Misteri Galaksi Bima Sakti Yang Terungkap

 

Di dalam galaksi bima sakti terdapat sistem Tata Surya, yang didalamnya terdapat planet Bumi tempat kita tinggal. Istilah “Bima Sakti” berasal dari tokoh berkulit hitam dalam pewayangan, yaitu Bima. Istilah ini muncul karena orang Jawa kuno melihatnya sebagai bayangan hitam yang dikelilingi semacam “aura” cemerlang. Sementara itu, masyarakat Barat menyebutnya “milky way” sebab mereka melihatnya sebagai pita kabut bercahaya putih yang membentang pada bola langit. Pita kabut atau “aura” cemerlang ini sebenarnya adalah kumpulan jutaan bintang dan juga sevolume besar debu dan gas yang terletak di piringan atau bidang galaksi. Pita ini tampak paling terang di sekitar rasi Sagitarius, dan lokasi tersebut memang diyakini sebagai pusat galaksi. Dengan kemajuan teknologi teleskop berbagai misteri galaksi Bimasakti mulai terungkap lebih jelas.

Galaksi adalah sebuah sistem yang terikat oleh gaya gravitasi yang terdiri atas bintang (dengan segala bentuk manifestasinya, antara lain bintang neutron dan lubang hitam), gas dan debu kosmik medium antarbintang, dan kemungkinan substansi hipotetis yang dikenal dengan materi gelap.

 Kata galaksi berasal dari bahasa Yunani galaxias [γαλαξίας], yang berarti “susu,” yang merujuk pada galaksi Bima Sakti (Milky Way). Tipe-tipe galaksi berkisar dari galaksi kerdil dengan sepuluh juta (10⁷) bintang hingga galaksi raksasa dengan satu triliun  (10¹²) bintang, semuanya mengorbit pada pusat galaksi. Matahari adalah salah satu bintang di galaksi Bima Sakti; tata surya termasuk bumi dan semua benda yang mengorbit matahari.

Kemungkinan terdapat lebih dari 100 milyar (10¹¹) galaksi pada alam semesta teramati. Sebagian besar galaksi berdiameter 1000 hingga 100.000  parsec dan biasanya dipisahkan oleh jarak yang dihitung dalam jutaan parsec (atau megaparsec). Ruang antar galaksi terisi dengan gas yang memiliki kerapatan massa kurang dari satu atom per meter kubik. Sebagian besar galaksi diorganisasikan ke dalam sebuah himpunan yang disebut klaster, untuk kemudian membentuk himpunan yang lebih besar yang disebut superklaster. Struktur yang lebih besar ini dikelilingi oleh ruang hampa di dalam alam semesta.

Meskipun belum dipahami secara menyeluruh, materi gelap terlihat menyusun sekitar 90% dari massa sebagian besar galaksi. Data observasi menunjukkan lubang hitam supermasif kemungkinan ada pada pusat dari banyak (kalau tidak semua) galaksi. Kata galaksi diturunkan dari istilah bahasa Yunani untuk Milky Way, galaxias (γαλαξίας), atau kyklos galaktikos. Kata ini berarti “lingkaran susu”, sesuai dengan penampakannya di angkasa. Dalam mitologi Yunani, Zeus menempatkan anak laki-lakinya yang dilahirkan oleh manusia biasa, bayi Heracles, pada payudara Hera ketika Hera sedang tidur sehingga bayi tersebut meminum susunya dan karena itu menjadi manusia abadi. Hera terbangun ketika sedang menyusui dan kemudian menyadari ia sedang menyusui bayi yang tak dikenalnya: ia mendorong bayi tersebut dan air susunya menyembur mewarnai langit malam, menghasilkan pita cahaya tipis yang dikenal dalam bahasa Inggris sebagai Milky Way (jalan susu).

