Penulis: Matt Williams
Kompilasi: Camelion
Pengulas: yangfz
Gambar 1: Bima Sakti kita, termasuk Orion, Sagitarius, Perseus, dan Persegi Panjang Ada batang spiral di tengah galaksi. Matahari kita berada di tepi bagian dalam lengan spiral Orion.
Sebagai tempat kelahiran umat manusia, Bima Sakti memiliki diameter sekitar 120.000 hingga 180.000 tahun cahaya. Tata surya kita berjarak sekitar 2,7 tahun cahaya dari pusat galaksi, di tepi bagian dalam lengan yang disebut spiral Orion. Tentu kita sudah familiar dengan ini sejak SD. Namun Bima Sakti sebenarnya memiliki banyak sekali informasi renda yang menarik, saya yakin membaca ini pasti akan meninggalkan kesan yang mendalam bagi Anda.
1. Bima Sakti melengkung
"Lekukan" yang disebutkan di sini bukan berarti lekukan beberapa lengan spiral, tetapi lekukan pelat perak. Kita tahu bahwa Bima Sakti adalah "lempengan" dengan diameter 120.000 hingga 180.000 tahun cahaya, dan tonjolan sekitar 12.000 tahun cahaya muncul di tengahnya. Ini adalah pemahaman kita yang biasa. Tapi nyatanya, piring ini tidak datar, tapi sangat mirip dengan gambar di bawah ini, justru melengkung.
Gambar 2: Galaksi spiral melengkung ESO 510-13, yang sangat mirip dengan Bima Sakti kita.
Mengapa Bima Sakti melengkung? Para astronom percaya ini terutama disebabkan oleh dua tetangga galaksi kita - Awan Magellan Besar dan Kecil.
Gambar 3: Awan Magellan Besar (kanan atas) dan Awan Magellan Kecil (kiri bawah)
Kedua galaksi kerdil ini, yang berputar di sekitar Bima Sakti, adalah "kelompok galaksi lokal" kami (kelompok galaksi lokal juga memiliki Nebula Andromeda M31 (sebenarnya galaksi) yang seukuran Bima Sakti, dan lebih dari 50 galaksi katai lainnya) bagian dari.
Gambar 4: Kelompok galaksi lokal. Bagian tengah adalah kelompok yang berpusat di Bima Sakti, dan kiri atas adalah kelompok yang berpusat di M31.
Kedua galaksi katai ini menarik materi gelap di galaksi kita seperti tarik tambang. Penarikan ini akan menghasilkan osilasi di Bima Sakti, yang akan mendorong materi Bima Sakti menjauh dari cakram Bima Sakti.
Gambar 5: Hubungan posisi antara Awan Magellan Besar dan Kecil dan Bima Sakti
2. Bima Sakti memiliki "halo" (halo), tetapi Anda tidak dapat melihatnya
Para ilmuwan percaya bahwa 90% materi di galaksi kita terdiri dari materi gelap, yang membentuk "halo" (halo) yang agak misterius ini. Ini berarti bahwa semua "materi jernih" yaitu, zat yang dapat kita lihat dengan mata telanjang atau teleskop hanya menyusun kurang dari 10% galaksi Bima Sakti kita. Jelas, "halo" di sini bukanlah jenis yang biasanya kita pikirkan mengambang di kepala malaikat, atau jenis yang kita lihat saat kita mengamati komet.
Gambar 6: Diagram skema struktur halo
Halo Bima Sakti (istilah yang digunakan berikut ini, yang lebih umum digunakan dalam astronomi) tidak terlihat, tetapi keberadaannya telah dibuktikan dengan teori dan simulasi numerik. Para ilmuwan telah membuktikan melalui simulasi numerik bahwa tanpa massa tak terlihat ini, Bima Sakti kita mungkin tidak dapat berkumpul menjadi kelompok, juga tidak dapat menjelaskan mengapa bintang-bintang berputar begitu cepat di sekitar Bima Sakti.
Gambar 7: Kurva rotasi galaksi Bima Sakti. Sumbu vertikal adalah laju rotasi bintang di sekitar inti perak, dan sumbu horizontal adalah jarak ke pusat perak (1 kpc = 3,26 tahun cahaya). Titik kuning mewakili matahari, garis biru adalah kurva laju rotasi yang diamati, dan garis merah adalah kurva laju yang diprediksi secara teoritis berdasarkan bintang yang diamati dan gas antarbintang.
