Artikel - GALAKSI

A. Pengertian Galaksi

Galaksi adalah sebuah system yang sangat besar, terdiri dari bintang-bintang dan materi antar bintang. Biasanya berisi beberapa triliun bintang, dengan massa antara beberapa juta bintang hingga beberapa kali dari matahari kita. Dengan luas beberapa ribu hingga 100.000 tahun cahaya. Galaksi memilki beberapa macam bentuk, yakni bentuk spiral, elips, dan juga tak beraturan. Galaksi itu tidak terdistribusi secara merata di ruang angkasa. Beberapa tidak memiliki tetangga dekat, namun ada juga yang berpasangan, dengan masing-masing mengorbit satu sama lain. Tapi kebanyakan dari mereka ditemukan dalam yang dinamakan cluster, kumpulan dari beberapa cluster adalah supercluster.

Pada skala yang besar galaksi itu diatur dalam jaringan yang besar. Jaringan yang saling berhubungan terdiri dari staring atau filament galaksi relative kosong, daerah ini disebut dengan Void. Salah satu yang terbesar yang pernah memetakan struktur jaringan adalah jaringan yang dikenal dengan sebagai tembok besar. Lantas dimanakah letak matahari kita? Matahari terletak sekitar 30.000 tahun cahaya dari pusat Bima Sakti. Matahari bukanlah bintang yang istimewa, tetapi hanyalah salah satu dari 200 milyar buah bintang anggota Bima Sakti. Bintang bintang anggota Bima Sakti ini tersebar dengan jarak dari satu bintang ke bintang lain berkisar 4 sampai 10 tahun cahaya. Bintang terdekat dengan matahari adalah Proxima Centauri (anggota dari sistem tiga bintang: Alpha Centauri), yang berjarak 4,23 tahun cahaya. Semakin ke arah pusat galaksi, jarak antar bintang semakin dekat, atau dengan kata lain kerapatan galaksi ke arah pusat semakin besar. Bima Sakti bukanlah satu-satunya galaksi yang ada di alam semesta ini. Dalam alam semesta, ada begitu banyak sistem seperti ini, yang mengisi setiap sudut langit sampai batas yang bisa dicapai oleh telekop yang paling besar. Jumlah keseluruhan galaksi yang dapat dipotret dengan teleskop berdiameter 500 cm di Mt. Palomar mungkin sampai kira-kira satu milyar buah galaksi. Maka tidak salah jika kita mengira bahwa jika kita mempunyai teleskop yang lebih besar, kita akan dapat melihat jauh lebih banyak lagi.

Sebelum kita memiliki metode pengukuran jarak yang cukup baik, para astronom mengira Bima Sakti adalah keseluruhan dari alam semesta. Bercak-bercak cahaya yang tampak di langit pada mulanya diklasifikasikan sebagai nebula (= kabut), yang juga adalah anggota Bima Sakti.

Pada waktu itu, dikenal ada dua macam nebula, yaitu nebula gas dan nebula spiral. Adalah Harlow Shapley dan George Ellery Hale, dua orang astronom yang amat berjasa membangun pengertian kita tentang galaksi. Shapley inilah yang mengembangkan metode untuk mengukur jarak yang diterapkan untuk mengukur diameter Bima Sakti. Sedangkan Hale amat besar perannya dalam pengembangan teleskop-teleskop besar, yang digunakan untuk pengamatan bintang-bintang dan nebula. Atas jasa mereka sekarang kita tahu bahwa yang semula disebut nebula spiral itu adalah galaksi yang juga seperti Bima Sakti, terdiri dari ratusan juta sampai milyaran bintang, dan berada amat jauh dari kita, jauh di luar Bima Sakti. Dan melalui jalan yang telah mereka rintis, kita menyadari bahwa Bima Sakti hanyalah satu dari begitu banyak galaksi-galaksi yang bertebaran di alam semesta yang maha luas ini.

