Jenis-Jenis Galaksi
Galaksi, seperti halnya
obyek lain di alam semesta ini memiliki ukuran, bentuk, massa, dan luminositas
yang bervariasi. Ada tiga bentuk galaksi, yaitu bentuk spiral, eliptis dan
bentuk yang tak teratur, tetapi yang terbanyak dari ketiganya adalah bentuk spiral
dan eliptis.
A. Galaksi Spiral
Gambar 1. Galaksi Spiral
Salah satu contoh
galaksi spiral adalah galaksi Bima Sakti. Galaksi ini terdiri dari inti,
piringan, halo, dan lengan spiral. Materi antar bintang berupa awan gas dan
debu umunya terdapat pada lengan spiral galaksi. Juga sering nampak adanya
nebula yang terang dan penyerapan cahaya oleh debu antar luar bintang. Lengan
spiral berisikan bintang biru berusia muda, termasuk maharaksasa yang sangat
terang. Bagian-bagian utama galaksi spiral adalah halo, bidang galaksi
(termasuk lengan spiral), dan bulge (bagian pusat galaksi yang menonjol).
Anggota galaksi spiral adalah bintang-bintang muda dan tua. Bintang-bintang tua
terdapat pada gugus-gugus bola yang tersebar menyelimuti galaksi.
Gugus bintang terbuka
dapat terlihat dalam lengan spiral yang terdekat, dan gugus bola kebanyakan
terlihat dalam halo. Bintang-bintang muda terdapat di lengan spiral galaksi
yang berada di bidang galaksi. Bintang-bintang muda ini masih banyak diselimuti
materi antar bintang, yaitu bahan yang membentuk bintang itu. Bulge pada
galaksi spiral adalah bagian yang paling padat. Pada Bima Sakti, pusat galaksi
terletak di arah Rasi Sagittarius, tetapi kita tidak dapat mengamatinya dengan
mudah, karena materi antar bintang banyak menyerap cahaya yang berasal dari
pusat galaksi itu. Galaksi spiral berotasi dengan kecepatan yang jauh lebih
besar dari galaksi elips. Kecepatan rotasinya yang besar itulah yang
menyebabkan galaksi ini memipih dan membentuk bidang galaksi. Besar kecilnya
kecepatan rotasi pada galaksi spiral ini bergantung pada massa galaksi
tersebut. Kecepatan rotasi tiap bagian galaksi spiral sendiri tidaklah sama.
Semakin ke arah pusat galaksi, kecepatan rotasinya semakin besar.
Bagian bulge adalah daerah di galaksi yang kepadatan bintangnya paling
tinggi. Bintang-bintang tua lebih banyak ditemukan daripada bintang muda,
karena sangat sedikit materi pembentuk bintang yang terdapat di sini. Bulge ini
berbentuk elipsoid seperti bola rugby. Bintang-bintang di dalamnya bergerak
dengan kecepatan tinggi dan orbit yang acak, tidak sebidang dengan bidang
galaksi. Dari perhitungan kecepatan orbit bintang-bintang di dalamnya,
diperoleh kesimpulan bahwa terdapat sebuah benda bermassa sangat besar yang
berada di pusat Galaksi yang jauh lebih besar daripada perkiraan sebelumnya.
Benda tersebut diyakini adalah sebuah lubang hitam supermasif, yang
diperkirakan terdapat di bagian pusat semua galaksi spiral. Termasuk juga di
galaksi Andromeda, galaksi spiral terdekat dari Galaksi kita.
Komponen kedua adalah halo. Berbentuk bola, ukuran komponen ini sangat
besar hingga jauh membentang melingkupi bulge dan piringan, bahkan mungkin
lebih jauh daripada batas terluar piringan galaksi yang bisa kita amati. Objek
yang menjadi penyusun halo dibagi menjadi dua kelompok, yaitu stellar halo dan
dark halo. Yang dimaksud dengan stellar halo adalah bintang-bintang yang berada
di bagian halo. Namun hanya sedikit ditemukan bintang individu di bagian ini.
Yang lebih dominan adalah kelompok bintang-bintang tua yang jumlah bintang
anggotanya mencapai jutaan buah, yang disebut dengan gugus bola (globular
cluster).
