GALAKSI SPIRAL: KARAKTERISTIK DAN TIPE - ARTE - 2025

Sebuah galaksi spiral adalah sekelompok monumental bintang berbentuk cakram dengan lengan spiral, menyerupai bentuk kincir a. Bentuk lengannya sangat bervariasi, tetapi secara umum pusat yang terkondensasi dengan jelas dibedakan oleh cakram tempat spiral bertunas.

Hampir 60% galaksi yang saat ini diketahui adalah spiral dengan karakteristik struktur sebagai berikut: tonjolan pusat atau tonjolan galaksi, piringan, lengan spiral, dan halo.

Gambar 1. Galaksi Pinwheel di konstelasi Ursa Major terletak 21 juta tahun cahaya dari Bumi. Sumber: Wikimedia Commons. ESA / Hubble.

Mereka adalah galaksi dengan keindahan luar biasa yang dapat ditemukan di konstelasi seperti Eridano. Semuanya dikodekan berkat karya astronom Edwin Hubble (1889-1953).

karakteristik

Dua pertiga galaksi spiral memiliki batang pusat, yang merupakan subtipe yang disebut galaksi spiral berbatang, untuk membedakannya dari galaksi spiral sederhana. Mereka hanya memiliki dua spiral yang keluar dari palang dan berkelok-kelok ke arah yang sama. Bima Sakti kita adalah contoh galaksi spiral berbatang, meskipun kita tidak dapat mengamatinya dari posisi kita.

Tonjolan pusat berwarna kemerahan, karena adanya bintang yang lebih tua. Ada sedikit gas di dalam inti atom itu sendiri dan lubang hitam biasanya ditemukan di tengahnya.

Piringan pada bagiannya berwarna kebiruan dan kaya akan gas dan debu, dengan kehadiran bintang-bintang muda dan lebih panas yang mengorbit di jalur yang hampir melingkar di sekitar inti galaksi, tetapi lebih lambat daripada inti galaksi.

Adapun spiral, mereka datang dalam variasi yang sangat besar, mulai dari yang membungkus erat di sekitar tonjolan pusat atau lengan diatur lebih terbuka di atasnya. Mereka menonjol berkat banyaknya bintang muda, biru, dan panas yang dikandungnya.

Ada beberapa teori tentang mengapa mereka terbentuk, yang akan kita bicarakan nanti.

Akhirnya, ada lingkaran lingkaran yang mengelilingi seluruh cakram, miskin gas dan debu, di mana bintang-bintang tertua dikelompokkan menjadi gugus bintang bola, gugus besar dengan ribuan bahkan jutaan bintang yang bergerak dengan kecepatan tinggi.

Jenis galaksi spiral

Untuk mengklasifikasikan galaksi menurut morfologinya (penampakannya dilihat dari Bumi) digunakan garpu tala yang dibuat oleh Edwin Hubble pada tahun 1936. Klasifikasi ini kemudian dimodifikasi oleh astronom lain dengan menambahkan subtipe dan angka pada notasi aslinya.

Galaksi-galaksi diberi kode huruf Hubble sebagai berikut: E untuk galaksi elips, SO untuk galaksi berbentuk lentikular, dan S untuk galaksi spiral.

Dua kategori lagi kemudian ditambahkan untuk memasukkan galaksi spiral berbatang SB dan galaksi yang bentuknya tidak mengikuti pola dan tidak beraturan: Irr. Sekitar 90% dari semua galaksi yang diamati berbentuk elips atau spiral. Hanya 10% berada di kategori Irr.

Gambar 2. Diagram garpu tala galaksi. Sumber: Wikimedia Commons. Pengunggah asli adalah Cosmo0 di Wikipedia bahasa Inggris. (Teks asli: Tidak ada).

Hubble percaya bahwa galaksi memulai kehidupannya sebagai struktur bola tipe E0 dan kemudian mengembangkan lengan dan menjadi galaksi spiral yang pada akhirnya menjadi tidak teratur.

Namun, telah terbukti bahwa ini bukanlah masalahnya. Galaksi elips memiliki gerakan rotasi yang jauh lebih lambat yang tidak akan menyebabkannya mendatar dan menghasilkan spiral.

