Bima Sakti

Galaksi Bima Sakti
Galaksi kita termasuk galaksi spiral dan berbentuk seperti cakram, garis tengahnya kira-kira 100.000 tahun cahaya (30.600 pc). Bintang yang lebih tua ditemukan di pusat tonjolan dengan ketebalan 20.000 tahun cahaya (6.100 pc). Bintang yang lebih muda ditemukan di lengan spiral. Pusat galaksi berada dalam gugusan bintang sagitarius. Kutub utaranya di Coma Berenices, Kutub selatanya di Sculptor. Matahari ada di sudut dalam lengan spiral CarinaCygnus kira-kira 32.000 tahun cahaya (9.800 pc) dari pusat galaksi. Diperkirakan galaksi berumur 12-14 biliun tahun dan terdiri dari 100 biliun bintang.
Untuk membayangkan bagaimana kira-kira bentuk galaksi kita, kita dapat membayangkan dua buah telur mata sapi yang bagian bawahnya disatukan. Istilah tahun cahaya menggambarkan jarak yang ditempuh oleh cahaya dalam waktu satu tahun. Dengan kecepatan 300.000 km/s, dalam waktu satu tahun cahaya akan menempuh jarak sekitar 9,5 juta juta kilometer. Jadi satu tahun cahaya adalah 9,5 juta juta km. Ini berarti garis tengah galaksi kita sekitar 100.000 x 9,5 juta juta km, atau 950 ribu juta juta km (950 diikuti oleh 15 buah nol di belakangnya). Untuk memudahkan perhitungan, maka digunakan satuan jarak yaitu tahun cahaya. Dengan satuan ini, tebal bagian pusat galaksi kita sekitar 10.000 tahun cahaya.
Lalu, di mana 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 mengembangankan 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.

Jarak dari bumi ke matahari mencapai 150 juta kilometer, atau dalam astronomi, sering disebut sebagai 1 AU (Astronomical Unit – Satuan Astronomis). Matahari (beserta benda-benda langit yang mengorbitnya) juga mengelilingi pusat Galaksi. Jarak dari matahari ke pusat Galaksi diperkirakan 26.000 ± 1400 LY (Light Year – Tahun Cahaya), sedangkan diameter Galaksi sendiri kira-kira 100.000 LY. Bentuk dari Galaksi Bima Sakti menurut perkiraan para ahli adalah seperti pada gambar diatas.

Sebagai catatan, ’satu tahun cahaya’ adalah besarnya jarak yang ditempuh oleh cahaya selama satu tahun. Karena satu tahun adalah sekitar 31.536.000 detik, dan kecepatan cahaya 300.000 km/s, maka satu tahun cahaya adalah 9.460.800.000.000 km!


Besaran jarak tadi baru untuk satu galaksi. Hasil pengamatan saja sudah menunjukkan bahwa jumlah galaksi di alam semesta ini sangat banyak. Jarak antar galaksi -tentu saja- juga sangat besar. Antara Bima Sakti dengan Andromeda misalnya, berjarak 2.54 ± 0.06 Mly. Andromeda itu galaksi yang masih relatif dekat. Terbayangkah berapa jarak antara Bima Sakti dengan galaksi-galaksi terjauh yang berhasil diamati manusia?

