Memandang Alam Semesta Melalui Lensa Gravitasi

 

Astronom mengamati benda langit menggunakan teleskop, mengikuti jejak Galileo pada 1609. Tiga abad kemudian, Einstein memprediksi bahwa di alam semesta terdapat lensa gravitasi di sekitar obyek yang bermassa sangat besar. Lensa gravitasi seolah menjadi "jendela" untuk mengintip alam semesta lebih jauh di masa lampau.

Meski teleskop sederhana, Galileo menemukan berbagai obyek di Tata Surya. Yaitu beberapa planet dan bulan-bulan yang mengitari planet. Kini teleskop buatan manusia semakin canggih. Kemampuannya jauh berlipat dibanding teleskop Galileo.

Tidak hanya dibangun di permukaan Bumi, teleskop juga diorbitkan di antariksa untuk menghindari gangguan atmosfer. Selain jangkauan pengamatan yang semakin jauh, teleskop masa kini juga mampu bekerja seperti robot dengan sedikit bantuan manusia. Teleskop dilengkapi dengan sistem komputer yang bisa diprogram untuk melakukan pengamatan secara sistematis dan akurat. Bahkan mampu mendeteksi obyek yang dicari secara otomatis.

Beberapa teleskop dirancang khusus untuk mengamati alam semesta pada panjang gelombang tertentu dari angkasa. Misalnya teleskop Hubble (optik), Chandra (sinar X), Spitzer (infra merah), dan lainnya. Dengan memanfaatkan efek lensa gravitasi, kemampuan teleskop semakin bertambah. Teleskop modern bagaikan "mesin waktu" yang memungkinkan manusia bertamasya melihat alam semesta miliaran tahun silam.

Lensa gravitasi

Ide brilian yang dituangkan Albert Einstein dalam teori relativitas umum (Theory of General Relativity) pada 1915 memberikan kontribusi berharga bagi kemajuan fisika modern. Teori ini memprediksi berbagai fenomena (efek) yang diakibatkan oleh adanya medan gravitasi di sekitar suatu massa (benda).

Menurut teori Einstein, cahaya dibelokkan di sekitar medan gravitasi yang dibangkitkan obyek bermassa besar. Efek pembelokan cahaya ini pertama kali dikonfirmasi oleh Arthur Eddington tahun 1919 melalui observasi gerhana matahari total. Adanya pembelokan cahaya membuktikan bahwa medan gravitasi bisa berperilaku seperti lensa optik.

Efek lensa gravitasi (gravitational lensing) terjadi ketika cahaya dari suatu obyek sangat terang dan jauh dari Bumi dibelokkan oleh medan gravitasi obyek bermassa besar (berfungsi sebagai lensa gravitasi) yang berada di depannya. Dengan kata lain, Bumi, lensa gravitasi, dan obyek jauh membentuk suatu garis lurus.

Dalam penelitiannya, Einstein mengambil kasus obyek bermassa besar itu adalah sebuah bintang tunggal. Ia akhirnya membuat kesimpulan, fenomena lensa gravitasi tidak akan pernah teramati sampai kapan pun. Karena ukuran lensa gravitasi sebuah bintang tunggal terlalu kecil untuk diamati dengan teleskop.

Keinginan para astronom untuk mengamati fenomena lensa gravitasi tumbuh kembali setelah tahun 1937. Tepatnya, setelah Fritz Zwicky (astronom Swiss yang bekerja di Amerika Serikat) menyimpulkan bahwa galaksi bermassa besar juga mampu berperilaku sebagai sebuah lensa gravitasi.

Galaksi terdiri atas miliaran bintang. Pada umumnya sebagian besar massa terpusat pada inti galaksi. Massa yang besar adalah kunci terbentuknya lensa gravitasi. Semakin besar massa suatu obyek, semakin kuat medan gravitasi di sekitarnya. Dengan demikian, pusat galaksi bisa menjadi sebuah lensa gravitasi. Dan karena ukurannya jauh lebih besar daripada bintang tunggal, maka fenomena lensa gravitasi dari sebuah galaksi bermassa besar sangat mungkin dideteksi melalui teleskop.

Pencarian bukti fenomena lensa gravitasi ternyata tidak menuai hasil meski telah dilakukan upaya selama empat dekade lebih. Fenomena ini baru dideteksi pertama kali tahun 1979 secara tidak sengaja oleh Denis Walsh, Bob Carswell, dan Ray Weymann. Mereka menggunakan teleskop berdiameter 2,1 meter di Observatorium Nasional Kitt Peak untuk melakukan pengamatan dan menemukan 2 obyek aneh yang sangat terang. Dua obyek itu dikenal sebagai quasi-stellar radio source (quasar).

Quasar merupakan sumber radio sangat kuat (energinya puluhan kali galaksi normal) dan terletak sangat jauh. Penampakannya menyerupai bintang sangat terang. Semula ketiga astronom itu tidak menyangka bahwa obyek yang mereka amati itu akibat efek lensa gravitasi. Mereka menyebutnya sebagai Quasar Kembar (Twin Quasar).

Analisis lebih mendalam menyimpulkan, obyek Twin Quasar itu berasal dari sumber yang sama (quasar tunggal). Tampak menjadi dua karena efek lensa gravitasi seperti prediksi teori relativitas umum Einstein.

Pengamatan Hubble

Dengan lahirnya berbagai teleskop canggih seperti teleskop angkasa Hubble dan beberapa teleskop besar di permukaan Bumi, semakin banyak bukti-bukti fenomena lensa gravitasi berhasil dikumpulkan. Bahkan, dengan memanfaatkan efek lensa gravitasi, teleskop modern mampu mengamati obyek-obyek lebih jauh dan sangat lemah cahayanya.