Di lengan garpu tala Hubble terdapat galaksi spiral: S untuk spiral normal dan SB untuk spiral berbatang. Huruf kecil menunjukkan subtipe: "a" menunjukkan bahwa kumparan tertutup rapat di sekitar nukleus, sedangkan "c" digunakan saat lebih longgar. Proporsi gas juga meningkat.

Bima Sakti adalah tipe SBb, dengan Matahari di salah satu lengan spiral: lengan Orion, disebut demikian karena di dalamnya juga terdapat bintang-bintang rasi ini, salah satu yang paling mencolok dilihat dari Bumi.

Teori tentang asal mula spiral

Asal usul lengan spiral belum diketahui secara pasti, akan tetapi ada beberapa teori yang mencoba menjelaskannya. Sebagai permulaan, para astronom segera mengamati bahwa berbagai struktur di galaksi spiral berputar dengan kecepatan yang berbeda. Ini dikenal sebagai rotasi diferensial dan merupakan karakteristik dari jenis galaksi ini.

Bagian dalam piringan galaksi spiral berputar jauh lebih cepat daripada bagian luarnya, sedangkan halo tidak berputar. Untuk alasan ini, pada awalnya diyakini bahwa ini adalah penyebab munculnya spiral dan tidak hanya itu, ini juga merupakan bukti keberadaan materi gelap.

Namun, jika ini masalahnya, spiral akan berumur pendek (dalam istilah astronomi tentu saja), karena mereka akhirnya akan membungkus diri dan menghilang.

Gelombang kepadatan dan perbanyakan bintang

Teori yang lebih diterima untuk menjelaskan keberadaan spiral adalah gelombang densitas. Teori ini, yang dibuat oleh astronom Swedia Bertil Lindblad (1895-1965) mendalilkan bahwa materi mengalami variasi dalam konsentrasinya, yang, seperti suara, dapat merambat di lingkungan galaksi.

Dengan cara ini, tercipta area dengan konsentrasi lebih, seperti spiral, dan area lain dengan konsentrasi lebih sedikit, yang akan menjadi ruang di antara keduanya. Namun area tersebut memiliki durasi yang terbatas, sehingga lengan bisa bergerak meski bentuknya terus berlanjut seiring waktu.

Ini menjelaskan mengapa spiral adalah daerah yang sangat aktif dalam hal produksi bintang. Di sana gas dan debu lebih terkonsentrasi, sehingga gravitasi mengintervensi sehingga materi mengumpul membentuk protobintang, yang akan memunculkan bintang muda dan masif.

Teori lain yang berusaha menjelaskan spiral adalah perbanyakan diri. Bintang biru masif di lengan spiral diketahui berumur pendek dibandingkan dengan bintang yang lebih dingin dan lebih merah di intinya.

Yang pertama biasanya mengakhiri hidup mereka dalam ledakan supernova raksasa, tetapi materialnya dapat didaur ulang menjadi bintang baru di tempat yang sama dengan yang sebelumnya: lengan spiral.

Ini akan menjelaskan ketahanan senjata, tetapi bukan asal-usulnya. Untuk alasan ini, para astronom lebih percaya bahwa hal itu disebabkan oleh kombinasi faktor-faktor: rotasi diferensial yang sama, keberadaan gelombang kerapatan, perbanyakan bintang sendiri, dan interaksi yang dialami dengan galaksi lain.

Semua keadaan ini bersama-sama menimbulkan berbagai jenis lengan spiral: tipis dan bergaris jelas atau tebal dan tidak tegas.

Beda dengan galaksi elips

Perbedaan yang paling jelas adalah bahwa bintang-bintang di galaksi elips lebih merata daripada spiral. Di sini mereka tampak terkonsentrasi di cakram kemerahan dan tersebar di lengan spiral, berwarna kebiruan, sedangkan distribusi di galaksi elips berbentuk oval.

Ciri khas lainnya adalah ada atau tidaknya gas dan debu antarbintang. Dalam galaksi elips, sebagian besar materi telah lama berubah menjadi bintang, sehingga hanya memiliki sedikit gas dan debu.

Pada bagian mereka, galaksi spiral memiliki area di mana gas dan debu, yang menghasilkan bintang baru, berlimpah.

Perbedaan penting berikutnya adalah jenis bintang. Para astronom membedakan dua populasi bintang: populasi I muda dan populasi II, bintang tua. Galaksi elips mengandung bintang populasi II dan sedikit unsur yang lebih berat dari helium.