Gambar 

Alpha Centauri, bintang paling terang di Rasi Centaurus, terletak di lLangit Selatan 

Sejarah Penelitian Galaksi

Pada tahun 1610, Galileo galilei menggunakan teleskop untuk mengkaji jalur terang di langit yang dikenal sebagai Milky way dan mendapati bahwa ia terdiri dari bintang-bintang malam yang banyak. Kemudian pada tahun 1755, Imanuel Kant, menggunakan hasil kerja oleh asrronomi Thomas Wright, menjangkau secara benar bahwa galaksi terdiri dari sejumlah buntang besar yang berputar, dikekalkan oleh gaya tarik galaksi yang disebut dengan gaya gravitasi. Kant mengatakan bahwa Nebula merupakan galaksi yang terasing yang pernah ditemukan. Pada akhir abad ke 18, Charles Messier mengumpulkan catalog mengandungi 109 nebula paling jelas, kemudian diikuti catalog 5000 nebula yang di himpun oleh William Harchel. Pada tahun 1845, Lord rose membina teleskop baru dan mampu membedakan antara nebula elliptical dan nebula spiral. Bagimanapun nebula tidak diterima sebagai galaksi yang terasing, perkara ini diselesaikan oleh Edwin Hubble pada awal 1920-an dengan menggunakan teleskop baru. Dia Berjaya menyelesaikan bagian luar setengan spiral. Hubble menggunakan sebuah teori yang masih dipergunakan hingga saat ini, teori tersebut dinamakan teori Hubble.

Percobaan pertama yang dilakukan oleh Hubble adalah menjelaskan bima sakti dan kedudukan di dalamnya oleh William Harchel pada tahun 1785 dengan mengira denga cermat jumlah bintang pada kedudukan berlainan langit. Menggunakan pendekatan yang lebih baik.

B.  Proses Terbentuknya Galaksi 

Untuk pertama kalinya rahasiapembentukan galaksi mulai dari awal meledaknya bintang tua hingga proses evolusinya selama berjuta-juta tahun dan hingga akhirnya berbentuk seperti sekarang ini yang berhasil terpecahaka. Bahkan secara tiga dimensi galaksi itu terbentuk berhasil dipetakan. Teori lain mengatakan bahwa terbentuknya galaksi iru menggunakan model “hierarch cal formation,” yaitu proses selangkah demi selangkah dimana galaksi yang kecil bergabung dengan galaksi yang besar. Seseorang dapat berpikir tentang cara ini yaitu dengan membayangkan aliran air yang bergabung dan membentung aliran sungai. Model teorikal ini meramalkan bahwa galaksi raksasa tumbuh lewat banyaknya penggabungan selama masa hidupnya. Namun bagaimana nanti ketika pertumbuhannya berhenti? Kapan suatu galaksi yang paling besar mendapatkan massa yang terbanyak?Untuk menjawab pertanyaan ini para anstronom mempelajari galaksi raksasa di dalam gugusan sama dengan kota kosmologikal yang memenuhi galaksi, meski galaksi paling terang dalam gugusan yang tumbuh kokoh dalam miliaran tahun terakhir tetap diperdebatkan, pengamatan kami menunjukkan hal itu terjadi saat galaksi itu meningkatkan massanya jadi 50% lebih besar, tutur  kepala Kimvy tran dari University Of Zurich Swiss. Para Anstronom memakai suatu sekumpulan instrument besar dari teleskop dan alat-alat, termasuk ESO Very Large Telescope (VLT) dan Hubble Space Telescope, untuk mempelajari dalam detail yang luar biasa terhadap galaksi yang terletak 4 milliar tahun cahaya itu. Galaksi ini terletak didalam suatu system yang luar biasa, yaitu gabungan dari 4 kelompok galaksi yang menjadi satu gugusan. Secara terpisah, tim juga mengambil foto dengan VIMOS dan spektrumnya dengan FORS2, kedua instrumen itu melekat pada VLT. Dari pengamatan ini dan pengamatan lainnya, para astronom dapat mengidentifikasikan total 198 galaksi yang merupakan milik keempat kelompok ini. Galaksi yang paling terang di setiap kelompok berisi antara 100 hingga 1000 milliar bintang, suatu jumlah yang dapat dibandingkan dengan kebanyakan galaksi raksasa lain di dalam gugusan. Yang merupakan kejutan adalah di dalam 3 dari 4 kelompok ini, galaksi yang paling terang ini juga memiliki pasangan terang yang lain. Pasangan galaksi ini adalah sistem gabungan, tutur Tran. Galaksi terterang pada setiap kelompok ini bisa disusun dalam suatu urutan yang akan menunjukkan bagaimana galaksi yang terang terus tumbuh pada sekitar 5 milliar tahun yang lalu. Kelihatannya selama periode kanibalisme galaksi baru-baru ini, galaksi paling terang ini menjadi  sedikitnya 50% lebih besar.  Penemuan ini menyediakan pengesahan yang kuat dan unik dari hierarchical formation sebagaimana yang ditunjukkan baik pada kedua pembentukan galaksi dan gugusan. Bintang pada galaksi ini sudah tua sehingga kita harus memutuskan bahwa penggabungan baru-baru ini tidak akan menciptakan bintang generasi baru, tutur Tran. Kebanyakan bintang dalam galaksi ini lahir setidaknya 7 milliar tahun lalu. Tim ini terdiri oleh KimVy H. Tran (Institut Fisika Teoritik Universitas Zurih, Swiss), John Moustakas (Universitas New York, AS), Anthony H. Gonzales dan Stefan J. Kautsch (Universitas Florida, Gainesville, AS), dan Lei Bai dan Dennis Zaritsky (Obsevatorium Steward, Universitas Arizona, AS). Hasil penelitian yang dipresentasikan disini, telah dipublikasikan di dalam Astrophysical Journal Letters: The Late Stellar Assembly Of Massive Cluster Galaxies Via Major Merging, oleh Tran et al. (The Epoch Times/den)