Di bagian piringan terdapat bintang-bintang muda serta gas dan debu antar
bintang yang terletak di lengan spiral. Banyak ditemukannya bintang muda dan
gas antar bintang sangat berkaitan erat, karena gas adalah materi utama
pembentuk bintang. Di beberapa lokasi bahkan ditemukan bintang-bintang muda
yang masih diselimuti gas, yang menandakan bahwa bintang-bintang tersebut baru
terbentuk. Sedangkan banyaknya debu di piringan membuat pengamat di Bumi
kesulitan untuk melakukan pengamatan visual di sekitar bidang Galaksi, terutama
ke arah pusat Galaksi (lihat gambar di atas). Karenanya, pengamatan di sekitar
bidang Galaksi akan memberikan hasil yang lebih baik jika dilakukan di daerah
panjang gelombang radio dan infra merah yang tidak terpengaruh oleh debu antar
bintang.
Di samping galaksi Bima
Sakti dan Andromeda, beberapa galaksi spiral lainnya yang menonjol antara lain
galaksi M.51 dan galaksi M.33. Sebagian kecil galaksi spiral menampakkan
seperti bintang yang berputar melalui intinya, dan lengan yang berbentuk
spiralnya baru mulai pada ujung batang. Batang spiral ini kadang-kadang
berisikan materi antar bintang dan bintang muda. Galaksi spiral berdiameter
antara 200.000 sampai 100.000 tahun cahaya dan halo terentang jauh lebih besar
dari pada diameter piringannya. Massa galaksi spiral antara 109
sampai 1012 massa matahari.
B. Galaksi Eliptis
Lebih dari 2/3 galaksi
yang tampak menonjol di langit termasuk dalam galaksi spiral. Akan tetapi
sebenarnya kebanyakan galaksi dalam ruang semesta ini luminositasnya relatif
rendah, sehingga tidak terlihat dari jarak yang sangat besar. Kebanyakan
galaksi ini tergolong jenis galaksi eliptis. Lebih jauh, pada galaksi eliptis
ini umumnya banyak terdapat gugus bintang. Jadi galaksi jenis eliptis ini jauh
lebih banyak dari pada jenis galaksi
spiral.
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 atas dari galaksi tersebut. Yang termasuk tipe galaksi ini adalah
mulai dari galaksi yang berbentuk bundar sampai galaksi yang berbentuk bola
pepat. Struktur galaksi tipe ini tidak terlihat dengan jelas. Galaksi elips
sangat sedikit mengandung materi antar bintang. Galaksi eliptis merupakan
sistem speris ataupun ellipsoidal yang hampir seluruhnya terdiri dari bintang
tua. Galaksi eliptis ini lebih menyerupai komponen inti dan halo dari galaksi
spiral. Tidak ada ditemukan nebula terang dalam galaksi eliptis ini. Kebanyakan
bintang terkonsentrasi ke arah pusatnya sedangkan semakin keluar tersebar dengan
sangat jarang meluas sampai jarak yang sangat besar sehingga tidak jelas
batasannya dengan ruang angkasa. Itulah sebabnya sukar untuk menentukan ukuran
dari galaksi eliptis ini. Bentuk galaksi eliptis tidak berbnetuk piringan menandakan
bahwa galaksi ini rotasinya lambat, tetapi tidak secepat rotasi galaksi spiral.
Galaksi eliptis memiliki
ukuran, massa dan luminositas dalam rentang yang jauh lebih besar dari galaksi
spiral. Misalnya galaksi M.87 luminositasnya lebih besar dari galaksi spiral
yang dikenal, seperti misalnya galaksi Andromeda. Demikian pula dengan massanya
bisa mencapai 1013 massa matahari. Namun galaksi Leo II, merupakan
galaksi eliptis katai dengan lumoniositas sekitar 106 lumoniositas
matahari dengan diameternya sekitar 5000 tahun cahaya. Galaksi ini jaraknya
sekitar 750.000 tahun cahaya.
C. Galaksi Tak Teratur (Irregular).
Galaksi tak beraturan
adalah tipe galaksi yang tidak simetri dan tidak memiliki bentuk khusus, tidak
seperti dua tipe galaksi yang lainnya. Anggota dari galaksi tipe ini terdiri
dari bintang-bintang tua dan muda. Beberapa persen dari galaksi yang amat terang
di langit adalah tergolong galaksi tak teratur. Jenis galaksi irregular ini
terbagi dalam dua kelompok yaitu disebut kelompok Irr I dan kelompok Irr II.
Kelompok Irr I ini terdiri dari bintang klas O dan B dan nebula terang. Contoh
dari kelompok Irr I ini adalah awan Magellan besar dan Awan Magellan kecil,
suatu galaksi tetangga yang paling dekat dengan kita. Galaksi tipe ini
berisikan banyak gugus bintang, bintang variabel, maharaksasa, dan nebula gas.
