Komposisi, struktur, dan ukuran galaksi kita

2024 Pengarang: Miguel Ramacey | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 06:21

Bima Sakti adalah galaksi spiral bergaris. Galaksi kita berdiameter antara 100.000 dan 180.000 tahun cahaya. Diperkirakan oleh para ilmuwan mengandung 100-400 miliar bintang. Mungkin ada setidaknya 100 miliar planet di Bima Sakti. Tata surya terletak di dalam piringan, 26.490 tahun cahaya dari pusat Galaksi, di tepi bagian dalam Lengan Orion, salah satu konsentrasi spiral gas dan debu. Bintang di 10.000 tahun cahaya terdalam membentuk tonjolan dan satu atau lebih batang. Pusat galaksi adalah sumber radio intens yang dikenal sebagai Sagitarius A, yang kemungkinan merupakan lubang hitam supermasif bermassa 4,100 juta matahari.

Kecepatan dan radiasi

Bintang dan gas pada rentang jarak yang luas dari orbit Pusat Galaksi bergerak dengan kecepatan sekitar 220 kilometer per detik. Sebuah kecepatan rotasi konstan bertentangan dengan hukum dinamika Keplerian dan menunjukkan bahwa sebagian besar dariMassa Bima Sakti tidak memancarkan atau menyerap radiasi elektromagnetik. Massa ini disebut "materi gelap". Periode rotasinya sekitar 240 juta tahun pada posisi Matahari. Bima Sakti bergerak dengan kecepatan sekitar 600 km per detik relatif terhadap kerangka acuan ekstragalaksi. Bintang-bintang tertua di Bima Sakti hampir setua alam semesta itu sendiri dan kemungkinan besar terbentuk tak lama setelah Big Bang Dark Ages.

Penampilan

Pusat Bima Sakti terlihat dari Bumi sebagai pita cahaya putih kabur, lebarnya sekitar 30°, dilengkungkan oleh langit malam. Semua bintang individu di langit malam yang terlihat dengan mata telanjang adalah bagian dari Bima Sakti. Cahaya berasal dari akumulasi bintang yang belum terselesaikan dan materi lain yang terletak di arah bidang galaksi. Daerah gelap di dalam pita, seperti Great Rift dan Koalsak, adalah daerah di mana debu antarbintang menghalangi cahaya dari bintang yang jauh. Wilayah langit yang disembunyikan Bima Sakti disebut Zona Penghindaran.

Kecerahan

Bima Sakti memiliki kecerahan permukaan yang relatif rendah. Visibilitasnya dapat sangat dikurangi dengan latar belakang seperti cahaya atau cahaya bulan. Agar Bima Sakti terlihat, langit harus lebih gelap dari biasanya. Seharusnya terlihat jika batas besarnya kira-kira +5.1 atau lebih tinggi, dan menunjukkan lebih detail pada +6.1. Hal ini membuat Bima Sakti sulit dilihat dari daerah perkotaan atau pinggiran kota yang terang benderang, tetapi sangat terlihat dari daerah pedesaan saatBulan berada di bawah cakrawala. "New World Atlas of Artificial Night Sky Brightness" mengungkapkan bahwa lebih dari sepertiga penduduk dunia tidak dapat melihat Bima Sakti dari rumah mereka karena polusi udara.

Ukuran Galaksi Bima Sakti

Bima Sakti adalah galaksi terbesar kedua di Grup Lokal, dengan cakram bintangnya berdiameter sekitar 100.000 litas (30 kpc) dan ketebalan rata-rata sekitar 1000 litas (0,3 kpc). Deretan bintang berbentuk cincin yang melilit Bima Sakti mungkin milik galaksi itu sendiri, berosilasi di atas dan di bawah bidang galaksi. Jika demikian, ini akan menunjukkan diameter 150.000-180.000 tahun cahaya (46-55 kpc).

Misa

Perkiraan massa Bima Sakti bervariasi tergantung pada metode dan data yang digunakan. Di ujung bawah kisaran perkiraan, massa Bima Sakti adalah 5,8 × 1011 massa matahari (M☉), agak lebih kecil dari massa galaksi Andromeda. Pengukuran menggunakan susunan dasar yang sangat panjang pada tahun 2009 menunjukkan kecepatan setinggi 254 km/s (570.000 mph) untuk bintang di tepi luar Bima Sakti. Karena kecepatan orbit bergantung pada massa total dalam jari-jari orbit, ini menunjukkan bahwa Bima Sakti lebih masif, kira-kira sama dengan massa Galaksi Andromeda pada 7×1011 M☉ dalam jarak 160.000 liter (49 kpc) dari pusatnya. Pada tahun 2010, pengukuran kecepatan radial bintang halo menunjukkan bahwa massa yang terkandung dalam 80 kiloparsec adalah 7×1011 M☉. Menurut sebuah penelitian yang diterbitkan pada tahun 2014, massa seluruh Bima Saktidiperkirakan 8,5×1011 M☉, yaitu sekitar setengah massa Galaksi Andromeda.