Demikianlah, bahwa alam semesta kita itu sangat besar! Namun ‘besar’ bukan berarti tak bisa dipelajari. Untuk mempelajari alam semesta sebesar ini, para ilmuwan telah melakukan banyak pendekatan-pendekatan, baik fisis maupun matematis. Satu hal yang sangat berperan dalam kosmologi adalah Teori Relativitas Umum dan Relativitas Khusus, yang dikeluarkan oleh Albert Einstein.
Galaksi Bima Sakti dicurigai suka menelan bintang-bintang galaksi tetangganya. Aliran bintang-bintang merupakan jejak-jejak yang ditinggalkan. Menyaksikan langit ma¬Iam musim kemarau, Anda akan melihat bintang-bintang di seluruh bagian galaksi. Diantara bintang-bintang itu, terlihat lajur putih seperti awan yang membentang dari langit utara ke Iangit selatan. Terdapat daerah gelap seperti bayangan orang berkelahi dengan naga. Bangsa kita menvakini, itulah bavangan Bima yang tengah bergulat melawan naga. Maka, jalur putih itu diberi nama Bima Sakti. Galaksi besar yang terdekat dengan Bima Sakti adalah Andromeda, yang berjarak dua juta tahun cahava. Setahun cahava setara dengan 9,5 trilyun kilometer. Maka, dengan mata telanjang, kita tidak bisa melihat bintang-bintang di Andromeda. Karena itu, pada saat memandang langit, yang terlihat hanvalah bintang¬-bintang penghuni Bima Sakti. Di langit bagian utara, bintang yang paling terang kedua adalah Arcturus. Bintang ini memiliki gerakan yang berbeda dengan umumnya bintang-bintang di Bima Sakti. Demikian pula komposisi kimianya. Karena itu, Arcturus dicurigai tidak berasal dari Bima Sakti. Dia tamu dari galaksi lain. Para astronom berpikir, bintang ini lahir pada galaksi kecil, yang oleh Bima Sakti ditangkap, dirampas, dan diasimilasi. Diduga, dalam waktu yang lama galaksi ‘menelan’ ratusan galaksi kerdil tetang¬ganya. Galaksi-galaksi itu bercampur dengan Bima Sakti. Tabrakan atau interaksi antargalaksi menghancurkan gas di dua galaksi dan menimbulkan gejolak formasi bintang-¬bintang penghuninya. Meski kedudukannya terusik, bintang-bintang relatif tidak terpengaruh. Sebab mereka termasuk bagian kecil dari area piring galaksi yang mahaluas. Jarak bintang-bintang yang renggang menjadikan kemungkinan ber¬tabrakan sangatlah kecil. Walaupun demikian, dinamika dan distribusi bintang-bintang pasti akan sangat berubah. Pada 1970-an, astronom mulai mempelajari fenomena tubrukan antargalaksi. Mereka dipandu Arp Atlas of Peculiar Galaxies, katalog kumpulan galaksi aneh karya Halton Christian Arp. Katalog astronom Amerika itu mengoleksi 338 galaksi aneh. Beberapa teori mulai dikaji dengan simulasi komputer untuk memahami dan memprediksi struktur sifat-sifat galaksi aneh itu. Simulasi yang sangat terkenal di¬lakukan dua bersaudara Alar dan Juri Toomre pada 1972. Simulasi itu menun¬jukkan perjumpaan antara partikel dan galaksi, di mana arahnya berlawanan de¬ngan putaran cakram galaksi. Skenarionya, sebuah galaksi dengan satu titik pusat massa dikelilingi kumpulan partikel yang bergasing, diganggu kedatangan sebuah benda langit lainnya. Benda asing itu menabrak galaksi. Namun interaksi ringan itu tidak mengubah bentuk cakram galaksi. Galaksi tuan rumah hanya sedikit ter¬ganggu, dan bentuknya tetap tegar. Simulasi lainnya menunjukkan perjumpaan searah dengan pusaran cakram galaksi. Galaksi dengan satu titik pusat massa dihampiri partikel-partikel galaksi lain dari satu grup, dengan arah yang seiring, dan terjadi dorongan. Interaksi itu mengalami efek luar biasa. Tahap-tahap interaksi membentuk jembatan bintang-bintang mengalir di antara dua galaksi. Jalur-jalur bintang inilah yang terbentuk di sekitar Bima Sakti. Jalur bintang juga terbentuk akibat interaksi Milky Way dengan Sagittarius Kerdil (Sagittarius Dwarf). Bahkan aliran bintang Sagittarius Kerdil merupakan aliran yang paling keren, karena melibatkan 100 juta bintang. Interaksi Galaksi Sagittarius Kerdil ditemukan secara tidak sengaja oleh Rodrigo Ibata, Mike Irwin, dan Gerard Gilmore pada 1994. Dia disebut dengan SagDEG, kependekan dan Sagittarius Dwarf Elliptical Galaxy (Galaksi Elips Sagittarius Kerdil). Lokasinya 75.000 tahun cahaya dari matahari dan 50.000 tahun cahaya dari pusat galaksi. Hingga sekarang, dia diketahui sebagai galaksi terdekat dengan Bima Sakti. Dia dapat bertahan hingga beberapa orbit di sekitar Bima Sakti. Sagittarius sebenarnya hanya salah satu dari 15 hingga 20 galaksi mini yang mengorbit Bima Sakti. Juga terjadi perjumpaan Milky Way dengan Awan Magellan Besar (Large Magellan Clouds-LMC). Telah lama para astronom berpikir bahwa LMC adalah galaksi terdekat dengan Bima Sakti. Hasil studi tentang LMC menunjukkan, dia berinteraksi dengan Bima Sakti. Diduga, LMC muda mirip gugus bola berukuran raksasa. Dia memipih membentuk piring akibat interaksi dengan Milky Way. Pasang surut membuat gugus bola itu seperti ditempa menjadi cakram, diikuti sebentuk bola lingkaran di sekitar cakram. Cakram dan bola