Galaksi Bimasakti

Bima Sakti adalah galaksi spiral yang besar termasuk dalam tipe Hubble SBbc dengan total masa sekitar 10¹² massa matahari, yang memiliki 200-400 milyar bintang dengan diameter 100.000 tahun cahaya dan ketebalan 1000 tahun cahaya. Jarak antara matahari dan pusat galaksi diperkirakan 27.700 tahun cahaya. Di dalam galaksi bima sakti terdapat sistem Tata Surya, yang didalamnya terdapat planet Bumi tempat kita tinggal. Diduga di pusat galaksi bersemayam lubang hitam supermasif (black hole). Sagitarius A dianggap sebagai lokasi lubang hitam supermasif ini. Tata surya kita memerlukan waktu 225–250 juta tahun untuk menyelesaikan satu orbit, jadi telah 20–25 kali mengitari pusat galaksi dari sejak saat terbentuknya. Kecepatan orbit tata surya adalah 217 km/d.

Di dalam bahasa Indonesia, istilah “Bima Sakti” berasal dari tokoh berkulit hitam dalam pewayangan, yaitu Bima. Istilah ini muncul karena orang Jawa kuno melihatnya sebagai bayangan hitam yang dikelilingi semacam “aura” cemerlang. Sementara itu, masyarakat Barat menyebutnya “milky way” sebab mereka melihatnya sebagai pita kabut bercahaya putih yang membentang pada bola langit. Pita kabut atau “aura” cemerlang ini sebenarnya adalah kumpulan jutaan bintang dan juga sevolume besar debu dan gas yang terletak di piringan/bidang galaksi. Pita ini tampak paling terang di sekitar rasi Sagitarius, dan lokasi tersebut memang diyakini sebagai pusat galaksi.

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 milyar bintang dan mungkin hingga 400 milyar 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.

Diperkirakan ada 4 spiral utama dan 2 yang lebih kecil yang bermula dari tengah galaksi. Dan dinamakan sebagai berikut:

• Lengan Norma
• Lengan Scutum-Crux
• Lengan Sagitarius
• Lengan Orion atau Lengan Lokal
• Lengan Perseus
• Lengan Cygnus atau Lengan Luar

Bima Sakti (Milky Way), galaksi tempat beradanya Bumi, ternyata berputar jauh lebih cepat dan memiliki massa 50 persen lebih besar ketimbang perkiraan sebelumnya Sebagai akibatnya, kemungkinan Bima Sakti bertabrakan dengan galaksi lain semakin besar, demikian menurut sebuah laporan yang disiarkan Senin. Sebuah tim astronom internasional, dengan bantuan 10 teleskop yang tersebar di antara Hawaii, Karibia dan AS timurlaut, memastikan bahwa Bima Sakti berputar pada kecepatan 161.000 kilometer per jam lebih cepat daripada yang dibayangkan sebelumnya. Naiknya kecepatan meningkatkan massa Bima Sakti dengan 50 persen, kata Mark Reid, dari Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian, dalam riset yang disampaikan pada pertemuan Masyarakat Astronomi Amerika pada pekan ini di Long Beach, California. “Kita tak akan lagi berpikir bahwa Bima Sakti adalah adik Galaksi Andromeda,” kata Reid dalam sebuah pernyataannya, seperti dikutip AFP.

Namun demikian, massa yang lebih besar itu juga berarti bahwa Bima Sakti memiliki tarikan gravitasi yang lebih besar, sehingga meningkatkan kemungkinan bertabrakan dengan Galaksi Andromeda atau galaksi-galaksi yang lebih kecil di dekatnya, katanya.

Sistem tata surya tempat Bumi menjadi salah satu anggota keluarganya jaraknya sekitar 28.000 tahun cahaya dari pusat Bima Sakti. Pada kejauhan ini, pengukuran baru memperlihatkan bahwa galaksi itu berputar dengan kecepatan 965.000 kilometer per jam, dibandingkan dengan perkiraan sebelumnya 804,672 kilometer per jam, ujar para astronom. Pangamatan baru dari jaringan teleskop radio itu “menghasilkan pengukuran langsung yang lebih akurat mengenai jarak dan gerakan mereka. Pengukuran ini menggunakan metode triangulasi surveyor tradisional dan tidak tergantung apa asumsi apapun yang didasarkan pada hal lain, seperti kecemerlangan. Pengukuran langsung ini “merevisi pemahaman kita atas struktur dan gerakan Galaksi kita. Sulit untuk memastikan struktur Bima Sakti karena Bumi berada di dalamnya. Untuk galaksi lainnya, dapat dengan mudah dilihat melalui strukturnya, namun tak bisa dilakukan hal ini untuk mendapatkan citra secara keseluruhan Bima Sakti.

