepas Bima Sakti. Karena itu disimpulkan bahwa galaksi-galaksi tersebut tidak terikat secara gravitasi pada Bima Sakti dan kecil kemungkinannya merupakan bagian dari Bima Sakti.

Pada tahun 1917, Heber Curtis mengamati bahwa terdapat sebuah bintang baru, S Andromedae, dalam "Nebula Andromeda Besar" (sebagaimana Galaksi Andromeda, Objek Messier M31 dikenal saat itu). Dengan mencari rekaman foto, dia menemukan 11 bintang baru lainnya. Curtis memperhatikan bahwa bintang-bintang baru ini rata-rata 10 magnitudo lebih redup dibandingkan dengan bintang-bintang baru yang muncul di galaksi kita. Sebagai hasilnya dia dapat menghitung perkiraan jaraknya adalah 150,000 parsec. Dia menjadi pendukung hipotesis yang disebut "island universes" yang beranggapan bahwa nebula spiral sebenarnya adalah galaksi tersendiri.

Penemuan-Penemuan Galaksi Lain

1. Galaksi EGS-zs8-1

Salah satu hasil kerja sama teleskop Hubble, teleskop Spitzer, dan teleskop Keck I di Observatorium W. M Keck yang berhasil melihat sebuah galaksi muda yang jaraknya yang super jauh membuat cahaya dari galaksi tersebut butuh waktu lebih dari 13 miliar tahun untuk diketahui.

Penemuan galaksi EGS-zs8-1 diketahui berasal dari masa ketika alam semesta masih berusia sekitar 670 juta tahun. Dan berdasarkan analisa yang dilakukan astronom, usia galaksi ini sekitar 100 juta tahun.

2. Galaksi IC 1101

Saat ditemukan, galaksi IC 1101, diperkirakan memiliki bentuk eliptikal. Jaraknya dari bumi 1 miliar tahun cahaya dari Bumi.

Menjadi galaksi paling besar bila diamati dengan teropong di ruang angkasa, diameter galaksi ini mencapai 6 juta tahun cahaya. Galaksi Bimaksakti saja hanya memiliki lebar 100 ribu tahun cahaya.

Kita lihat saja galaksi paling dekat atau disamping Bimasakti atau galaksi Milky Way adalah galaksi Andromeda. Ukurannya lebih besarnya 2x dari Milky Way dengan bentangan 200 ribu tahun cahaya. Setelah itu ada Cloud (disebut awan gas) besar atau galaksi Messier 87 dengan diameter 500 ribu tahun cahaya.

Tetapi galaksi IC 1101 memiliki ukuran 50 kali lebih panjang, membentang sekitar 5-6 juta tahun cahaya. Diperkirakan disana terdapat 100 triliun bintang. Bila galaksi Bima Sakti dimasukan ke ukuran IC 1101, entah berapa galaksi yang dapat masuk kedalam. Seperti apa gambar galaksi terbesar yang pernah ditemukan.

Galaksi IC 1101 membentuk dirinya tidak sendirian, diperkirakan galaksi ini pernah bergabung dengan galaksi lain dan menyatu menjadi galaksi raksasa. Disana terdapat lubang hitam amat sangat besar jauh lebih besar dari lubang di Bimasakti. Walau terlihat bsar dan perkasa, banyak bintang disana diperkirakan berukuran besar. Umumnya galaksi besar memang memiliki banyak bintang raksasa, tapi umur bintang disana tidak akan lama dan banyak bintang raksasa berumur lebih pendek dan meledak lalu berakhir mati. Karena sebuah bintang besar akan membakar gas lebih banyak, dibandingkan matahari.

Warna galaksi IC 1101 cenderung berwarna kuning. Umumnya bintang di galaksi akan terlihat berwarna biru, yang diartikan pembentukan bintang di galaksi sedang aktif. Sedangkan warna kuning atau merah menunjukan pertumbuhan bintang mulai surut dan sangat sedikit muncul bintang baru. Kecuali suatu hari IC 1101 kembali bertabrakan dengan galaksi lain, bisa memicu munculnya bintang baru disana. Hanya saja kepadatan di daerah berwarna kuning tersebut menunjukan bintang tua. Artinya dibagian tengah galaksi perlahan lebih cepat mati.

3. Galaksi WISE J224607.57-052635.0

Galaksi ini merupakan galaksi yang paling terang dan dipercaya mungkin memiliki lubang hitam raksasa pada intinya. Penemuan ini dilakukan oleh NASA saat menyisir data dari Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), yang diluncurkan pada tahun 2009.