C. Bentuk-bentuk Galaksi

1. Galaksi Spiral

Galaksi spiral adalah galaksi yang berbentuk piringan dan mempunyai struktur lengan yang spiral. Galaksi spiral mempunyai 3 bagian utama yaitu bulge, halo dan piringan.

• Bulge adalah daerah di bagian galaksi yang kepadatan bintangnya paling tinggi. Di daerah ini bintang tua akan lebih mudah untuk ditemukan daripada bintang yang muda, hal ini disebabkan pada daerah ini hanya sedikit dijumpai materi pembentik bintang. Bulge ini berbentuk ellipsoid seperti bola rugby. Bintang-bintang didalamnya bergerak denga kecepatan tingkat orbitnya secara acak, tidak sebidang dengan bidang galaksi. Dari perhitungan kecepatan orbit bintang-bintang didalamnya, didapat kesimpulan bahwa terdapat sebuah benda bermassa yang sangat besar yang berada di pusat galaksi semuanya adalah galaksi spiral. Termasuk galaksi Andromeda.

•  Halo, halo berbentuk bola, ukuran komponen ini sangat besar hingga membentang melingkupi bulge dan piringan, bahkan lebih jauh daripada batas terluar piringan galaksi yang isa kita amati. Objek yang menjadi penyusun halo dibagi menjadi 2 kelompok: (a). Steller yaitu bintang-bintang yang berada di bagian halo.(b). Dark halo yaitu kelompk bintang-bintang tuayang jumlah anggotanya mencapai jutaan buah.

• Piringan adalah daerah yang berada di galaksi yang terdapat bintang-bintang muda serta debu antar bintang yang terletak di lengan spiral. Banyak ditemukannya bintang muda dan gas antar bintang yang berkaitan dengan erat, karena gas adalah materi utama pembentuk bintang. Di bebrapa lokasi bahkan ditemukan bintang-bintang muda yang masih diselimuti oleh gas, yang menandakan bahwa bintang-bintang tersebut terbentuk. 

Ciri-ciri galaksi spiral:

• Mempunyai inti (pusat) yang berbentuk roda atau batang.
• Mempunyai selubung bulat yang membungkus pusat yang terdiri dari bintang dan gugus bintang.
• Mempunyai lengan spiral yang mengelilingi pusat di daerah khatulistiwa.