Galaksi ini terdiri dari bintang tua maupun bintang muda.
Galaksi Irr II tetap
menyerupai Irr I, tetapi tidak menampakkan adanya bintang maupun gugus bintang
yang bisa dipisah secara jelas dari galaksi ini sehinga menampakkan susunan
yang tak berbentuk (amorfus). Ini menandakan bintang-bintang dalam galaksi ini
tidak cukup terang untuk bisa diamati secara terpisah sendiri. Di samping tiga
jenis galaksi yang telah diuraikan, masih ada beberapa tipe seperti tipe CD, N
dan S.
D. Galaksi Radio
Penemuan radio kosmik
pada tahun 1913 memperlihatkan bahwa energi radio kontinu itu dipancarkan dari
piringan dan halo dari galaksi kita.
Semenjak Perang Dunia II telah ditemukan ribuan sumber radio deskrit
yang masing-masing menempati daerah yang kecil di langit. Sebagian dari sumber
deskrit ini dikenal sebagai ekstragalaktika.
Identifikasi pertama
sumber radio dengan obyek ekstragalaktika ini dibuat pada tahun 1951. Salah
satu sumber radio yang terkuat di antariksa ditemukan dalam tahun 1948 yang
dinamakan Cygnus A di rasi bintang Cygnus. Walaupun semua galaksi
memancarkan gelombang radio, kebanyakan adalah normal. Sama seperti galaksi Bima
Sakti, yang memancarkan gelombang radio dengan spektrum kontinu yang
dipancarkan dari piringan dan halo, dan jumlah radiasinya rerata antara 1033
sampai 1034 J/s, sangat kecil bila dibandingkan dengan energi
yang dihasilkan dalam gelombang kasatmata. Di samping itu telah banyak galaksi
telah diamati adanya garis hydrogen netral. Pergeseran Doppler dari geris emisi
ini menandakan kecepatan radial yang sama untuk suatu galaksi, sama seperti
seperti pergeseran garis spektrum kasatmatanya.
Sebaliknya ada galaksi
yang memancarkan energi radio yang luar biasa dalam jumlah yang sangat besar
sekitar 1037 J/s, suatu jumlah energi yang sama dengan atau lebih
besar dari pada luminositas optisnya, sehingga dinamakan galaksi radio. Galaksi
radio dalam aspek visualnya menyerupai galaksi biasa, tetapi yang lainnya
memiliki ciri yang unik, yang terkait dengan luminositas radionya yang luar
biasa. Misalnya galaksi NGC 1068, memancarkan energi radio 100 kali galaksi spiral
biasa. Demikian pula M87, suatu galaksi eliptik raksasa di rasi Virgo
memancarkan energi radio ribuan kali lebih banyak dari jenis galaksi ini yang
paling terang.
Beberapa galaksi radio
cukup kompleks seperti sumber Cygnus A yang walaupun jaraknya 109
tahun cahaya namun memiliki sumber radio terkuat yang teramati. Daya yang
dipancarkan oleh sumber Cygnus A pada frekuensi radio sekitar 1038
J/s, jauh lebih banyak dari pada cahaya kasatmata yang dihasilkan oleh galaksi
yang terlihat. Ternyata beberapa sumber yang amat kuat dalam galaksi radio
menentukan sifat yang luar biasa, seperti memiliki daya sampai 1040
J/s atau sekitar 100 triliun kali luminositas matahari. Ini merupakan obyek
yang sangat mampat, dan memiliki medan magnetik yang sangat kuat. Semua ini
menunjukkan bahwa objek ini adalah suatu sumber energi yang sangat kuat yang
kecil mampat. Diperkirakan energinya berasal dari massa yang ribuan juta kali
massa matahari.
2. 1
Quarsars
Dalam tahun 1960 ditemukan dua sumber radio yang
diidentifikasi bersumber dari suatu bintang. Tahun 1963 ditemukan lagi dua buah
sumber ‘bintang radio’. Hal ini merupakan objek yang sangat membingungkan para
astronom sebab spektrum optisnya memperlihatkan garis emisi yang pada mulanya
tidak dapat diidentifikasi dengan unsur kimia yang ada. Karena sumber radio ini
tampak amat menyerupai bintang dalam teleskop optis dan cirinya sangat mirip
bintang, maka objek ini dinamakan ‘quarsars’ singkatan dari ‘quasi stellar
radio sources’ atau sering pula disebut ‘QSS’ singkatan dari Quasi Stellar
Sources.