Semakin besar massa yang terkandung di galaksi, semakin besar pula kecepatan bintang yang mengorbit pusatnya. (Ini dapat diturunkan dari hukum gravitasi universal dan hukum kedua Newton.) Jika kita berasumsi bahwa Bima Sakti hanya terdiri dari materi yang kita lihat sekarang, maka laju rotasi bintang-bintang akan jauh lebih kecil daripada yang telah kita ukur sekarang. Oleh karena itu, massa tak terlihat ini harus ditambah dalam penambahan-disebut juga: materi gelap, yaitu beberapa materi yang hanya memiliki aksi gravitasi dengan materi biasa tetapi tanpa aksi elektromagnetik.
3. Bima Sakti memiliki lebih dari 200 miliar bintang
Dari perspektif galaksi, Bima Sakti hanya bisa dianggap sebagai "manusia medium". Galaksi terbesar yang diketahui (IC 1101) memiliki sekitar 100 triliun bintang, dan galaksi besar lainnya berada di urutan triliunan. Galaksi kerdil seperti Awan Magellan Besar yang disebutkan di atas hanya berisi sekitar 10 miliar bintang. Bima Sakti mengandung sekitar 100-400 miliar bintang.
Gambar 8: Galaksi terbesar IC1101
Gambar 9. Perbandingan IC1101, galaksi terbesar, dengan galaksi lain. Nebula Andromeda kedua (Andromeda) berukuran sama dengan Bima Sakti.
Namun, saat Anda melihat ke langit malam, di mana pun Anda berdiri di bumi, paling banyak Anda hanya dapat melihat sekitar 2.500 bintang. Alasannya adalah: 1) Jika bintang terlalu jauh dan tidak terlalu terang, Anda tidak akan dapat melihatnya; 2) Debu antarbintang akan menyerap cahaya yang dipancarkan oleh bintang yang jauh, dan kita hanya dapat melihat bintang di area kecil Bima Sakti melalui cahaya tampak.
Gambar 10. Berdiri di bumi, kita menatap bintang-bintang
Jumlah bintang di Bima Sakti tidak tetap, karena bintang, seperti manusia, hidup dan mati. Faktanya, pada skala waktu galaksi "setiap saat", bintang mati dalam bentuk ledakan supernova, dan bintang lahir dalam sisa-sisa mereka.
Gambar 11. Nebula Kepiting adalah sisa-sisa 1054 supernova
Gambar 12. Nebula Orion yang diambil oleh Teleskop Hubble
4. Debu ada di mana-mana di Bima Sakti
Pengamat biasa mungkin tidak menyadari hal ini: Bima Sakti penuh dengan debu dan gas. Di galaksi kita, 10% -15% materi terang (materi tampak) ada dalam bentuk debu dan gas, dan sisanya merupakan bintang. Bimasakti berumur sekitar 100.000 tahun cahaya, dan apa yang dapat kita lihat pada pita cahaya tampak (yang telah kita sebutkan sebelumnya) kurang dari 6 juta tahun cahaya.
Gambar 13. Semua bintang yang Anda lihat di malam hari hanyalah bagian dari lingkaran kuning pada gambar.
Bahkan saat polusi cahaya tidak serius di malam hari, kita bisa membedakan debu Bima Sakti.
Gambar 14. Cahaya zodiak yang dihasilkan oleh debu galaksi
Gambar 15. Nebula Horsehead difoto oleh Hubble
Awan debu "tebal" menghalangi cahaya tampak, tetapi sinar infra merah dapat menembusnya. Ini memungkinkan kita menggunakan teleskop inframerah (seperti Teleskop Luar Angkasa Spitzer) untuk mempelajari dan memetakan Bima Sakti. Spitzer dapat langsung mengamati pemandangan megah di pusat galaksi Bima Sakti dan wilayah pembentuk bintang melalui awan debu.
Gambar 16. Teleskop Luar Angkasa Spitzer NASA. Peta konsep artis
Gambar 17, lampu Spitzer menyala, IC 1396
Gambar 18. Nebula Helix. Biru adalah gelombang 3,6-4,5 mikron, hijau adalah gelombang 5,8-8 mikron, dan merah adalah gelombang 24 mikron.
Gambar 19. Nebula Andromeda difoto oleh MIPS melalui gelombang 24 mikron
5. Bima Sakti menambah berat badan dengan makan
Bimasakti tidak selalu seperti sekarang-pusaran melengkung yang indah, dan tidak akan selalu seperti ini di masa depan. Ia bisa menjadi ukuran dan bentuknya sekarang dengan terus menerus mencaplok galaksi lain, dan masih terus menerus mencaplok. Faktanya, bintang-bintang galaksi katai Canis Major, yang paling dekat dengan Bima Sakti, terus-menerus ditarik ke cakram peraknya oleh Bima Sakti.