Penampakan obyek jauh melalui lensa gravitasi berbeda-beda. Hal ini bergantung pada posisi obyek yang berfungsi sebagai lensa gravitasi, apakah tepat segaris dengan Bumi, dan apakah obyek jauh atau tidak. Umumnya, obyek jauh yang teramati mengalami distorsi (berubah bentuk dan menjadi lebih besar dari aslinya) dan posisi obyek bergeser dari posisi sesungguhnya. Juga, ada kemungkinan satu obyek tampak menjadi lebih dari satu obyek seperti pada kasus Twin Quasar.

Hal khusus terjadi manakala Bumi, galaksi, dan obyek jauh berada tepat satu garis lurus. Dalam kondisi seperti ini, cahaya dari obyek jauh memunculkan efek cincin di sekitar obyek yang berfungsi sebagai lensa gravitasi. Fenomena ini dinamakan cincin Einstein. Pada kasus lain, sebuah quasar tampak menjadi empat bintik terang di sekitar pusat galaksi. Ini dinamakan Einstein Cross.

Ada tiga jenis fenomena lensa gravitasi yang diamati di alam, yaitu lensa kuat, lensa lemah, dan lensa mikro. Pada lensa gravitasi kuat, teramati adanya cincin Einstein, suatu busur cahaya, dan jumlah obyek bertambah. Hingga saat ini lensa gravitasi kuat yang telah ditemukan kurang dari 100 buah. Diperkirakan, jumlah ini akan meningkat di masa depan.

Dari pengamatan teleskop Hubble, diperoleh bukti baru bahwa bukan hanya galaksi bermassa besar yang bisa berfungsi sebagai lensa gravitasi. Suatu kumpulan galaksi dalam jumlah besar, disebut kluster galaksi, juga berfungsi sebagai lensa gravitasi. Bahkan lebih efisien dibandingkan lensa gravitasi sebuah galaksi.

Salah satu contoh adalah kluster galaksi Abell 1689 yang berada pada jarak 2,2 miliar tahun cahaya dari Bumi. Kluster galaksi ini membentuk sebuah lensa gravitasi berdiameter 2 juta tahun cahaya. Ini bagaikan jendela raksasa di ruang angkasa, yang membuat galaksi-galaksi redup di belakangnya tampak lebih terang, lebih besar, dan jumlahnya lebih banyak dari sebenarnya. Tanpa bantuan efek lensa gravitasi, galaksi-galaksi redup yang berjarak 13 miliar tahun cahaya itu tidak akan terlihat.

Efek lensa gravitasi diyakini para ahli mempunyai berbagai aplikasi dalam memahami evolusi dan struktur alam semesta. Dan keberhasilan mengungkap berbagai fenomena lensa gravitasi selama ini semakin mengkokohkan Einstein sebagai ilmuwan besar abad ke-20.

Bimasakti Yang Spiral

Dentuman Besar atau Big Bang adalah salah satu materi mata pelajaran sewaktu duduk di kolong bangku SMP, dengan buku teks wajibnya yaitu “Bumi dan Antariksa”. Sebuah materi rumit yang harus ditelan mentah-mentah saat itu, entah kenapa kurikulum Dikbud saat itu sangat tinggi sehingga sulit dikejar oleh sel-sel otak yang lebih banyak melirik trend Oshin, tali sepatu warna-warni, musik disko, musik cadas buat belajar main gitar, dan lain-lainnya. Entah kurikulum Diknas seperti apa sekarang ini.

Sejak saat itu saya kenal bahwa bumi ini ada di sebuah galaksi yang merupakan himpunan dalam 

himpunan, dalam teori matematika dasar yang disebut sebagai semesta atau universe. Galaksi itu disebut Bimasakti, Kabut Susu atau Milky Way yang berbentuk spiral, katanya.

Di SMA tidak ada lanjutan mata pelajaran tersebut, tapi melalui mata pelajaran Fisika, Kimia dan Geografi teori-teori pendukung cerita di atas disampaikan, seperti konsep atom, spektrum cahaya, gravitasi Newton, hingga relativitas Einstein. Semuanya berakhir sama, harus ditelan mentah-mentah oleh kapasitas otak murid masing-masing, bahkan punya minat pun sulit untuk mengerti.

Penjelasan-penjelasan mata pelajaran di atas baru lebih mudah dicerna ketika membaca buku-bukunya Harun Yahya yang dipaparkan dengan tujuan untuk mengerti sebab dan akibat yang terjadi, seperti mengapa teori Big Bang lahir, sebab dan akibat anomali air, mengapa bumi harus berputar dan lain sebagainya.

Hasil penelitian terakhir menyampaikan sebuah temuan bahwa galaksi Bimasakti tempat Bumi berada tidak hanya berbentuk spiral saja, melainkan juga memiliki batang pada intinya (terlihat seperti gagang) yang disebut Barred Spiral Galaxy, sedangkan bentuk spiral murni disebut Spiral Galaxy. Inti galaksi diyakini adalah sebuah Lubang Hitam atau Black Hole yang berjenis Supermassive Black Hole.

Dari berita Slashdot inti galaksi Bimasakti juga terdapat konstelasi bintang tua dan bintang merah yang panjangnya 27.000 tahun cahaya (satu tahun cahaya adalah 10 trilyun kilometer). Lengan spiral galaksi terisi oleh sistem-sistem seperti halnya Tata Surya, ada yang berbentuk cincin konsentris yang dikenal dengan sebutan Halo, atau konsentris bulat bola, spherical.

Diameter

galaksi adalah sekitar 100.000 tahun cahaya dan Bumi berada pada jarak 26.000 tahun cahaya dari inti galaksi.

Hasil temuan batang tersebut akan dipublikasikan resmi dalam Astrophysical Journal Letters.