Lebih ringan dari dugaan semula

Massa Galaksi Bima Sakti diprediksi sekitar 1 triliun kali massa Matahari. Namun, hasil perhitungan terbaru ini lebih kecil dari prediksi sebelumnya. Perkiraan sebelumnya menyatakan bahwa massa galaksi yang menjadi rumah tata surya itu diperkirakan mencapai 2 triliun kali massa Matahari meski dengan estimasi minimum 750 juta kali. Namun, dengan data-data lebih banyak saat ini, para pakar astrofisika dapat memprediksi massanya dengan lebih akurat.

Perkiraan ini diperoleh berdasarkan hasil perkiraan massa kumpulan bintang-bintang yang teramati di bagian halo galaksi tersebut. Halo di sini merupakan bagian galaksi yang berada di cakram utama. Dengan mengukur kecepatan edar bintang-bintang tersebut, besar gaya gravitasi yang diperlukan galaksi untuk menjaganya di orbit dapat diketahui. Massa galaksi juga dapat diketahui dari hasil turunan persamaan dalam perhitungan ini. “Galaksi ini ternyata lebih ringan dari perkiraan kita,” ujar Xiangxiang Xue dari Observatorium Astronomi Nasional China, ketua tim peneliti. Namun, hal tersebut juga menunjukkan bahwa kandungan materi hitam tidak sebesar perkiraan.

Massa galaksi merupakan campuran antara bintang-bintang, debu kosmis, gas, dan materi hitam yang masih misterius wujudnya. Dengan kandungan materi hitam yang tidak banyak, ini berarti konversi energi galaksi menjadi helium dan hidrogen, yang merupakan bahan bakar bintang, lebih efisien. “Total massa galaksi sulit dihitung karena kita berada di dalamnya. Namun, hal tersebut harus diketahui jika kita ingin memahami bagaimana Galaksi Bima Sakti terbentuk atau membandingkannya dengan galaksi asing yang terlihat utuh dari Bumi,” ujar Timothy Beers, peneliti lainnya dari Michigan State University, AS.

Prediksi sebelumnya hanya menggunakan data 500 bintang. Sementara prediksi terakhir telah menggunakan data lebih dari 2.400 bintang. Semakin besar data yang dipakai, semakin tinggi tingkat akurasinya. Hasil penelitian terbaru ini akan dipublikasikan dalam Astrophysical Journal

Galaksi Andromeda dan Bimasakti bergerak mendekat

Data dari peneropongan puluhan teleskop raksasa di dunia telah mengungkap proses yang terjadi di jagat raya. Diketahui Galaksi Bimasakti dan Andromeda atau M31 bergerak mendekat. Dalam dua miliar tahun, dua galaksi itu akan mulai bertabrakan. Saat itu akan mengakibatkan kiamat bagi bumi yang berada di Galaksi Bimasakti.  Perangkat WWT terdiri atas teleskop elektron yang dihubungkan dengan sistem komputer interaktif. Di dalamnya berisi database yang memuat paduan gambar benda-benda di antariksa yang diambil dari 21 teleskop yang tersebar di dunia. Pemaduan gambar yang jumlahnya mencapai jutaan itu dilakukan Jim Crey dari Microsoft. Data yang diberikan NASA untuk WWT atau publik merupakan data pemantauan enam bulan silam.

