Galaksi, Bintang dan satuan jarak

A. Satuan jarak di jagad raya

Untuk mengetahui jarakk antara beneda-benda angkasa yang terdpat di jagad raya digunakan satuan-satuan ukuran jarak sebagai berikut:

1. Satuan Astronomi (SA) Astronomical Unit

Satu satuan astronomi adalah satu kali jarak bumi-matahari (150 juta km). satuan ukuran itu digunakan utuk menentukan jarak benda-benda di sekitar tata surya. 1 AU = 150.000.000 km

2. Satuan Kecepatan Cahaya

Dalam tiap-tiap satu detik, cahaya dapat merambat dengan kecepatan 300.000km.

1 detik cahaya = 300.000 km

1 tahun cahaya = 60 x 60 x 24 x 365 x 300.000 km

= 9,5 triliun km.

3. Parsec (Parralax per second)

Adalah satuan ukran jarak yang lebih besar. Paralaks bintang yang besarnya 1 detik busur (1/3600 derajat), disebut 1 persec. Paralaks yang terdekat dengan bumi ialah alfa centauri=0,76 detik busur atau sama dengan 4,3 tahun cahaya.

1 parsec = 3,26 tahun cahaya

1 kilo parsec = 1.000 parsec

1 mega parsec = 1.000.000 parsec

B. Galaksi

Galaksi adalah sebuah sistem perbintangan yang maha luas yang di dalamnya terdapat jutaan bahkan milyaran bintang beserta benda-benda langit lainnya sebagai anggota yang beredar mengelilingi pusat dengan gerakan yang teratur. Matahari kita (bersama-sama 9 buah planet yang mengitarinya) adalah anggota dari sebuah galaksi yang kita beri nama Galaksi Bima Sakti. Galaksi Bima Sakti termasuk tipe galaksi spiral dan berbentuk seperti cakram.Untuk membayangkan bagaimana kira-kira bentuk galaksi kita, kita dapat membayangkan dua buah telur mata sapi yang bagian bawahnya disatukan. Berdasarkan perhitungan terakhir, galaksi kita diperkirakan bergaris tengah sekitar 100.000 tahun cahaya. Istilah tahun cahaya ini 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 adalah tahun cahaya. Dengan satuan ini, tebal bagian pusat galaksi kita sekitar 10.000 tahun cahaya.

Hal-hal yang perlu diingat tentang galaksi adalah:

· Galaksi adalah himpunan berbilion, malah bertrilion bintang-bintang.

· Galaksi-galaksi yang besar dan sederhana mempunyai pusat galaksi.

· Galaksi mempunyai tangan-tangan terdiri daripada bintang-bintang, gas dan awan-awan debu. Tangan-tangan ini berputar keliling pusat galaksi pada kelajuan yang tinggi.

· Galaksi-galaksi berkumpul untuk membentuk kelompok galaksi. Kadangkala, terdapat beratus-ratus galaksi di dalam satu kelompok galaksi. Kelompok-kelompok galaksi ini juga berkumpul di dalam himpunan kelompok.

a. Ciri-ciri galaksi

o Galaksi mempunyai cahaya sendiri bukan cahaya pantulan

o Galaksi-galaksi lain dapat terlihat di luar galaksi bimasakti

o Jarak antara yang satu dengan yang lain adalah jutaan tahun cahaya

o Galaksi memiliki bentuk-bentuk tertentu yaitu spiral, elips dan tidak beraturan.

b. Bentuk Galaksi

Secara garis besar, menurut morfologinya, galaksi dibagi menjadi 3 tipe, yaitu: tipe galaksi spiral, galaksi elips, dan galaksi tak-beraturan. Pembagian tipe ini berdasarkan bentuk / penampakan galaksi-galaksi tersebut. Galaksi-galaksi yang diamati dan dipelajari oleh para astronom sejauh ini terdiri dari sekitar 75% galaksi spiral, 20% galaksi elips, dan 5% galaksi tak beraturan. Namun ini bukan berarti galaksi spiral adalah galaksi yang paling banyak terdapat di alam semesta ini.

1. Galaksi spiral

Merupakan tipe yang paling umum dikenal orang. Mungkin karena bentuk spiralnya yang indah itu. Jika kita mendengar kata galaksi, biasanya yang terbayang adalah galaksi tipe ini. Galaksi kita termasuk galaksi spiral. 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 bola adalah kumpulan bintang-bintang yang berjumlah puluhan sampai ratusan ribu bintang yang lahir bersama-sama, mengumpul berbentuk bola. Gugus-gugus bola inilah yang membentuk halo bersama sama dengan bintang-bintang yang tidak terdapat di bidang galaksi. 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. Contoh lain galaksi spiral selain dari Bima Sakti adalah galaksi Andromeda.