Dalam dunia sains fiksi Star Trek, galaksi Bimasakti dibagi empat wilayah yang disebut kuadran, kuadran Alpha, Beta, Delta dan Gamma. Dalam seri Voyager, kapal perang Voyager terlempar dari kuadran Alpha ke kuadran Delta yang jika ditempuh dengan kecepatan warp maksimum (skala 1-10, kecepatan teoritis di atas kecepatan cahaya dengan skala 10 seperti halnya dalam kecepatan cahaya adalah batas yang tak mungkin dicapai) dibutuhkan waktu 75 tahun untuk kembali ke Bumi. Dalam seri lain yaitu Deep Space Nine adalah sebuah stasiun yang mengamankan wilayah Lubang Cacing atau Wormhole yang bisa memperpendek jarak dari kuadran Gamma ke kuadran Alpha.

Usia Transisi Galaksi Dalam Gumpalan

Citra yang disusun dalam pengamatan gumpalan di SSA22. Kredit : X-ray NASA/CXC/Durham Univ./D.Alexander et al.; Optical NASA/ESA/STScI/IoA/S.Chapman et al.; Lyman-alpha Optical NAOJ/Subaru/Tohoku Univ./T.Hayashino et al.; Infrared NASA/JPL-Caltech/Durham Univ./J.Geach et al.

Apa yang terjadi pada usia transisi galaksi dan lubang hitam akhirnya diketahui. Hal ini tentunya tak lepas dari data baru yang dihasilkan Observatorium Sinar-X Chandra dan teleskop lainnya. Penemuan ini membantu manusia untuk menyingkap asal mula gumpalan gas raksasa yang diamati berada di sekitar galaksi muda.  

Sekitar satu dekade lalu, astronom berhasil menemukan waduk gas hidrogen yang besar yang mereka namakan “blobs” (gumpalan) – saat melakukan survey galaksi-galaksi muda pada jarak yang jauh. Gumpalan ini bersinar sengat terang pada cahaya optik, namun sumber energi yang membuatnya bercahaya beserta asal muasal dan sifatnya masih belum dapat diketahui.

Pengamatan panjang yang dilakukan Chandra berhasil mengidentifikasi sumber energi tersebut untuk pertama kalinya. Data sinar-X menunjukkan sumber kekuatan dari struktur kolosal ini yakni berasal dari lubang hitam supermasif yang sedang bertumbuh dan sebagiannya tersembunyi di balik lapisan tebal debu dan gas. Kembang api dari pembentukan bintang di dalam galaksi juga tampak memegang peranan penting, dan ini disingkap oleh teleskop Spitzer dan teleskop landas bumi.

Selama 10 tahun misteri gumpalan ini terkubur dari pandangan manusia, namun kini Chandra membantu kita untuk bisa melihat rahasia tersembunyi itu. Menurut James Geach dari Universitas Durham di UK, mereka kini bisa memiliki argumen penting tentang aturan apa yang ada di dalam pembentukan galaksi dan lubang hitam.

Galaksi diyakini terbentuk saat gas mengalir ke arah dalam di bawah pengaruh gaya gravitasi dan kemudian mengalami pendinginan oleh  radiasi. Proses akan berhenti saat gas dipanaskan oleh radiasi dan mengalir keluar dari galaksi dan lubang hitam. Blob atau gumpalan merupakan tahap pertama atau tahap kedua dari proses pembentukan itu.

Berdasarkan data baru dan argumen teoretik, Geach dan rekan-rekannya menunjukan pemanasan gas oleh lubang hitam supermasif yang sedang tumbuh dan ledakan dari pembentukan bintang, yang diduga justru memberi kekuatan pada gumpalan tersebut. Implikasinya, gumpalan ini merupakan representasi dari tahapan dimana galaksi dan lubang hitam akan mulai berpindah ke tahap pertumbuhan yang cepat sebagai akibat proses pemanasan. Tahap ini sangat penting dalam evolusi galaksi dan lubang hitam, dan sudah sejak lama para astronom berusaha untuk memahami prosesnya.

Para astronom berhasil melihat tanda dalam usia transisi dari galaksi dan lubang hitam di dalam gumpalan yang mendorong kembali gas dan mencegahnya untuk pertumbuhan lebih lanjut. Galaksi masif akan melalui tahapan ini atau mereka akan membentuk terlalu banyak bintang dan segera berakhir masa hidupnya.

Ilustrasi galaksi dalam gumpalan. kredit : NASA/CXC/M.Weiss

Chandra, Spitzer dan teleskop lainnya melakukan pengamatan pada 29 gumpalan dalam satu area raksasa di langit yang dikenal sebagai SSA22. Gumpalan dengan jarak beberapa ratus ribu tahun cahaya ini terlihat saat alam semesta baru berusia 2 milyar tahun atau 15% dari usia saat ini

Dalam 5 blobs / gumpalan, Chandra mengungkapkan tanda lubang hitam supermasif yang sedang bertumbuh – sebuah sumber titik dengan pancaran sinar-X yang sangat cerlang. Lubang hitam raksasa ini diperkirakan berada pada pusat kebanyakan galaksi yang ada saat ini termasuk di Bima Sakti. Pada 3 blobs lainnya juga ditemukan bukti yang mengarah pada kemungkinan keberadaan lubang hitam. Selain itu, data Spitzer menunjukkan beberapa galaksi juga didominasi oleh jumlah pembentukan bintang yang cukup banyak. Radiasi dan aliran yang sangat kuat dari lubang hitam dan pembakaran pada pembentukan bintang jika dikalkulasi menunjukan adanya energi yang cukup besar untuk menyalakan gas hidrogen di dalam gumpalan tempat mereka berada.

Untuk kasus dimana tanda keberadaan lubang hitam tidak terdeteksi, gumpalannya jauh lebih redup. Penelitian ini tak hanya berhasil menjelaskan dari mana sumber energi gumpalan melainkan juga memberi arahan akan masa depannya. Dalam skenario pemanasan, gas di dalam gumpalan tidak akan mendigin untuk membentuk bintang melainkan akan ditambahkan pada gas panas yang ditemukan di antara galaksi. SSA22 sendiri akan dapat berevolusi menjadi kluster galaksi masif.