Peristiwa supernova paling muda sepanjang catatan sejarah

Para astronom telah mendeteksi terjadinya supernova di Galaksi Bima Sakti yang terjadi 140 tahun lalu. Ledakan bintang yang terjadi di dekat pusat Galaksi Bima Sakti itu mungkin peristiwa supernova paling muda sepanjang catatan sejarah. Peristiwa tersebut didaftarkan dengan nama G1.9+0.3. Lokasi kejadian berada pada rasi bintang Sagitarius yang berjarak 26.000 tahun cahaya dari Bumi.  Terjadinya supernova tersebut sekitar dua abad lebih muda daripada Cassiopeia A, supernova termuda sebelumnya di Galaksi Bima Sakti yang terjadi tahun 1680. Tim astronom yang dipimpin Stephen Reynolds dari Nortyh Carolina State University tidak merekamnya langsung dengan teleskop namun melacaknya dari jejak partikel-partikel yang dipancarkan ke sekitarnya.

Partikel yang disebut SNRs (supernova remnants) ini tak terdeteksi teleskop optik namun jelas terlihat menggunakan teleskop radio atau sinar-X. Identitas supernova dianalisis dari citra rekaman teleskop di observatorium sinar-X Chandra dan teleskop radio VLA (very large array) di National Radio Astronomy Observatory.

“Beruntung sekali, pergerakan gas akibat ledakan ini masih jelas terlihat dalam gelombang radio dan sinar-X meski sudah ribuan tahun,” ujar Reynolds yang melaporkan penelitian tersebut dalam the Astrophysical Journal edisi 10 januari 2008. Pacaran cahaya akibat ledakan tersebut diperkirakan dapat dilihat antara tahun 1870-1900 dan mungkin telah menghasilkan bintang baru.

Supernova selama ini memang diyakini memegang peran penting dalam siklus hidup matinya galaksi. Ledakan tersebut terjadi saat sebuah bintang mendekati ajalnya karena kehabisan seluruh bahan bakarnya. Hal tersebut menyebabkan dindingnya runtuh ke dalam intinya dan memicu reaksi ledakan yang memancarkan semua materinya dan cahaya menyilaukan.

Pancaran partikel ikut memicu pembentukan bintang baru. Di lain pihak, seiring dengan bergeraknya partikel-partikel yang dipancarkan, pusat ledakan dapat membentuk bintang neutron atau sebuah lubang hitam. Supernova tergolong jarang karena saat ini diperkirakan terjadi tiga supernova di Galaksi Bima Sakti dalam seabad.

Terancam Ditabrak Awan Raksasa

Gumpalan awan raksasa yang mengandung gas hidrogen dalam volume sangat besar tengah melesat mendekati piringan Galaksi Bima Sakti, tempat tata surya kita berada. Tabrakan dahsyat yang diperkirakan terjadi antara 20-40 juta tahun lagi akan menghasilkan kembang api spektakuler di langit.  Objek tersebut diberi nama Awan Smith, diambil dari nama Gail Smith, seorang astronom AS yang mendeteksinya pertama kali pada tahun 1963 saat meneliti di Universitas Leiden, Belanda. Sejak ditemukan, para astronom masih berdebat apakah awan tersebut benar-benar mendekati galaksi Bimasakti atau menjauhinya.

Rekaman data yang ada selama ini masih terbatas dan tidak jelas apakah objek tersebut bagian dari kabut Bimasakti atau masih bergerak ke arahnya. Sejauh ini, para peneliti hanya mendeteksi gas dan tidak ada satupun bintang di dalamnya. Satu-satunya cara melihtanya adlah dengan teleskop radio karena gas dingin tidak memancarkan cahaya, tetapi memantulkan gelombang radio.

Jika dilihat dari Bumi, lebar gumpalan awan tersebut sebanding dengan 30 kali lebar Bulan. Dari kepala ke ujung ekornya cukup untuk menyelimuti rasi bintang Orion.