Gambar 20: Cincin monoceros yang dibayangkan oleh seniman. Galaksi katai Canis Major memiliki sekitar 10 massa matahari dan merupakan galaksi terdekat dengan kita, tetapi karena terhalangnya debu dan gas Bima Sakti, kita baru saja menemukannya.
Bima Sakti kita telah mencerna banyak galaksi seperti itu di masa lalu, seperti Galaksi Katai Sagitarius.
Gambar 21: Galaksi Elips Katai Sagitarius, galaksi satelit cincin elips kecil di Bima Sakti, hanya berjarak 70.000 tahun cahaya dari tata surya.
Galaksi katai Magellan Besar dan Magellan Kecil yang disebutkan di atas juga "disihir" oleh Bima Sakti dan dimasukkan ke dalam perut Bima Sakti.
6. Semua gambar berputar Bima Sakti yang Anda lihat bukanlah gambarnya
Sejauh ini, kita belum bisa terbang keluar dari cakram Bima Sakti dan pergi ke atasnya untuk memotretnya.
Kita tinggal di piringan Bima Sakti, di tempat yang berjarak sekitar 26.000 tahun cahaya dari pusat Bima Sakti. Tidak mungkin bagi kita untuk berdiri di rumah kita dan mengambil foto panorama rumah kita, dan tidak mungkin juga untuk mengambil gambar Bima Sakti sebelum kita memiliki kemampuan untuk terbang keluar dari Bima Sakti. Ini berarti galaksi spiral yang telah Anda lihat disebut sebagai Bima Sakti, baik dari galaksi lain, atau digambar oleh seorang seniman.
Gambar 22: Orang sering memegang gambar ini dan mengatakan bahwa itu adalah Bima Sakti, padahal itu adalah Nebula Andromeda (M31). Sistem Apple IOS hadir dengan peta galaksi di latar belakang desktop itu, tetapi mereka telah memprosesnya untuk kecantikan.
Gambar 23: Yang satu ini juga sering digunakan sebagai Bima Sakti, ternyata UGC 12158 yang terlihat sangat mirip dengan Bima Sakti.
Gambar 24: Peta konsep artis.
7. Ada lubang hitam besar di tengahnya
Faktanya, ada lubang hitam supermasif di pusat banyak galaksi, tidak terkecuali Bima Sakti.
Gambar 25: Api sinar-X yang sangat terang dari Sagitarius A * terdeteksi. Disimpulkan bahwa ada lubang hitam raksasa di pusat Bima Sakti.
Lubang hitam di pusat galaksi kita disebut Sagitarius A. Diameternya diperkirakan sekitar 22,5 juta kilometer (kira-kira diameter orbit Merkurius), tetapi kita harus ingat: ini adalah lubang hitam. Sejumlah besar materi tertarik ke lubang hitam ini, membentuk cakram di sekitarnya, yang disebut cakram akresi. Massa materi pada piringan akresi ini adalah 46 miliar kali massa matahari, tetapi ia dikompresi dalam ukuran orbit bumi.
Gambar 26: Lubang hitam raksasa menyedot materi dari bintang tetangga. Gambar konseptual artis.
Yang menarik adalah meskipun Sagitarius A, seperti lubang hitam lainnya, ingin menyedot semua materi yang ada di dekatnya ke dalam "perut" -nya, ditemukan bahwa masih ada bintang yang terus terbentuk di tempat ini.
Gambar 27: Bintang yang dibayangkan oleh seniman dilahirkan dalam angin yang ditimbulkan oleh lubang hitam raksasa.
8. Bimasakti hampir setua alam semesta
Menurut pengamatan terbaru, usia alam semesta sekitar 13,7 miliar tahun. Dan Bima Sakti kita telah ada selama sekitar 13,6 miliar tahun.
Bagaimana Anda mengetahui usia Bima Sakti? Kami mengekstrapolasi dengan mencari bintang tertua di galaksi. Bintang-bintang ini umumnya ada dalam gugus bola. Jika kita menemukan bintang-bintang ini, kita dapat menyimpulkan usianya berdasarkan massanya, lalu kita tahu batas bawah Bima Sakti Bima Sakti selalu lebih tua dari bintang di dalamnya.
Gambar 28: Gugus bola M80. M 80 berjarak 30.000 tahun cahaya dan berisi ribuan bintang.