Gambar Galaksi yang Berbentuk Spiral

2. Galaksi Elips

Sesuai dengan namanya, penampakan galaksi ini seperti elips. Tapi bentuk yang sebenarnya tidak kita ketahui dengan pasti, karena kita tahu apakah arah pandang kita dari depan, samping atau dari atas dari galaksi tersebut. Yang termasuk tipe galaksi ini adalah mulai dari galaksi yang berbentuk bundar sampai bentuk galaksi yang berebentuk bola pepat. Struktur galaksi tipe ini terlihat jelas. Galaksi elips sangat sedikit mengandung materi antar bintang. Contoh dari galaksi ini adalah M87, yaitu galaksi elips raksasa yang terdapat di rasi virgo.

Gambar Galaksi Berbentuk Elips

3. Galaksi yang Tidak Beraturan

Adalah tipe galaksi yang tidak simetri dan tidak memiliki bentuk yang khusus, tidak seperti tipe galaksi yang lainnya. Anggota dari galaksi terdiri dari bintang-bintang tua dan muda. Contoh dari galaksi tipe ini adalah awan Magellan besar dan juga Awan megellan kecul, dua buah galaksi tetangga terdekat bima sakti, yang hanya jarak sekitar 180.000 tahun cahaya dari bima sakti. Galaksi tak beraturan ini banyak mengandung materi antar bintang yang terdiri dari gas-gas debu.

Gambar Galaksi Tidak Beraturan

4. Galaksi Bima Sakti
Galaksi bima sakti merupakan galaksi kita, galaksi bima sakti ini berbentuk spiral dan berebentuk seperti cakram, garis tengahnya kira-kira 100.000 tahun cahay (30.600pc). Diperkirakan galaksi berumur 12-14 biliun tahun dan terdiri dari 100 biliun bintang.

Istilah tahun cahaya menggambarkan jarak yang ditempuh oleh cahaya dalam waktu satu tahun. Dengan kecepatan 300.000km/s, dalam waktu satu tahun cahaya akan menempuh jarak sekitar 9,5 juta kilometer. Jadi satu tahun cahaya adalah 9,5 juta km. ini berarti garis tengah galaksi kita sekitar 100.000 x 9,5 juta km, atau 950 ribu juta km. Untuk memudahkan perhitungan, maka dipergunakan satuan jarak yaitu tahun cahaya. Denag satuan ini, tebal bagian galaksi kita sekitar 10.000 tahun cahaya. Lalu bagaimana dengan letak matahari? Matahari terletak sekitar 30.000 triliun dari pusat bima sakti . Matahari bukanlah bintang istimewa, tetapi hanyalah salah satu dari 200 milyar buah bintang anggota bima sakti. Bintang bintang anggotra bima sakti ini tersebar dengan jarak dari satu  bintang ke bintang lain berkisar 4 sampai 10 tahun cahaya. Bintang terdekat dengan matahsi adalah Proxima Centauri, yang berjarak 4,23 tahun cahaya. Semakin kearah pusat galaksi, jarak antar bintang semakin dekat, atau dengan kata lain kerapatan galaksi kearah pusat semakin besar.

Cakram bintang Bima Sakti kira kira berdiameter 100.000 tahun cahaya (9.5×1017 km), dan diperkirakan rata rata mempunyai ketebalan 1000 tahun cahaya (9.5×1015 km). Bima Sakti diestimasikan mempunyai setidaknya 200 miliar bintang dan mungkin hingga 400 miliar bintang. Angka pastinya tergantung dari jumlah bintang bermassa rendah, yang sangat sulit dipastikan. Melebihi bagian cakram bintang, terletak piringan gas yang lebih tebal. Observasi terakhir mengindikasikan bahwa piringan gas Bima Sakti mempunyai ketebalan sekitar 12.000 tahun cahaya (1.1×1017 km) - sebesar dua kali nilai yang diterima sebelumnya. Sebagai panduan ukuran fisik Bima Sakti, sebagai misal kalau diameternya dijadikan 100 m, Tata Surya, termasuk awan oort, akan berukuran tidak lebih dari 1 mm.