Di awal, gumpalan ini akan memberi makan galaksi-galaksi yang ada. Namun yang terlihat sekarang seperti sisa, sehingga untuk bisa mengungkap lebih jauh lagi para astronom harus menjelajah waktu ke belakang untuk menangkap galaksi dan lubang hitam saat mereka membentuk si gumpalan.

Evolusi Galaksi pembentuk Bintang Menjadi Galaksi Lonjong Merah dan Mati

Para astronom menggunakan observatiorium ALMA yang baru sebagian lengkap menemukan bukti meyakinkan bagaimana galaksi pembentuk bintang berevolusi menjadi galaksi lonjong merah dan mati, menangkap sekelompok besar galaksi tepat ditengah perubahannya.

Selama bertahun-tahun, para astronom telah mengembangkan gambaran evolusi galaksi dimana penggabungan antara galaksi spiral dapat menjelaskan mengapa galaksi lonjong besar di dekatnya memiliki sedikit sekali bintang muda. Gambaran teoritisnya kacau dan kasar: galaksi-galaksi yang bersatu memukul gas dan debu menjadi kelompok pembentukan bintang cepat, yang disebut letupan bintang, dan menelannya ke dalam lubang hitam supermasif yang tumbuh di pusat penggabungan. 

Seiring semakin banyaknya materi masuk ke lubang hitam, jet kuat memancar, dan daerah di sekitar lubang hitam tumbuh cemerlang seterang kuasar. Jet yang keluar dari penggabungan ini akhirnya mengeluarkan gas pembentuk bintang potensial galaksi, yang mengakhiri letupan bintang.

Hingga sekarang, para astronom tidak pernah menemukan penggabungan pada tahap kritis ini untuk dengan pasti menghubungkan aliran keluar jet ke penghentian aktivitas letupan bintang. Pada awal pengamatannya di tahun 2011, ALMA menjadi teleskop pertama yang mengkonfirmasi hampir dua lusin galaksi dalam tahap singkat dalam evolusi galaksi ini.

Apa yang sebenarnya dilihat ALMA? “Walaupun sensitivitas ALMA besar dalam mendeteksi letupan bintang, kami tidak melihat apapun – yang jelas itulah yang memang kami harapkan,” kata penyelidik utama  Dr. Carol Lonsdale dari North American ALMA Science Center at the National Radio Astronomy Observatory (NRAO) di Charlottesville, Virginia. Lonsdale menyajikan temuannya pada rapat  American Astronomical Society di Austin, Texas sebagai wakil dari sebuah tim astronom internasional.

Untuk observasi ini, ALMA disetel untuk melihat debu yang dihangatkan oleh daerah pembentukan bintang aktif. Walau begitu, separuh galaksi dari dua lusin galaksi Lonsdale tidak terlihat seluruhnya dalam pengamatan ALMA, dan separuh lainnya sangat redup, menunjukkan kalau sangat sedikit debu yang ada.

“Hasil dari ALMA mengungkapkan kalau ada sedikit atau hampir tidak ada letupan bintang pada galaksi aktif muda ini. Model evolusi galaksi mengatakan kalau hal ini karena lubang hitam pusatnya yang jetnya membuat daerah ini kehabisan gas pembentuk bintang,” kata Lonsdale. “Pada tahap pertama, ALMA mengkonfirmasi fase kritis ini dalam garis waktu evolusi galaksi.”

Ketika gas pembentuk bintang telah tertiup semua, galaksi-galaksi yang menyatu ini tidak akan mampu membuat bintang baru. Pada pembangkitan akhir bintang-bintang biru massif yang cemerlang namun berumur pendek akan mati, bintang merah yang bermassa kecil dan berumur panjang akan mendominasi populasi bintang gabungan ini, memberikan galaksi miskin gas ini warna yang semakin merah seiring waktu.

Metode Baru Menemukan Kandidat Galaksi Kelaparan

Untuk mendukung teori kelaparan gas ini, para astronom perlu melihat ia bekerja dalam banyak galaksi yang bergabung dengan jet tenaga tinggi. Tempat untuk mengamati cukup banyak mereka adalah kuasar, galaksi aktif yang ditemukan di masa lalu alam semesta, beberapa miliar tahun cahaya jauhnya.

Lonsdalemengatakan, “fase yang hilang harus berada di antara kuasar yang dapat dilihat cemerlang dalam inframerah dan panjang gelombang radio — penggabungan masih cukup muda sehingga intinya masih diliputi debu inframerah cemerlang, namun cukup tua sehingga lubang hitam mereka diberi makan dengan cukup dan menghasilkan jet yang teramati dalam radio.”

Perburuan selektif mereka pada kuasar khusus ini dimulai dengan pesawant NASA   Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), yang memiliki ratusan juta benda di survey seluruh langit inframerah alam semesta. Londsdale memimpin tim survey kuasar WISE yang memilih benda terterang dan termerah dalam peta teleskop inframerah ini.

Tim tersebut kemudian membandingkan seleksi mereka dengan Survey Langit VLA NRAO pada 1,8 juta objek radio dan memilih hasil yang sejalan sebagai target paling sesuai untuk pencarian aktivitas letupan bintang mereka dengan ALMA. Dengan mengamati panjang gelombang inframerah lebih panjang dari WISE, ALMA memungkinkan tim Lonsdale membedakan antara debu yang dihangatkan oleh aktivitas letupan bintang dengan debu yang dihangatkan oleh bahan yang jatuh ke lubang hitam pusat.

ALMA memiliki lebih dari 26 kuasar WISE untuk melacak sebelum Lonsdale dan tim internasionalnya menerbitkan hasil mereka tahun ini. Sementara itu, ia dan timnya akan mengamati galaksi-galaksi ini, dan lebih dari seratus lagi, dengan  Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) yang baru diupgrade NRAO.