Galaksi ini memiliki jarak sekitar 12,5 miliar tahun cahaya dari bumi, dan merupakan galaksi yang paling terang di alam semesta.

4. Galaksi Kluster

Kluster galaksi adalah sekelompok galaksi yang terdiri dari ribuan galaksi yang terikat secara gravitasi yang sendiri masing-masing galaksi berisi ratusan miliar bintang. Kluster tumbuh lebih besar dan lebih besar lagi dari waktu ke waktu karena mereka mendapatkan anggota baru.

Kluster galaksi ini disebut Massive Overdense Object (MOO) J1142+1527 - sudah ada 8,5 miliar tahun yang lalu, jauh sebelum Bumi terbentuk. Para ilmuwan kemudian mampu menentukan bahwa massa cluster ini adalah kuadriliun kali lebih besar dari matahari kita - sehingga cluster ini menjadi kluster paling masif yang berada sangat jauh dalam ruang dan waktu.

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhI00wrOc9QqtL0LKJELNe9G5K2M_83Uyq_XzOaj8Xa7yrWja9M_5EB7EgowbMVh_KEBs1PMBxi-hOND9gOroEZi528NhX8KNGBo-p10a1Kkg-xbjGEJW4qGgHQ-YzN3Ds0KXSKd_daavU/s1600/445756pyvWzAA1.jpg

5. Comet Galaxy

Comet Galaxy merupakan galaksi spiral yang terletak 3,2 miliar tahun cahaya dari bumi, pada gugus galaksi Abell 2667. Ditemukan dengan teleskop luar angkasa Hubble. Galaksi ini memiliki 500 ribu bintang di dalamnya dan memiliki massa sedikit lebih dari bima sakti. Comet Galaxy terdeteksi pada tanggal 2 maret 2007.

file:///E:/ASTRONOMI/The%20GALAXY!%20(Soul%20Of%20Physics)_%2018%20NAMA-NAMA%20GALAKSI%20DI%20ALAM%20SEMESTA_files/

Teori Pendukung

Alam semesta atau jagat raya adalah suatu ruangan yang sangat besar, sangat luas, dan tanpa batas. Planet, bintang, galaksi, meteor, asteroid, gas, debu, dan benda-benda lain adalah materi-materi yang mengisi jagat raya.

Proses terjadinya jagat raya merupakan salah satu misteri yang coba dipecahkan oleh ilmuwan kenamaan. Beberapa teori yang mendukung berbagai temuan terbaru adalah sebagai berikut:

1. Teori Ekspansi

Teori ini dikenal pula nama Teori Mengembang dan Memampat. Menurut teori ini, jagat raya terbentuk karena adanya suatu siklus materi yang diawali dengan massa ekspansi (mengembang) yang disebabkan oleh adanya reaksi ini hydrogen. Pada tahap ini terbentuklah galaksi-galaksi. Tahap ini berlangsung 30 miliar tahun.

2. Teori Keadaan Tetap

Teori Keadaan Tetap menyatakan bahwa jagat raya akan selalu dalam keadaan yang sama. Alam semesta ini akan selamanya ada dan akan tetap ada atau dengan kata lain alam semesta ini tidak pernah bermula dan tidak pernah berakhir.

Setiap saat aka nada partikel lahir da nada partikel yang lenyap. Dalam teori ini, ditegaskan bahwa zat baru selalu diciptakan dalam ruang angkasa diantara berbagai galaksi, sehingga galaksi baru akan terbentuk guna menggantikan galaksi yang menjauh. Zat hydrogen akan selalu tercipta dari ketiadaan. Pendukung Teori Keadaan Tetap sepakat bahwa zat yang merupakan asal mula bintang dan galaksi tersebut adalah hydrogen.

3. Teori Ledakan Dahsyat (Big Bang)

Teori ini menyatakan bahwa pada mulanya terdapat sebuah massa yang sangat besar dan memiliki massa jenis yang juga sangat besar. Massa tersebut kemudian meledak dengan hebatnya karena adanya reaksi inti sehingga terbentuklah pecahan-pecahan massa yang berserakan dan mengembang begitu cepat serta menjauhi pusat massa ledakan. Pada waktu yang sangat lama massa yang berserakan tersebut kemudian membentuk kelompok-kelompok yang pasa akhirnya menjadi galaksi.

Teori ini didukung oleh seorang astronom Amerika Serikat Edwin Hubble.