Cahaya galaksi memancar lebih jauh, tapi ini dibatasi oleh orbit dari dua satelit Bima Sakti yaitu Awan Magellan Besar dan Kecil (the Large and the Small Magellanic Clouds), yang memiliki perigalacticon kurang lebih 180.000 tahun cahaya (1.7×1018 km). Pada jarak ini dan lebih jauh selanjutnya, orbit-orbit dari obyek sekitar akan didisrupsi oleh awan magelan, dan obyek obyek itu kemungkinan besar akan terhempas keluar dari Bima Sakti.

Perhitungan terakhir oleh teleskop Very Long Baseline Array (VLBA) menunjukkan bahwa ukuran Bima Saki adalah lebih besar dari yang diketahui sebelumnya. Ukuran Bima Sakti terakhir sekarang dipercaya adalah mirip seperti tetangga galaksi terdekat, galaksi Andromeda. Dengan menggunakan VLBA untuk mengukur geseran daerah formasi bintang-bintang yang terletak jauh ketika bumi sedang mengorbit di posisi yang berlawanan dari matahari, para ilmuwan dapat mengukur jarak dari berbagai daerah itu dengan assumsi yang lebih sedikit dari usaha pengukuran sebelumnya. Estimasi kecepatan rotasi terbaru dan lebih akurat (yang kemudian menunjukan dark matter yang terkandung di dalam galaksi) adalah 914,000 km/jam. Nilai ini jauh lebih tinggi dari nilai umum sebelumnya 792,000 km/jam. Hasil ini memberi kesimpulan bahwa total masa Bima Sakti adalah sekitar 3 trillion bintang, atau kira kira 50% lebih besar dari perkiraan sebelumnya.

Gambar Galaksi Bima Sakti

5. Galaksi Andromeda

Galaksi Andromeda dengan nama lain Messier 31, M31, atau NGC 224 galaksi di luar galaksi Bima Sakti yang dapat dilihat dengan mata telanjang, asalkan dilihat pada malam yang cerah, tanpa bulan dan tanpa polusi cahaya. Strukturnya mirip dengan galaksi Bima Sakti yaitu berbentuk spiral. Jaraknya sekitar 2,5 juta tahun cahaya. Letaknya di langit adalah di belahan langit utara, sekitar 41 derajat di sebelah utara khatulistiwa langit, baik diamati sekitar bulan September, Oktober, November. Dengan mata telanjang, galaksi ini nampak seperti kabut tipis kecil di langit utara, tapi jika diamati dengan teropong yang dapat menampakkan bintang bintang redup di tepian galaksi Andromeda, ternyata ukuran Andromeda bisa lebih dari 7 kali diamter sudut bulan. Galaksi ini berisi sekitar 1 triliun bintang, dan bergerak mendekati Bima Sakti dengan kecepatan sekitar 300 km/detik

Galaksi Andromeda adalah galaksi yang berbentuk spiral. Jarak yang merentang antar bima sakti dan juga Andromeda itu tergolon dekat dalam pandangan anstronomi, sebab masih banyak karak antar galaksi yang jaraknya lebih fantastis.

Gambar Galaksi Andromeda

6. Galaksi Bertumbukan

Penyebab adanya tumbukan antar galaksi yaitu adanya gaya gravitasi yang terdapat pada daerah galaksi.  Gaya gravitasi ini menyebabkan galaksi-galaksi yang ada itu mengalami pergerakan, hingga akhirnya antar galaksi yang sama-sama mengalami gerak gravitasi ini mendekat dan akhirnya mengalami tumbukan galaksi. Lalu apa yang terjadi jika antar galaksi itu mengalami tumbukan?apakah akan terjadi kiamat? Menurut penelitian anstronomi jiak galaksi itu bertumbukan tidak terjadi kiamat, sebab dalam galaksi itu jarak antar bintang-bintang itu sangat jauh satu sama lain. Sehingga jika terjadi tumbukan kemungkinan kecil akan terjadi tabrakan bintang yang berada dalam galaksi tersebut, selain itu dalam galaksi mempunyai runag hampa yang sangat banyak sekali. Sehingga dengan alaasn bahwa jarak antar bintang yang satu dengan yang lainnya yang sangat jauh dan adanya ruang hampa yang sangat banyak dalam galaksi, memungkinkan jika galaksi mengalami tabrakan tidak terjadi kiamat.