“ALMA mengungkapkan tahap langka kelaparan galaksi ini, dan sekarang kami ingin menggunakan VLA untuk berfokus pada memahami aliran yang mencuri bahan bakar galaksi ini,” kata Lonsdale. “Bersama, kedua array teleskop radio paling sensitif di dunia ini akan membantu kita memahami nasib galaksi spiral seperti Bima Sakti kita.”

sumber berita:
National Radio Astronomy Observatory.

Jenis dan Bentuk Galaksi Yang Teramati

Galaksi dapat dikelompokkan dalam tiga jenis utama: eliptik, spiral dan irregular. Karena sistem klasifikasi Hubble hanya berdasarkan pada pengamatan visual, klasifikasi ini mungkin melewatkan beberapa karakteristik penting dari galaksi, seperti laju pembentukan bintang (di galaksi starburst) dan aktivitas inti galaksi (di galaksi aktif).

Eliptik

Jenis-jenis galaksi berdasarkan sistem klasifikasi Hubble. E merupakan tipe galaksi eliptik, S merupakan galaksi spiral, dan SB merupakan galaksi spiral berbatang

Sistem klasifikasi Hubble membedakan galaksi eliptik berdasarkan tingkat keelipsannya, dari E0 yang hampir berupa lingkaran, hingga E7 yang sangat lonjong. Galaksi tersebut memiliki bentuk dasar elipsoid, sehingga tampak elips dari berbagai sudut pandang. Galaksi tipe ini tampak memiliki sedikit struktur dan sedikit materi antar bintang, sehingga galaksi tersebut memiliki sedikit gugus terbuka dan laju pembentukan bintang yang lambat. Galaksi tipe ini didominasi oleh bintang yang berumur tua yang mengorbit pusat gravitasi dengan arah yang acak. Dalam hal tersebut, galaksi tipe ini mirip dengan gugus bola.

Banyak galaksi besar yang berbentuk eliptik. Banyaknya galaksi berbentuk eliptik dipercaya terbentuk karena interaksi antar galaksi menghasilkan tabrakan dan penggabungan. Galaksi dapat tumbuh menjadi besar (misalnya jika dibandingkan dengan galaksi spiral), galaksi eliptik raksasa sering ditemukan didekat inti dari kelompok galaksi besar. Galaksi starburst merupakan akibat dari tabrakan antar galaksi dan dapat menghasilkan pembentukan galaksi eliptik.

Spiral

Galaksi Whirlpool (kiri), sebuah galaksi spiral tanpa batang.

Galaksi spiral terdiri dari piringan berupa bintang dan materi antar bintang yang berotasi, serta gembung pusat yang terdiri dari bintang-bintang tua. Terdapat lengan spiral yang menjulur dari gembung pusat. Dalam sistem klasifikasi Hubble, galaksi spiral ditandai sebagai tipe S, diikuti huruf (a, b, atau c) yang menunjukkan tingkat kerapatan dari lengan spiral dan ukuran dari gembung pusat. Galaksi Sa memiliki lengan spiral yang kurang jelas dan membelit secara rapat, serta gembung pusat yang relatif besar. Sedangkan galaksi Sc memiliki lengan spiral yang terbuka dan gembung pusat yang relatif kecil.

NGC 1300, contoh galaksi spiral berbatang.

Sebagian besar galaksi spiral memiliki bentuk batang linier yang memanjang ke dua sisi dari gembung inti, yang kemudian bergabung dengan struktur lengan spiral. Di sistem klasifikasi Hubble, galaksi ini dikategorikan sebagai SB, dan diikuti huruf (a, b atau c) yang mengindikasikan bentuk lengan spiralnya. Batang galaksi diperkirakan merupakan struktur sementara yang disebabkan oleh gelombang kejut dari inti galaksi, atau karena interaksi pasang surut dengan galaksi lain. Banyak galaksi spiral berbatang yang berinti aktif, kemungkinan karena adanya gas yang menuju ke inti melalui lengan spiral.

Galaksi Bima Sakti merupakan galaksi spiral berbatang ukuran besar dengan diameter sekitar 30 kiloparsecs dan ketebalan sekitar satu kiloparsec. Bima Sakti memiliki sekitar 200 milyar (2×1011) bintang dengan massa total sekitar 600 juta (6×1011) kali massa Matahari.

Morfologi lain

Hoag's Object, merupakan galaksi cincin.

Galaksi aneh (peculiar galaxies) merupakan galaksi yang memiliki sifat-sifat yang tidak biasa karena interaksi pasang surut dengan galaksi lain. Contohnya adalah galaksi cincin, yang memiliki struktur mirip cincin berupa bintang dan materi antar bintang yang mengelilingi inti kosong. Galaksi cincin diperkirakan terbentuk saat galaksi kecil melewati inti galaksi yang lebih besar. Kejadian tersebut mungkin terjadi pada galaksi Andromeda yang memiliki beberapa struktur mirip cincin jika diamati pada spektrum inframerah.

NGC 5866, merupakan galaksi lenticular. Credit: NASA/ESA

Galaksi lenticular merupakan bentuk pertengahan yang memiliki sifat baik dari galaksi eliptik maupun galaksi spiral, dan dikategorikan sebagai tipe S0 dan memiliki lengan spiral yang samar-samar serta halo bintang berbentuk eliptik. (Barred lenticular galaxies receive Hubble classification SB0.). (Sumber: wikipedia.org)

Ada Gelembung Sinar Gamma di Pusat Galaksi Bima Sakti

Sinar gamma di galaksi Bima Sakti. Credit: NASA

Peneliti-peneliti astronomi dari Harvard secara tidak sengaja mendeteksi dua gelembung misterius berukuran besar di bagian inti gugus bintang atau galaksi Bimasakti. Balon gelembung tersebut memancarkan radiasi sinar gamma.