Dalam tahun 1963 Schmidt menemukan bahwa quarsar
ini spektrumnya memiliki pergeseran merah yang sangat besar. Hal ini sangat
membingungkan para astronom karena objek ini relatif terang. Pergeseran ini
menandakan objek ini sangat jauh namun merupakan sumber energi yang luar biasa
besarnya, jauh lebih besar dari pada benda yang dikenal dalam astronomi sampai
dewasa ini. Berdasarkan perhitungan, energi yang dicapainya beberapa kali lebih
besar dari keseluruhan energi dari seluruh bintang dalam galaksi Bima Sakti.
Sejak tahun 1980-an telah ditemukan lebih banyak
lagi objek seperti ini, bahkan sampai ratusan quarsars, dan ternyata semua
memiliki ciri yang sama. Umumnya quarsas sangat terang dalam seluruh panjang
gelombang. Energi radionya seterang galaksi radio yang paling terang dan cahaya
kasatmatanya jauh lebih terang daripada galaksi eliptis yang paling terang dan
magnitudonya mutlak mencapai rentang antara -25 sampai -26. Dalam kenyataannya,
cahayanya sangat biru, lebih biru dari semua bintang di langit. Salah satu
cirinya yang dapat dikenal adalah radiasi ultravioletnya sangat berlebihan
dibandingkan dengan bintang atau galaksi biasa. Hampir semua QSS itu variabel,
bak dalam emisi radio maupun dalam cahaya kasatmatanya, dan variasinya tidak
teratur atau acak. Karena QSS itu luminositasnya tinggi, perubahan dalam
magnitudonya berarti terjadi pelepasan nenergi dalam jumlah yang sangat besar.
Spektrum quarsas memiliki beberapa komponen: a) spektrum
kontinu dengan rentang dari gelombang radio sampai sinar-X, bahkan mungkin
sinar gamma. Namun dari data teleskop sinar –X Einstein menunjukkan bahwa hampir
semua quarsars merupakan pemancar sinar –X. b) Quarsars juga sering memiliki
garis absorbs yang berasal dari materi yang sebelumnya dipancarkan oleh
quarsars itu.
Perhitungan dari perubahan terangnya objek ini
dapat disimpulkan bahwa objek ini berdiameter sekitar satu tahun cahaya.
Sedangkan rerata galaksi berdiameter dalam ukuran ribuan tahun cahaya. Pergeseran
Doppler yang sangat besar menunjukkan bahwa objek ini menjauh dengan laju
sekitar 0,9 laju cahaya. Kebanyakan peneliti memandang pergeseran merah dari
quarsars ini sebagai indikasi bahwa jaraknya amat jauh dan memiliki laju yang
jauh lebih besar dari kebanyakan galaksi lainnya dengan kecepatan sampai
225.000 km/s. menurut grafik Hubble, ini menunjukkan jaraknya anatara 10 sampai
12 milyar tahun cahaya. Jarak ini mendekati batas teoritik dari ukuran jagad
raya yang tampak. Bila gerak menjauh, kita relatif terhadap objek makin
mendekati laju cahaya, gelombang cahaya yang kita terima menjadi makin
memanjang, tidak lagi dalam gelombang cahaya, tetapi dalam gelombang radio.
Penemuan bahwa semua quarsars itu berada pada jarak
yang sangat jauh serta memiliki laju yang sangat besar, ini memberikan dukungan
yang sangat kuat pada hukum Hubble, dan secara langsung telah memperkuat teori
The Big Bang yang menyatakan bahwa jagad raya ini mengembang dan telah berubah
dengan waktu. Bila quarsars itu betul-betul begitu jauh, sesungguhnya kita
melihat baik dalam waktu melihat siss-sisa dari tahapan awal dari alam semesta
kita, mungkin sebelum sistem galaksi yang sebenarnya itu tersusun.
Dalam tahun 1965
ditemukan adanya radiasi yang amat lemah dari semua arah dalam ruang angkasa
dan pada panjang gelombang yang sama. Inilah panjang gelombang khusus yang
telah diramalkan oleh Garnov dan Dieke yang diramalkan diterima dari ledakan
Big Bang asli yang tetap mengalir melalui sistem alam semesta. Radiasi aslinya
adalah pada daerah sinar –X tetapi bertambah panjang karena kecepatan radial
sehingga sekarang radiasi ini kita terima sebagai gelombnag radio yang panjang.
Penemuan ini telah memberikan bukti fakta yang lebih banyak lagi bagi teori The
Big Bang.
0 komentar :
Post a Comment