Ø Galaksi bimasakti (milky way)

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. Bimasakti terdiri dari ± 100.000.000.000 hingga 400.000.000.000 bintang (benda-benda lainnya)

Ø Andromeda (M₃₁)

Merupakan kabut besar yang berbentuk spiral besarnya 2 kali lipat galaksi kita, yang jaraknya ± 1.500.000 tahun cahaya dari galaksi kita. Dengan diameter 100.000 tahun cahaya, tebal di tengahnya 15.000 tahun cahaya.

Ø Makarian 348

Merupakan galaksi terbesar dalam jagad raya. Ukurannya 13 kali galaksi bimasakti. Garis tangahnya 1.300.000 tahun cahaya.

Ø Galaksi Silvery Coin (Dolar Perak)

Galaksi spiral pipih NGC 235 dengan jarak 13.000.000 tahun cahaya dari galaksi kita

Ø Galaksi Blue Pin Wheel (Roda Biru) M₃₂

Jaraknya ± 2.000.000 tahun cahaya dari galaksi kita.

2. Galaksi Ellips

Sesuai dengan namanya, penampakan galaksi ini seperti elips. Galaksi ellips meliputi sektar 18%dari jagad raya.Tapi bentuk yang sebenarnya tidak kita ketahui dengan pasti, karena kita tahu apakah arah pandang kita dari depan, samping, atau atas dari galaksi tersebut. Galaksi spiral hanya terdiri dari: pusat galaksi sebagai pusat rod dan selubung bulat yang membungkus pusat.

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 , dan anggotanya adalah bintang-bintang tua. Contoh galaksi tipe ini adalah galaksi M87, yaitu galaksi elips raksasa yang terdapat di Rasi Virgo. Galksi Fornex, Sculptor, NGC 205 dan galaksi Ursa Mayor, yang berjarak sekitar 10.000.000 TC dari milky way.

3. Galaksi tak-beraturan

Adalah tipe galaksi yang tidak simetri dan tidak memiliki bentuk khusus, tidak seperti dua tipe galaksi yang lainnya yang hanya mengisi 2% dari jagad raya. Tampak seperti gumpalan/onggokan bintang yang datar, ada bagian-bagian yang terlihat semakin menebaldan ada bagian yang menipis dalam batas yang tidak jelas. Contoh dari galaksi tipe ini adalah Awan Magellan Besar dan Awan Magellan Kecil, dua buah galaksi tetangga terdekat Bima Sakti, yang hanya berjarak sekitar 180.000 tahun cahaya dari Bima Sakti. Galaksi takberaturan ini banyak mengandung materi antar bintang yang terdiri dari gas dan debu-debu.

C. Bintang

Bintang adalah benda langit yang mempunyai cahaya sendiri, terdiri dari gas pijar. Galaksi terdiri dari awan-awan yang berisi debu dan gas, sama seperti bintang. Di dalam awan-awan galaksi itulah awal dari munculnya sinar-sinar bintang. Gas yang terkumpul dalam awan-awan tersebut (sebagian besar adalah hidrogen) terdorong bersama-sama ke sebuah awan lainnya. Lalu awan ini mulai berputar. Atom-atom gas mulai bergesakan satu sama lain, semakin lama semakin cepat. Hal ini membuat energi panas. Awan tersebut menjadi panas dan semakin panas. Dan akhirnya, terjadilah kejadian yang disebut "nuclear fusion" (perpaduan/penyatuan nuklir). Awan tersebut menjadi bersinar. Awan tersebut yang sering disebut sebagai "protostar" inilah yang merupakan bentuk awal dari sebuah bintang.

Besar kecilnya bintang dapat dibedakan menurut kekuatan sinarnya (magnitude) bintang tersebut. Magnitude bintang dapat dibedakan menjadi magnitude yang tampak dari bumi dan magnitude absolute (mutlak) yaitu sesuai dengan kekuaan sinar bintangnya.

Karena letak bintang yang sangat jauh dari bumi, maka bintang hanya terlihat seperti titik cahaya. Karenanya, saat ini, sudah ada alat yang dinamakan teleskop, yang bisa melihat benda angkasa lebih jelas. Kemudian, seiring dengan perkembangan teknologi, jarak bintang dan jarak benda angkasa lain sudah dapat diukur dengan "Tahun cahaya" (light year=ly) dan "Parsec" (pc). Satu tahun cahaya adalah jarak yang ditempuh cahaya dalam satu tahun yaitu 9,4607x10¹² km. Satu Parsec adalah sama dengan 3,26 tahun cahaya.