Gambar 29: Gugus bola M5. Diperkirakan terdapat 100.000 hingga 500.000 bintang dengan radius hanya 200 tahun cahaya. Umurnya sekitar 13 miliar tahun.
Namun, meski anggota Bimasakti sudah sangat tua, Bimasakti belum membentuk cakram atau inti galaksi sampai 10 miliar hingga 120 tahun yang lalu. Hal lain adalah bahwa inti galaksi terbentuk lebih awal daripada struktur lain di galaksi, karena penelitian baru menunjukkan bahwa kelimpahan oksigen bintang di cakram galaksi berbeda dengan kelimpahan bintang di inti galaksi.
9. Bima Sakti sangat besar, hanya sebagian dari yang lain
Meskipun Bima Sakti sangat besar, ia hanyalah bagian dari struktur galaksi yang lebih besar.
Tetangga terdekat kita termasuk Awan Magellan Besar, Awan Magellan Kecil, dan Nebula Andromeda (M31, nebula pusaran terdekat dengan kita). Selain itu, ada lebih dari 50 galaksi lain yang bergerak bersama di sekitar pusat untuk membentuk gugus, yang kita sebut "kelompok galaksi lokal".
Gambar 30: Ada sekitar 50 galaksi di grup galaksi lokal. Dua galaksi spiral, sisanya adalah galaksi katai. Mereka berputar mengelilingi sebuah pusat bersama.
Namun, kelompok galaksi lokal masih hanya sebagian kecil dari tetangga terdekat kita. Melihat lebih jauh, kami menemukan bahwa Bima Sakti hanyalah bagian dari kelompok galaksi yang lebih besar, Virgo Supercluster.
Gambar 31: Virgo Supercluster
Gugus galaksi super ini ternyata lebih besar dari gugus galaksi, yang berisi lebih banyak galaksi dan berskala ratusan juta tahun cahaya. Di ruang besar antara superkluster, jika ada petualang pemberani dan tak kenal takut untuk dijelajahi, kemungkinan bertemu galaksi atau materi akan sangat kecil.
Dalam kasus Virgo Supercluster, itu terdiri dari setidaknya 100 kelompok galaksi dan gugus galaksi, berkerumun dalam kisaran sekitar 33 juta parsec (110 juta tahun cahaya). Dalam sebuah studi tahun 2014, ditunjukkan bahwa superkluster Virgo hanyalah sebuah lobulus dari superkluster raksasa-Laniakea yang lebih besar, yang memiliki atraktor raksasa (Penarik Hebat) sebagai pusat.
Gambar 32: Diagram model Rania Kea
Gambar 33: Diagram simulasi atraktor raksasa
Gambar 34: Bagian galaksi di alam semesta, bagian kuningnya adalah Rania Kea
10. Bima Sakti juga sedang bergerak
Seperti semua yang ada di alam semesta, galaksi Bima Sakti sendiri juga bergerak di luar angkasa. Bumi berputar mengelilingi matahari, dan matahari berputar mengelilingi Bima Sakti. Sebagai bagian dari grup galaksi lokal, Bima Sakti juga bergerak relatif terhadap radiasi Latar Belakang Gelombang Mikro Kosmik (CMB) yang tersisa setelah Big Bang.
Radiasi latar belakang gelombang mikro adalah kerangka acuan yang tepat bagi kita untuk menentukan kecepatan gerak benda (seperti galaksi) di alam semesta. Kecepatan kelompok galaksi lokal relatif terhadap radiasi latar gelombang mikro mencapai 600 km / s, atau 2,2 juta km / jam. Kecepatan setinggi itu tak terbayangkan dalam bingkai bumi mungil kita.
Ringkasan: Kerangka struktural dari bumi ke seluruh alam semesta.
Gambar 35-42: Kerangka struktural dari bumi ke seluruh alam semesta.
Bonus: Gelembung besar yang ditiup Bima Sakti
Gambar 43: Gelembung Fermi. Pada bulan September 2010, Teleskop Luar Angkasa Sinar Gamma Fermi menemukan dua gelembung raksasa pita sinar gamma dan sinar-X di Bima Sakti, bernama Gelembung Fermi. Gelembung Fermi membentang sekitar 25.000 tahun cahaya di atas dan di bawah pusat Bima Sakti.
- Mengingat "Crossing the Fire" yang didominasi oleh siswa SD dulu, hal apa saja yang tidak bisa kamu lupakan?
- Melintasi Garis Api: Itu diambil dari rak selama 7 hari.Apa yang dapat Anda miliki sekarang pasti adalah pemain lama!