Hasil pengamatan baru menggunakan teleskop radio terkendali paling besar di dunia, Teleskop Green Bank (GBT) di Virginia Barat, AS, menunjukkan bahwa objek tersebut bergerak ke arah galaksi Bimasakti. Bahkan, seperti dilaporkan gabungan tim astronom dari Observatorium Astronomi Radio Nasional AS (NRAO) dan Universitas Winconsin Whitewater dalam pertemuan Masyarakat Astronomi Amerika ke-211 di Austin, Texas baru-baru ini, gaya dorongnya telah menyentuh kabut Bimasakti. “Jika tabrakan terjadi, hal tersebut akan memicu lahirnya formasi bintang-bintang baru. Akan banyak bintang raksasa yang terbentuk, berumur pendek, dan meledak sebagai supernova yang memancarkan cahaya menyilaukan,” ujar Ketua tim peneliti, DR. Felix Lockman, dari NRAO.

Sebab, Awan Smith membawa energi sangat besar berupa gas hidrogen yang cukup untuk membentuk jutaan bintang seukuran Matahari. Awan Smith merupakan gumpalan gas yang berukuran panjang mencapai 11.000 tahun cahaya dan lebar 2.500 tahun cahaya. Objek tersebut saat ini berada 40.000 tahun cahaya dari Bumi dan 8.000 tahun cahaya dari piringan Bimasakti.

Objek yang pantas disebut kabut monster di ruang kosmos ini bergerak dengan kecepatan 240 kilometer perdetik dan diperkirakan menabrak piringan galaksi Bimasakti dengan kemiringan 45 derajat. Tabrakan akan terjadi di pinggir piringan Bimasakti yang jarak ke pusatnya hampir sama dengan jarak tata surya kita ke pusat galaksi. Namun, posisinya jauh dari tata surya kita, diperkirakan berjarak 90 derajat terhadap pusat piringan. Sejauh ini masih tidak diketahui dari  mana asalnya, apalagi orbitnya membingungkan, namun dapat dikatakan bahwa ia mulai berinteraksi dengan bagian terluar Bimasakti.

Hubble Ungkap Puluhan Tabrakan Galaksi

Teleskop ruang angkasa Hubble telah mengungkap puluhan kejadian yang menakjubkan tersebut dalam sejumlah foto yang direkam sejak beroperasi. Peristiwa tersebut tentu lebih sering terjadi di awal perkembangan alam semesta. Saat itu ruang lebih sempit, jarak antara galaksi yang satu dengan lainnya lebih dekat sehingga peluang tabrakan lebih besar.  Tabarkan galaksi dipicu gaya gravitasi atau tarik-menarik dari dua galaksi yang saling berdekatan. Biasanya, proses tabrakan diawali dengan pembentukan jembatan material, berupa rantai gas dan debu yang menghubungkan kedua galaksi. Meski pertemuan ini berjalan hingga ratusan kilometer per jam, proses tabrakan bisa berlangsung ratusan juta tahun.

Gas dan debu akan berangsur-angsur terkumpul di inti galaksi. Saat kedua intinya sangat dekat,gas dan debu akan tertarik dengan sangat cepat dan menghasilkan getaran kuat yang tersebar ke segala arah. Kumpulan gas dan debu yang sangat pekat merupakan tempat kelahiran bintang-bintang baru yang berwarna biru saat masih muda.   Proses interaksi yang dapat memicu tabrakan tidak berhenti saat ini. Galaksi Bima Sakti yang merupakan tempat tata surya kita berada, misalnya, diperkirakan akan bertabrakan dengan galaksi terdekat, andromeda, sekitar 2 miliar tahun lagi dan membentuk Milkomeda. Bima Sakti juga tengah menyedot galaksi lebih kecil yang disebut galaksi galaksi elips kerdil Sagitarius.
 
Teleskop Hubble berhasil merekam tabrakan galaksi dalam berbagai tahap. Bentuknya juga sangat bervariasi, jika dilihat sekilas ada yang seperti sebuah sikat gigi, atau seekor burung hantu yang tengah terbang. Semuanya ada 59 foto tabrakan galaksi yang dirilis sejak Kamis (24/4) sebagai peringatan 18 tahun peluncuran Hubble.

http://mediaanakindonesia.wordpress.com/2010/11/19/galaksi-bima-sakti-dan-berbagai-misteri-yang-telah-terungkap/