a. Jarak bintang

Data di bawah ini adalah 11 bintang terdekat dengan Bumi, yaitu bintang-bintang dalam 3 parsec atau 10 tahun cahaya. Jarak bintang terjauh dalam galaksi diperkirakan 19.325 pc (63.000 tahun cahaya)

1. Proxima Centauri : 1,31 pc (4,28 tahun cahaya)
2. Alpha Centauri A : 1,34 pc (4,35 tahun cahaya)
3. Alpha Centauri B : 1,34 pc (4,35 tahun cahaya)

4. Barnard's Star : 1,8 pc (5,8 tahun cahaya)
5. Wolf 359 : 2,3 pc (7,6 tahun cahaya)
   
6. Lalande 21185 : 2,5 pc (8,1 tahun cahaya)
7. Sirius A : 2,65 pc (8,7 tahun cahaya)
   
8. Sirius B : 2,65 pc (8,7 tahun cahaya)
9. UV Ceti A : 2,7 pc (8,8 tahun cahaya)
   
10. UV Ceti B : 2,7 pc (8,8 tahun cahaya)
11. Ross : 154 pc (9,5 tahun cahaya)

b. Warna dan ukuran bintang

Bintang sering dihubungkan dengan warna (merah, oranye, kuning, biru, putih), perbandingan dan kecermelangannya (kerdil, raksasa, super raksasa). Matahari adalah bintang kerdil berwarna kuning. Bintang biru dan putih lebih panas daripada matahari, tetapi bintang oranye dan merah lebih dingin. Di bawah ini adalah perbandingan ukuran dan kecemerlangan sinar 5 jenis bintang dengan matahari.

1. Sirius B : putih kerdil, garis tengahnya 1/100 garis tengah matahari, kecemerlangannya 1/400 dari matahari
2. Barnard's Star : merah kerdil, garis tengahnya 1/10 garis tengah matahari, kecemerlangannya 1/2000 dari matahari
3. Matahari : kuning kerdil
4. Capella : kuning raksasa, garis tengahnya 16 kali garis matahari, kecemerlangannya 150 kali kecemerlangan matahari
5. Ringel : biru-putih raksasa, garis tengahnya 80 kali garis tengah matahari, kecemerlangannya 60.000 kali kecemerlangan matahari
6. Betelgeux : merah sangat raksasa, garis tengahnya 300-400 kali garis tengah matahari, kecemerlangannya 15.000 kali kecemerlangan matahari

Tabel 1. Warna dan Kualitas Bintang

Warna	Suhu Permukaan	Kecemerlangan
Biru	50 – 25 juta °C	1.000.000 – 1.000 Matahari
Putih	25 – 10 juta °C	1.000 – 1 Matahari
Kuning	10 – 3 juta °C	1 – 0,01 Matahari
Merah	3 – 2 juta °C	0.01 – 0,0001 Matahari

c. Macam-macam bintang dilihat dari kelompoknya

1. Cluster

Merupakan gerombolan bintang yang jika diamati dengan mata telanjangdari bumi hanya tampak seperti satu bintang yang besar, tetapi jika diamati dengan teropong akan tampak ribuan bintang yang ukurannya kecil dan bergerombol.

· Globular cluster : bentuknya seperti bola

· Open cluster : bentuknya tidak beraturan

2. Bintang Kembar (double star)

Merupakan bintang yang selalu berpasangan satu sama lain dan mengadakan tarik menarik serta saling berevolusi. Contohnya: alpha centauri, antares (rasi scorpio), Sirius dan aldebaran.

3. Pulser atau bintang Neutron

Merupakan bintang yang massanya lebih besar dari massa matahari dan akhirnya menjadi bintang yang sangat kecil dan padat.

4. Nova

Adalah bintang yang redup dan tiba-tiba menjadi100 – 1.000.000 kali lebih terang untuk beberapa saat/hari sebelum memudar kembali. Hal ini disebabkan karena bintang tersebut meledak di ruang antariksa, tetapi bintang tersebut tidak rusak dan tetap bersinar. Keadaan ini dapat berlangsung berkali-kali.

5. Quasars

Suatu benda yang tampak seperti bintang (tetapi bukan bintang) yang bersinar redup dan mampu meberikan energy pada bendabenda antariksa lainnya.

6. Black hole (lubang hitam)

Suatu bintang yang sangat besar dengan massa yang ebih besar dari massa matahari dan dapat menyusut jauh lebih kecil serta menjadilbang hitam. Lubang hitam ini tidak dapat dilihat dan hanya bias dideteksi melalui pengaruh yang diberikan pada bintang-bintang lain disekitarnya. Black hole dapat mengacaukan ruang dan waktu, karena gravitasinya yang begitu besar maka segala benda-benda angkasa yang mendekatinya akan ditarik dan lenyap untuk selama-lamanya.