Sebaliknya, galaksi spiral mengandung Populasi I dan II. Pada cakram dan lengan, populasi I mendominasi, lebih muda dan dengan tingkat logam yang tinggi. Artinya mereka mengandung unsur berat, sisa-sisa bintang yang sudah menghilang, sedangkan di halo adalah bintang tertua.

Inilah sebabnya mengapa bintang terus terbentuk di galaksi spiral, sedangkan di galaksi elips tidak. Dan galaksi elips mungkin adalah hasil dari tabrakan antara galaksi spiral dan galaksi tak beraturan, di mana sebagian besar debu kosmik menghilang dan dengan itu kemungkinan menciptakan bintang baru.

Tabrakan antar galaksi ini sering terjadi, bahkan diyakini bahwa Bima Sakti bertabrakan dengan galaksi satelit kecil: galaksi katai elips Sagitarius SagDEG dan galaksi katai Canis Major.

Tabel perbandingan

Perbedaan antara galaksi elips dan spiral. Sumber: Fanny Zapata.

Contoh galaksi spiral

Galaksi spiral berlimpah di alam semesta. Dilihat dari Bumi, mereka adalah objek yang sangat indah karena bentuknya yang bermacam-macam. Misalnya, di konstelasi Eridano terdapat lima galaksi spiral dari berbagai jenis, termasuk tiga galaksi berpalang. Salah satunya adalah NGC 1300, di bawah ini.

Gambar 3. Galaksi spiral berpalang NGC 1300 di Erídano. Kevin Gill dari Los Angeles, CA, Amerika Serikat

Bima Sakti

Galaksi inilah yang menampung Tata Surya di salah satu lengan spiralnya. Ini berisi antara 100 dan 400 miliar bintang dengan perkiraan ukuran antara 150 - 200 ribu tahun cahaya. Ini adalah bagian dari apa yang disebut Grup Lokal galaksi, bersama dengan Andromeda dan sekitar 50 galaksi lain, hampir semuanya katai.

Andromeda

Juga dikenal sebagai M31, ia terletak di konstelasi Andromeda, dekat dengan Cassiopeia dengan bentuk W yang dapat dikenali. Ia dapat dilihat dengan mata telanjang atau dengan teropong yang bagus pada malam yang cerah dan tanpa bulan.

Meskipun sudah muncul dalam catatan astronom Arab kuno, tidak diketahui bahwa itu adalah galaksi sampai awal abad ke-20, berkat pengamatan Edwin Hubble.

Gambar 4. Galaksi Andromeda. Sumber: Pixabay.

Jaraknya sekitar 2,5 juta tahun cahaya dan seukuran Bima Sakti, meskipun diyakini sedikit lebih masif. Namun, perkiraan terbaru menunjukkan bahwa massanya sebanding dengan galaksi kita sendiri.

Andromeda mendekati kita dengan kecepatan tinggi, sehingga diperkirakan dalam 4,5 miliar tahun akan bertabrakan dengan Bima Sakti, sehingga menghasilkan galaksi elips raksasa.

Galaksi Pusaran Air

Ia muncul di katalog Messier sebagai objek M51 dan ditemukan oleh Charles Messier sendiri pada tahun 1773. Ia ditemukan di konstelasi Canes Venatici di langit boreal, dekat Bootes dan Leo, dari mana ia dapat dilihat dengan teropong.

Objek astronomi yang megah ini memiliki bentuk khas galaksi spiral dan diperkirakan berada pada jarak antara 16 dan 27 juta tahun cahaya. Ia memiliki galaksi pendamping yang terlihat jelas dalam gambar teleskop: galaksi NGC 5195.

Gambar 5. Galaksi Pusaran dan galaksi satelitnya. Sumber: Wikimedia Commons. NASA, ESA, S. Beckwith (STScI), dan The Hubble Heritage Team STScI / AURA)

Referensi

1. Carroll, B. Pengantar Astrofisika Modern. 2nd. Edisi. Pearson.
2. Heras, A. Pengantar Astronomi dan Astrofisika. Diperoleh dari: antonioheras.com.
3. Oster, L. 1984. Astronomi Modern. Pembalikan Editorial.
4. Wikipedia. Pembentukan dan evolusi galaksi. Diperoleh dari: es.wikipedia.org.
5. Wikipedia. Galaksi spiral. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org.