Gelembung yang semula tak terlihat itu tertangkap melalui Fermi's LAT (Large Area Telescope) milik NASA. Bentangan sinarnya seluas 25.000 tahun cahaya mulai dari pusat galaksi menuju ke sisi utara atau selatan.

Hingga kini sumber energi gelembung itu tidak jelas, diperlukan studi lebih lanjut untuk mendapatkan suatu gambaran konkret. Para ilmuwan harus memproses data mentah agar mereka dapat melihat melalui kabut sinar gamma tersebut.

Sinar gamma adalah bentuk cahaya paling energik. Di luar angkasa, ia cenderung terbentuk dari hasil peristiwa berkekuatan ekstrem. Misalnya supernova (ledakan kosmik hebat) atau objek seperti lubang hitam dan bintang neutron.

Sementara ini, gelembung dipastikan tercipta dari gas panas bertekanan tinggi, juga mampu melepaskan jumlah energi sama dengan daya eksplosi ratusan ribu bintang.

Salah satu kemungkinan jawaban adalah gelembung sinar gamma itu merupakan bukti ledakan saat formasi bintang di tengah galaksi, jutaan tahun lalu. Bila benar, maka gelembung tersebut merepresentasi akumulasi energi yang dapat terbentuk selama jutaan tahun.

Penemuan satu ini pun diyakini akan menantang para astronom untuk melakukan lebih banyak observasi, mengasah kerangka teori, demi memahami seluruh lingkup semesta pada akhirnya.

Astrofisikawan Princeton University yang tidak terlibat dalam penemuan, mengatakan pada wawancaranya dengan National Geographic, "Kita mengira kita tahu banyak tentang galaksi kita sendiri. Namun apa yang kita lihat di sini adalah sebuah struktur, susunan, (yang) menunjukkan keberadaan dari sebuah energi yang sangat besar di jantung galaksi kita ini." (Sumber: nationalgeographic.co.id)

Lubang Hitam di Bima Sakti Segera Terbangun

Di Jantung galaksi kita, Bima Sakti, terdapat lubang hitam raksasa yang sedang tertidur. Namun kini lubang hitam itu terusik awan gas yang akan membangunkannya.

Berkat Very Large Telescope ESO, para astronom menemukan awan kiamat itu. Awan gas seukuran Bumi ini akan menghantam lubang hitam tersebut dengan kecepatan 8 juta km/jam dan membangunkannya dengan sangat kasar.
Dari peristiwa ini, para astronom berharap mendapat pendangan mengenai lubang hitam di jantung Bima Sakti ini melalui penelitian pada ledakan radiasi akibat tabrakan tersebut. Peristiwa ini akan menjadi penelitian pertama saat tabrakan pada lubang hitam ini.
Awalnya, penelitian 20 tahun yang dipimpin Reinhard Genzel dari Max-Planck Institute for Extraterretrial Physicsy ini menemukan obyek unik baru bergerak cepat mendekati lubang hitam tersebut dan diketahui akan menghantam lubang hitam tersebut.
“Ini akan menjadi dua tahun yang menarik dan akan memberi informasi sangat berharga pada perilaku materi di sekitar obyek raksasa menakjubkan tersebut,” tutup Genzel seperti dikutip dailymail.co.uk

Deteksi Galaksi Jauh dari Alam Semesta

Galaksi jauh yang ditemukan di masa awal alam semesta. kredit : NASA, ESA

Perjalanan manusia untuk mencari galaksi-galaksi tua untuk mnelusuri kembali pembentukkannya masih terus berlanjut. Setelah masyarakat dikejutkan dengan penemuan galaksi yang berada pada jarak 13,2 milyar tahun cahaya.

Para peneliti tak berhenti sampai disitu, pencarian masih terus berlanjut untuk mengungkap sejarah alam semesta. Dengan menggunakan kemampuan untuk memperbesar dari lensa kosmik gravitasi, para astronom berhasil menemukan sebuah galaksi jauh yang diperkirakan lahir pada masa awal sejarah kosmik. Hasil ini memberi cahaya baru bagi pembentukan galaksi pertama sekaligus juga membawa manusia untuk mengkaji kembali evolusi dini alam semesta.
Penemuan Galaksi Baru

Dalam penelitian yang dilakukan Johan Richard (CRAL, Observatoire de Lyon, Université Lyon 1, France and Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Denmark) dan timnya, mereka berhasil menemukan galaksi jauh yang mulai terbentuk sekitar 200 juta tahun setelah terjadinya Big Bang atau Dentuman Besar.
Penemuan ini menjadi tantangan baru bagi teori yang ada terutama mengenai kapan galaksi terbentuk dan berevolusi di tahun-tahun awal pembentukan alam semesta. Bukti baru yang ada juga bisa digunakan untuk mengungkap misteri bagaimana kabut hidrogen yang mengisi alam semesta dini bisa dibersihkan.

Tim yang dipimpin Richard melihat galaksi yang mereka temukan saat melakukan pengamatan dengan menggunakan NASA/ESA Hubble Space Telescope dan kemudian dikonfirmasi ulang menggunakan Spitzer Space Telescope. Pengukuran jarak kemudian dilakukan menggunakan W. M Keck Observatory di Hawaii.

Pengamatan Galaksi ….