Materi gelap

Sebagian besar Bima Sakti adalah materi gelap, bentuk yang tidak diketahui dan tidak terlihat, yang berinteraksi secara gravitasi dengan materi biasa. Halo materi gelap didistribusikan secara relatif merata pada jarak lebih dari seratus kilometer (kpc) dari Pusat Galaksi. Model matematika Bima Sakti menunjukkan bahwa massa materi gelap adalah 1-1,5×1012 M☉. Studi terbaru menunjukkan rentang massa 4,5×1012 M☉ dan dimensi 8×1011 M☉.

Gas antarbintang

Massa total semua bintang di Bima Sakti diperkirakan antara 4,6×1010 M☉ dan 6,43×1010 M☉. Selain bintang, ada juga gas antarbintang yang mengandung 90% hidrogen dan 10% helium, dengan dua pertiga hidrogen dalam bentuk atom dan sepertiga sisanya dalam bentuk molekul hidrogen. Massa gas ini sama dengan 10% atau 15% dari total massa bintang-bintang di galaksi. Debu antarbintang membentuk 1% dari total massa.

Struktur dan ukuran galaksi kita

Bima Sakti berisi antara 200 dan 400 miliar bintang dan setidaknya 100 miliar planet. Angka pastinya tergantung pada jumlah bintang bermassa sangat rendah yang sulit dideteksi, terutama pada jarak lebih dari 300 litas dari Matahari. Sebagai perbandingan, galaksi tetangga Andromeda berisi sekitar tiga triliun bintang, dan karenanya melebihi ukuran galaksi kita. Bima Saktimungkin juga mengandung sepuluh miliar katai putih, miliaran bintang neutron, dan seratus juta lubang hitam. Mengisi ruang antara bintang adalah piringan gas dan debu yang disebut medium antarbintang. Piringan ini setidaknya sebanding dalam radius bintang-bintang, sedangkan ketebalan lapisan gas berkisar dari ratusan tahun cahaya untuk gas yang lebih dingin hingga ribuan tahun cahaya untuk gas yang lebih hangat.

Bima Sakti terdiri dari wilayah inti berbentuk batang yang dikelilingi oleh piringan gas, debu, dan bintang. Distribusi massa di Bima Sakti sangat mirip dengan tipe Sbc Hubble, mewakili galaksi spiral dengan lengan yang relatif merentang bebas. Para astronom pertama kali mulai curiga bahwa Bima Sakti adalah galaksi spiral tertutup, bukan galaksi spiral biasa, pada 1960-an. Kecurigaan mereka dikonfirmasi oleh pengamatan Teleskop Luar Angkasa Spitzer pada tahun 2005, di mana penghalang pusat Bima Sakti lebih besar dari yang diperkirakan sebelumnya.

Konsep tentang ukuran galaksi kita mungkin berbeda. Cakram bintang di Bima Sakti tidak memiliki tepi tajam yang di luarnya tidak ada bintang. Sebaliknya, konsentrasi bintang berkurang dengan jarak dari pusat Bima Sakti. Untuk alasan yang tidak jelas, di luar radius sekitar 40.000 litas dari pusat, jumlah bintang per parsec kubik turun jauh lebih cepat. Cakram galaksi di sekitarnya adalah lingkaran galaksi bulat dari bintang-bintang dan gugus bola yang memanjang lebih jauh ke luar tetapi ukurannya dibatasi oleh orbit.dua satelit Bima Sakti - Awan Magellan Besar dan Kecil, yang terdekat terletak pada jarak sekitar 180.000 litas dari Pusat Galaksi. Pada atau di luar jarak ini, orbit sebagian besar objek halo akan dihancurkan oleh Awan Magellan. Oleh karena itu, objek seperti itu kemungkinan besar akan terlempar dari sekitar Bima Sakti.

Sistem bintang dan planet independen

Pertanyaan tentang ukuran Bima Sakti adalah pertanyaan tentang seberapa besar galaksi secara umum. Baik pelensaan mikro gravitasi dan pengamatan transit planet menunjukkan bahwa setidaknya ada planet berbintang sebanyak jumlah bintang di Bima Sakti. Dan pengukuran pelensaan mikro menunjukkan bahwa ada lebih banyak planet independen yang tidak terikat dengan bintang induk daripada bintang itu sendiri. Menurut Cara Meilin, setidaknya ada satu planet per bintang, menghasilkan sekitar 100-400 miliar.

Untuk memahami struktur dan ukuran galaksi kita, para ilmuwan sering melakukan berbagai analisis semacam ini, terus-menerus memperbarui dan merevisi data yang sudah ketinggalan zaman. Misalnya, analisis lain dari data Kepler pada Januari 2013 menemukan bahwa setidaknya ada 17 miliar exoplanet seukuran Bumi di Bima Sakti. Pada tanggal 4 November 2013, para astronom melaporkan, berdasarkan data dari misi luar angkasa Kepler, bahwa dalam batas bintang dan katai merah yang cocok untuk Matahari di wilayah Bima Sakti, hingga 40miliar planet seukuran Bumi, 11 miliar dari perkiraan planet ini mungkin mengorbit bintang mirip matahari. Menurut sebuah studi tahun 2016, planet terdekat bisa berjarak 4,2 tahun cahaya. Planet seukuran Bumi seperti itu mungkin lebih banyak daripada raksasa gas. Selain eksoplanet, "eksokomet", komet di luar tata surya, juga telah terdeteksi dan mungkin umum di Bima Sakti. Ukuran bintang dan galaksi dapat bervariasi.