lingkaran itu berinteraksi, memanggang cakram. Daerah gas yang dipanaskan mengelupas akibat pasang surut. Bintang-bintang di daerah cakram mengelupas akibat pasang surut dan menjulur mem¬bentang di angkasa. Bima Sakti memakan gas dan materi dari LMC melalui interaksi pasang surut. Sagittarius Kerdil, Awan Magellan Besar, dan satelit galaksi lainnya memberi kontribusi untuk membangun galaksi kita. Pada dekade yang akan datang, temuan aliran bintang dari Galaksi Sagittarius Kerdil boleh jadi tidak berarti. Tapi Bima Sakti tumbuh dari penggabungan dan bertambah dari proses itu. Asimilasi galaksi-galaksi akan melahirkan bintang baru, gas, dan materi gelap, yang akan memicu terbentuknya formasi bintang-bintang. Dan imigran yang dibekap galaksi kita merupakan getaran ‘dawai’ yang memicunya. Mengaduk Susu Dewi Juno Cakram Bima Sakti diketahui menebal pada pusatnya. Dari pengamatan menunjukkan daerah kabut susu membentuk gelang yang mengelilingi pusat galaksi. Orang Eropa kuno menyebutnya Jalur Susu, Milky Way. Mereka percaya, lajur putih itu adalah air susu Dewi Juno (Hera, istri Zeus) yang tumpah ke angkasa. Untuk memahami bentuk asli Milky Way, diperlukan waktu panjang dan kajian pemikiran mendaham. Melibatkan banyak astronom dari berbagai generasi, yang buah karyanya saling melengkapi dan menyempurnakan. Usaha mengenal Galaksi Milky Way atau Bima Sakti juga menimbuhkan persoalan, karena manusia berada di dalamnya. Jadi, bagaimana bisa menentukan bentuk dan ukuran galaksi? Namun itu tak menciutkan nyali para astronom. Model dan ukuran Bima Sakti pertama kali dilakukan Sir Frederick William Herschel (1738-1822) pada 1760. Dia menelisik langit dengan teropong berdiameter 120 sentimeter. Dengan membandingkan kerapatan bintang di segala arah penjuru langit, dia menyim¬pulkan bahwa bentuk Bima Sakti seperti batu gerinda (asahan) yang tak sempurna. Dan tata matahari berada di pusat Bima Sakti. Herschel menyelesaikan penelitiannya sela¬ma 20 tahun, yang kelar pada akhir 1802. Dia berhasil menghitung 90.000 lebih bintang di 2.400 sampel area. Pada 1900-an, Jacobus Cornelius Kapteyn (1851-1922), astronom dari Observatorium Leiden, Belanda, memperbaiki model Herschel dengan menampilkan Bima Sakti berbentuk cakram. Namun tetap dengan tata matahari dianggap berada di tengahnya. Dia menyim¬pulkan, kerapatan bintang di semua penjuru la¬ngit serba sama. Ukuran Bima Sakti meluas men¬jadi berdiameter 5.000 tahun cahaya. Pemahaman tentang Bima Sakti terus berkembang. Harlow Shapley (1885-1972), astronom dari Observatorium Mount Wilson, mempelajari gugus-gugus bola bintang pada 1920. Koloni ribuan hingga ratusan ribu bintang yang tampak seperti bola itu tersebar simetris ke arah bintang Sagittarius di jalur putih Bima Sakti. Shapley menyimpulkan, gugus itu berpusat searah rasi Sagittarius.Titik pusat itu berada lebih dari 30.000 tahun cahaya dari bumi. Pengamatan bintang juga menunjukkan, makin dekat ke arah rasi Sagittarius, koloni bintang makin rapat. Bintang-¬bintang rapat itu berjarak kurang lebih 30.000 tahun cahaya dari matahari. Apakah Bima Sakti punya lengan spiral? Pemetaan sebaran bintang muda dan panas menunjukkan, Bima Sakti memang memiliki lengan-lengan spiral. Lengan-lengan itu antara lain lengan Sagittarius, Perseus, dan Orion, tempat matahari tinggal. Bima Sakti berbentuk seper¬ti cakram yang kembung pada pusatnya. Pusat kembung Bima Sakti dihuni bintang-bintang tua. Dari situ menjulur lengan spiral dengan cabang-¬cabangnya. Jejari cakram Bima Sakti sekitar 50.000 tahun cahaya. Jika bintang-bintang itu benar merupakan tumpahan air susu Dewi Juno, maka air susu itu seperti ditampung sebuah cawan, kemudian diaduk memutar. Pusaran air susu itu menggam¬barkan gerak bintang mengelilingi pusat galaksi. Gerak bintang teramati dari pergeseran garis spektrumnya. Sedangkan sang surya sendiri mengelilingi pusat galaksi searah jarum jam, de¬ngan orbit hampir mendekati lingkaran. Matahari berlari 250 kilometer per detik, sekali putaran makan waktu 230 juta tahun. Milky Way diprediksi memiliki massa 2 trilyun (2 x 1.012) kali matahari, terbagi menjadi 100 hingga 300 milyar bintang. Matahari, sebagai salah satu bintang, mengavling daerah di sekitar 30.000 tahun cahaya dari pusat Bima Sakti. Jadi, tata surya sama sekali bukan pusat galaksi. Bima Sakti tidak sendirian mendiami alam semesta. Masih banyak sistem serupa yang mengisi setiap sudut langit. Ribuan bah¬kan jutaan rumpun bintang atau pulau bintang di alam semesta telah dipergoki teleskop bikinan manusia. Misalnya, teleskop raksasa di Mount Palomar, California, Amerika Serikat, mampu melihat sedikitnya semilyar galaksi di sekitar tata surya. Maka, Simon Driver tidak salah mengira bahwa dengan teleskop yang lebih canggih, jumlah bintang bakal bertambah terus. Demikian pula jumlah galaksi yang bisa diamati. (GATRA, 14 November 2007/ humasristek)