Galaksi jauh yang ditemukan tersebut tampak melalui gugus galaksi Abell 383, yang kekuatan gravitasinya mampu membelokkan cahaya dan berfungsi sebagai kaca pembesar. Kesempatan terjadinya kesejajaran antara galaksi, gugus galaksi dan Bumi memperkuat cahaya yang diterima dari galaksi jauh sehingga para astronom dapat melakukan pengamatan yang lebih detil. Tanpa lensa gravitasi, galaksi yang dituju terlalu redup untuk bisa diamati meskipun dengan teleskop tercanggih yang ada saat ini.
Setelah berhasil mengenali galaksi yang dicari dalam citra yang dihasilkan Hubble dan Spitzer, dilakukan pengamatan spektroskopik dengan teleskop Keck-II di Hawaii. Spektroskopi merupakan teknik untuk memecah cahaya ke dalam komponen warnanya. Setelah itu dilakukan analisa spektrum sehingga bisa dilakukan pengukuran pergeseran merah dan mendapatkan informasi terkait komponen bintangnya.

Implikasi Penemuan Galaksi

Hasil pengukuran yang dilakukan Johan Richard dan tim menunjukkan kalau galaksi tersebut memiliki pergeseran merah 6.027 yang artinya, pengamat melihat galaksi tersebut saat ia ada pada kondisi alam semesta berusia 950 juta tahun.  Hasil ini tidak lantas menjadikan galaksi baru tersebut sebagai galaksi paling jauh atau paling tua karena ada galaksi lainnya yang memiliki pergeseran merah lebih dari 8 dan ada yang pergeseran merah lebih dari 10 atau sudah ada 400 juta tahun sebelum si galaksi yang ditemukan Richard dkk.
Tapi setiap penemuan tentu punya keunikan tersendiri. Galaksi baru ini ternyata memiliki fitur yang sangat berbeda dibanding galaksi jauh lainnya yang pernah diamati, yang umumnya terang dan terdiri dari bintang-bintang muda.

Menurut Eiichi Egami, salah satu peneliti Galaksi baru tersebut, ada dua hal yang mereka lihat saat melakukan analisa spektrum. Pergeseran merah dari galaksi tersebut menunjukkan kalau ia berasal dari masa awal sejarah kosmik. Tapi ada hal menarik lainnya. Deteksi yang dilakukan oleh Spitzer dengan mata inframerahnya mengindikasikan galaksi tersebut sudah berusia lebih tua lagi dan ia diisi oleh bintang redup.  Diperkirakan galaksi tersebut disusun oleh bintang-bintang yang usianya sudah mendekati 750 juta tahun.

Artinya, epoh pembentukannya pun mundur ke era sekitar 200 juta tahun setelah Dentuman Besar. Atau dengan kata lain, galaksi ini sudah berusia sangat tua dan bisa disimpulkan juga kalau galaksi pertama yang terbentuk di masa awal alam semesta ternyata memang lebih dini dibanding perkiraan para ilmuwan.
Penemuan galaksi ini jelas memberi implikasi pada teori pembentukan galaksi mula-mula sekaligus memberi informasi bagaimana alam semesta menjadi transparan bagi cahaya ultraungu di masa satu milyar tahun pertama setelah Dentuman Besar.

Di masa awal kosmos, terdapat kabut gas hidrogen netral yang menghalangi cahaya ultraungu di alam semesta. Untuk bisa membuat alam semesta jadi transparan dan bersih dari kabut tersebut, sebagian sumber radiasi harus mngionisasi gas yang tersebar tersebut, membersihkan kabut yang menghalangi dan menjadikan alam semesta transparan bagi sinar ultraungu. Proses inilah yang dikenal sebagai proses reionisasi.

Para astronom meyakini kalau radiasi yang memberi tenaga untuk terjadinya reionisasi tersebut haruslah datang dari galaksi-galaksi. Akan tetapi diyakini tidak ada satu pun galaksi yang ditemukan yang dapat memberi radiasi yang diperlukan. Nah, penemuan galaksi baru ini diyakini dapat menyelesaikan teka-teki tersebut.

Tampaknya, galaksi yang baru ditemukan ini bukanlah satu-satunya. Diyakini masih ada lebih banyak galaksi-galaksi lain di masa alam semesta dini melebihi dugaan sebelumnya. Dan diyakini juga galaksi-galaksi tersebut sudah tua dan redup, sperti yang baru saja ditemukan. Jika analisa mengenai keberadaan galaksi-galaksi tua dan redup di alam semesta dini memang benar adanya maka mereka inilah yang akan menjadi jawaban yang menyediakan radiasi yang dibutuhkan untuk membuat alam semesta menjadi transparan bagi sinar ultraungu.

Untuk saat ini, para peneliti hanya dapat menemukan galaksi – galaksi melalui pengamatan menggunakan gugus masif yang bertindak sebagai teleskop kosmik. Di masa yang akan datang James Webb Space Telescope milik NASA/ESA/CSA akan diluncurkan dan akan bekerja pada pengamatan resolusi tinggi untuk mencari obyek yang memiliki pergeseran merah tinggi. Pada masa inilah, JWST akan menjadi mata yang bisa mengungkap semua misteri di masa alam semesta dini.
Sumber : spacetelescope

Ditemukan Galaksi Kerdil

WartaNews-LosAngeles - Terbukti jika galaksi itu jauh dan sangat kecil, bahkan tidak terlihat, meski dengan teleskop modern. Namun seorang astronom Amerika berhasil menemukannya.

Astronom itu percaya bahwa objek kecil yang ditemukannya adalah properti yang tidak biasa. Objek itu berputar di sekitar galaksi yang lebih besar, dan 98 persennya terdiri dari materi gelap.

Sejumlah ketentuan utama telah ditetapkan oleh penelitian dalam jurnal "Nature."

Menurut perhitungan para astronom, Galaksi bernama "Dwarf" itu terletak pada jarak sekitar 7 miliar tahun cahaya dari Bumi. Jarak tahun cahaya merupakan jarak cahaya mengatasi tahun yang menerapkan tingkat 300 ribu kilometer per detik. Ini berarti bahwa objek itu dibentuk oleh sekurang-kurangnya 6,7 ??miliar tahun setelah Big Bang.