Gambar Galaksi Bertumbukan

7. Gugus Galaksi

Gambar Gugus Galaksi

Seperti halnya bintang-bintang berkelompok dalam galaksi, galaksi-galaksi juga berkelompok membentuk gugus-gugus galaksi. Bima Sakti dan Andromeda beserta sekitar 25 galaksi sekitarnya (termasuk Awan Magellan Besar dan Awan Magellan Kecil) membentuk sebuah gugus galaksi yang kita namakan Rumpun Lokal. Gugus galaksi pun bukannya hanya satu. Ada beribu-ribu gugus galaksi lain selain Rumpun Lokal. Misalnya saja Gugus Virgo yang beranggotakan sekitar 2.500 buah galaksi. Gugus-gugus galaksi yang saling berdekatan membentuk kelompok yang lebih besar lagi yang kita sebut superkluster. Rumpun Lokal (gugus galaksi tempat Bima Sakti berada) bersama-sama dengan gugus-gugus galaksi sekitarnya membentuk superkluster yang kita namakan Superkluster Virgo. Dari hasil pengamatan yang dilakukan oleh Milton Humason dan Edwin Powell Hubble, diperoleh kesimpulan bahwa galaksi-galaksi bergerak menjauhi Bumi (yang berarti menjauhi Bima Sakti) dengan kecepatan yang berbanding lurus dengan jarak galaksi tersebut. Semakin jauh sebuah galaksi terhadap pengamat, semakin besar kecepatan menjauhnya. Hal ini teramati dari spektrum galaksi-galaksi tersebut yang mengalami pergeseran merah. Ini adalah pembuktian dari teori kosmologi yang meramalkan bahwa alam semesta mengembang. Dan galaksi-galaksi ini dibawa oleh ruang yang mengembang. Pengembangan alam semesta inilah yang menyebabkan spektrum dari galaksi-galaksi yang berada semakin jauh dari kita semakin besar pergeseran merahnya. Pergeseran merah yang disebabkan oleh ruang yang mengembang ini disebut pergeseran merah kosmis (pergeseran merah ekspansi). Dengan menganalisa spektrum cahaya galaksi, kita bisa mengetahui seberapa cepat sebuah galaksi menjauhi kita dengan melihat seberapa besar pergeseran spektrum galaksi tersebut.

Gambar Pergeseran Spektrum Galaksi

Jika sekarang yang kita amati adalah galaksi-galaksi saling menjauhi, ini berarti pada masa lalu jarak antar galaksi lebih dekat dibanding sekarang. Dan jika waktu kita telusur terus ke belakang, kita akan tiba pada waktu ketika galaksi-galaksi itu saling bersentuhan, saling bertumpuk menjadi satu. Dari sinilah lahirnya teori Dentuman Besar (Big Bang), yaitu teori terbaik yang kita miliki sekarang ini untuk menerangkan awal dari alam semesta. Teori ini menyatakan bahwa alam semesta bermula dari suatu keadaan terkompresi/terpadatkan dengan kerapatan yang tak terhingga besarnya, dan mulai mengembang semenjak suatu masa tertentu yang kita namakan Dentuman Besar. Dentuman Besar ini diperkirakan terjadi sekitar 10-20 milyar tahun yang lalu. Dari situlah seluruh materi ruang dan waktu berasal, termasuk manusia.

Bahwa di alam semesta ini terdapat banyak galaksi, hanya saja sepanjang penelitian hanya beberapa galaksi yang bisa teridentifikasi, galaksi mempunyai tiga bentuk, yakni bentuk spiral, elips, dan juga tak beraturan. Bumi yang merupakan planet kita ini termasuk dalam galaksi bima sakti, dan galaksi bima sakti ini merupakan bentuk galaksi spiral. Diperkirakan 30 miliar tahun yang akan datang akan terjadi timbukan antar galaksi, dimana galaksi yang diperkirakan bertumbukan adalah galaksi bima sakti dan Andromeda, galaksi Andromeda merupakan galaksi yang paling dekat dengan galaksi kita. Tumbukan galaksi ini dikarenakan adanya gaya gravitasi yang berada pada daerah galaksi. 

***********************