Menurut teori modern, galaksi itu terjadi 13,7 miliar tahun lalu dan melahirkan alam semesta ini. Massa bendanya hanya sekitar 190 juta kali matahari. Biasanya, sebuah galaksi besar terlihat seperti matahari dengan ukuran puluhan milyaran kali.

 "Ini adalah massa yang sangat kecil dari galaksi. Semua benda serupa akan terdeteksi pada jarak seperti itu," kata peneliti, Matius Oger dari Universitas California di Santa Barbara.

Kesimpulan para peneliti itu didasarkan pada survei yang dilakukan oleh Observatorium "Keck" di Hawaii dan pemodelan komputer. Teleskop Observatorium telah membantu untuk menangkap cahaya dari sebuah galaksi yang lebih besar pada jarak 10 miliar tahun cahaya.

Hal ini mengungkapkan fenomena lensa gravitasi bahwa benda antariksa adalah massa dengan medan gravitasi cukup besar sehingga dapat membelokkan jalur propagasi cahaya untuk terbang ke samping dan bertindak sebagai lensa.

Lantaran menjadi kaca pembesar, maka galaksi kerdil itu sama sekali tak terlihat, selain putarannya meningkat dan juga akibat sinyal cahaya lemah yang datang dari galaksi besar yang terletak di belakangnya.

Para astronom telah menemukan obyek itu dengan memainkan peran lensa, sehingga terlihat hampir seluruhnya dari materi gelap. Bentuk hipotetis materi, menurut teori modern, tidak memancarkan radiasi elektromagnetik dan tidak berinteraksi dengan dirinya. Lantaran kehadirannya hanya dapat dideteksi oleh efek gravitasi buatan. Dalam hal ini, efek itu adalah lensa gravitasi.

Pengertian Galaksi Andromeda

Galaksi Andromeda

Galaksi Andromeda adalah galaksi terdekat dari galaksi kita (galaksi bimasakti/milky way). Galaksi ini biasa di sebut dengan M31, NGC 224, atau Messier 31. Galaksi ini dapat di lihat dengan mata telanjang dengan syata langit bersih dan lingkungan yang mendukung (gelap gulita), letaknya sekitar 41 derajat di utara, jika dengan mata telanjang, kita hanya akan melihatnya sebagai kabut merah kecil, namun jika menggunakan teropong kita dapat melihat beberapa bintang di tepinya. Galaksi ini berbentuk spiral, terdiri dari sekitar 1 triliun bintang.


Awal penemun galaksi ini bermula ketika astronom berkebangsaan Persia bernama  Abd al-Rahman al-Sufi menulis tentang rantai konstelasi pada bukunya yang berjudul Book of Fixed Stars yang menyebutkan tentang kabut kecil. Astronom Willian Herschel yang juga merupakan penemu planet Uranus mencatat rona kemerahan di inti M31 merupakan "great nebulae" terdekat, dan berdasarkan warna dan besarnya nebula, dia salah beranggapan bahwa jarak nebula itu tidak lebih dari 2000 kali jarak sirius (bintang pada konstelasi Canis Major).
Foto M31 pertama kali di ambil pada tahun 1887 oleh Isaac Roberts dari observatorium pribadinya di Sussex, Inggris. Namun , pada saat itu, objek itu masih di anggap sebagai nebula besar daripada sebuah galaksi.
Kemudian pada tahun 1917, seorang astronom Amerika, Heber Curtis, mengamati nova pada M31.   Curtis menyadari bahwa nova ini 10 magnitudo lebih redup dari pada objek lain di langit.  Sebagai hasilnya, dia kemudian beranggapan bahwa jarak M31 adalah sekitar 500.000 tahun cahaya  (3.2×1010 AU).  Curtis kemudian menjadi pendukung dari teori tentang "Island Universes" yang menyatakan bahwa nebula spiral itu merupaka sebuha galaksi independen.


Berdasarkan data yang di lansir oleh sekelompok astronom pada tahun 2010, menyatakan bahwa M31 terbentuk dari gabungn dua galaksi  yang lebih kecil pada 5 hingga 9 milyar tahun yang lalu.
Sebuah tulisan yang di publikasikan pada tahun 2012 silam menyatakan bahwa Andromeda telah lahir sejaak 10 milyar tahun yang lalu dari gabungan protogalaksi yang lebih kecil mengarah kepada galaksi yang lebih kecil dari yang kita lihat sekarang.


Tingkat supernova galaksi Bimasakti dua kali lebih besar dari Andromeda itu sendiri. Hal ini menunjukkan bahwa M31 pernah mengalami fase pembentukan bintang yang besar, tetapi sekarang dalam keadaan relatif tenang, sedangkan Bima Sakti mengalami pembentukan bintang lebih aktif. Jika hal ini terus berlanjut, luminositas di Bimasakti dapat menyusul M31.


Seperti Milky Way, Andromeda juga memiliki satelit galaksi yang terdiri dari 14 galaksi kerdil.  Galaksi kecil yang paling di kenal dan mudah di amati adalah M32 dan M110. Berdasarkan pada bukti saat ini, tampak bahwa M32 pernah mengalami pendekatan dengan M31 di masa lalu. Pada tahun 2006, di temukan bahwa sembilan galaksi terletak di sepanjang garis yang memotong inti galaksi Andromeda, bukannya tersusun secara acak seperti halnya galaksi independen.

Galaksi Andromeda mendekali Milky Way  pada kecepatan sekitar 100-140km/detik, yang kira kira jika di hitung sekitar 1,96milyar-2,74milyar mil pertahun. 

Video Galaxy Starburst

 
The Milky Way and Andromeda galaxy are on a collision course! In about 3 billion years, the two galaxies will collide. Then over a span of 1 billion years or so after a very complex gravitational dance, they will merge to form an elliptical galaxy.

Galaksi starburst merupakan akibat dari tabrakan antar galaksi dan dapat menghasilkan pembentukan galaksi eliptik.