OLEH:

GALAKSI

JURUSAN FISIKAUNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2015

ASTRONOMI

NOVA RAHMAWATI (4201412013)NURLAILIATUL ISNANI

(4201412058)

Kata galaxi berasal dari bahasa Yunani galaxias atau kyklos galaktikos yang berarti "sesuatu yang menyerupai susu" dan "lingkaran susu“.

Asal Usul Nama Galaxy

Dalam mitologi Yuanni, anak Zeus disusukan ke seorang manusia air susunya menyembur

mewarnai langit menghasilkan pita cahaya yang dikenal dalam bahasa Inggris sebagai “Milk Way”.Tahun 1786, William Hershel menggunakan istilah

“nebula spiral” “island universe” “galaxi”

Pengertian Galaxy

Galaksi adalah sebuah sistem masif yang terikat gaya gravitasi yang terdiri atas bintang (dengan segala

bentuk manifestasinya, antara lain bintang neutrondan lubang hitam), gas dan debu medium antarbintang, dan materi gelap–komponen yang

penting namun belum begitu dimengerti.

1. Galaksi dalam alam semesta yang dapat kita amati kemungkinan terdapat lebih dari 170 miliar (1,7 × 1011) galaksi.

2. Tiap galaksi memiliki jumlah sistem bintang dan gugus bintang yang beragam.

Hipotesa Terjadinya Galaxi

1. Semua galaksi berumur hampir sama, setidak-tidaknya sedikit lebih kurang dari umur alam semesta sendiri

2. Dari kenyataan hasil pengamatan bahwa galaksi-galaksi yang terbentuk, mengarahkan pada dugaan (asumsi) dimana telah terjadi kondisi atau sifat inhomogenitas di dalam ledakan itu

2 pendapat yang bertentangan, diantaranya:

Ledakan itu seluruhnya porak-poranda, hancur berantakan (chaos). Tetapi secara perlahan-lahan

dalam waktu periode yang lama menjadi satu alam yang homogen seperti keadaan sekarang.

Pendapat Kelompok Chaostic

Dasar teori kelompok sarjana kosmologi adalah karena dapat mengungkap problema-problema

terperinci terhadap peristiwa kekacauan turbelensi tertentu.

1. Diperlukan mekanisme yang menerangkan proses yang perlahan-lahan menenangkan kekacuan ini.

2. Sebaliknya mekanisme ini memerlukan sejumlah energi, yang seharusnya kita masih dapat menemukan sebagian energi ini di angkasa (langit) sekarang. Namun belum dapat terdeteksi adanya sinyal energi itu.

Rintangan-rintangan pendapat kelompok chaostic

Pendapat Kelompok Quiescent

Alam sebenarnya mempunyai suatu jumlah kecil kondisi yang inhomogenis yang lambat laun

berkembang membentuk galaksi-galaksi dalam suasana tidak bergerak atau diam (quiescent)

kita harus dan terpaksa menyebut fluktuasi (fluctuate = berubah-ubah) tentu yang sampai kinipun tidak berhasil

dan tidak dapat menemukannya. Dasar

Pemikiran

Kita hanya berspekulasi apa yang menyebabkan hal itu terjadi, tetapi sejumlah dugaan ilmiah

menyebutkan diantaranya bahwa :

Black hole mini primordial telah tercipta pada periode ini

Black hole merupakan benih-benih dimana galaksi-galaksi terbentuk di sekitarnya.

Para ahli astronomi berpendapat bahwa quasar-quasar berada pada pusat-pusat galaksi yang kelihatan bercahaya terang.

energi massif quasar dapat dihasilkan oleh black hole.

Pembentukan dan Evolusi

Galaxi

Pembentukan Galaxi

Galaxi muda

sedang menarik bahan

pembentuknya

Dentuman besar

Atom hidrogen dan helium mulai terbentuk

rekombinasi

Hidrogen netral (menyerap

cahaya)

“Zaman Kegelapan”

Fluktuasi kepadatan

Struktur besar

muncul

Memadat dalam cincin cahaya

Galaxi

Evolusi Galaxi

Masa satu miliar

Terbentuk gugus” bola, lubang hitam supermasif, tonjolan galaxi

lubang hitam supermasif – mengatur pertumbuhan galaxi aktif

galaksi mengalami lonjakan besar pembentukan bintang

Dua miliar tahun berikutnya

Akumulasi materi mengendap menjadi piringan galaxi

Galaxi akan terus menyerap materi yang tertarik dari awan kecepatan tinggi dan galaxi katai

Siklus kelahiran dan kematian bintang memungkinkan pembentukan planet

Evolusi galaksi dapat secara signifikan dipengaruhi oleh interaksi dan tabrakan.

Penggabungan galaksi merupakan hal yang biasa terjadi selama epos awal, dan kebanyakan galaksi

dalam masa ini memiliki bentuk yang aneh. Mengingat jarak antara bintang-bintang yang

berjauhan, sebagian besar sistem bintang pada galaksi yang bertabrakan tidak akan terpengaruh

1. Galaksi itu mempunyai cahaya sendiri

2. Galaksi-galaksi lainnya terlihat di luar jalur galaksi Bima Sakti, jauhnya jutaan tahun cahaya.

3. Galaksi-galaksi itu mempunyai bentuk-bentuk tertentu

4. Jarak antar galaksi jutaan tahun cahaya.

Ciri-ciri Galaxi

Sistem tata bintang

Komponen sistem tata bintang:

1. Bulge dalam (< 1 kpc) dihuni dengan bintang raksasa merah pemancar radiasi infra merah kuat. Distribusi bintang pemancar IR 1,3 kpc – 1,5 kpc dari pusat galaxi

2. Bulge luar (1 kpc < R < 3 kpc)bintang pemancar IR yang relative lemah sekitar 3 kpc.

1. Pusat atau inti Galaxi (Bulge)

Bulge terdiri dari bintang raksasa atau bintang berevolusi lanjut terdistribusi hingga 3 kpc dari

pusat galaksi.

2. Piringan Galaxi (Galactic Disk)

Secara global materi yang terdistribusi dalam Disk atas terdiri dari bintang, debu dan gas.

Bagian Disk Dalam:Lengan spiral galaxy:

pola yang berada dalam piringan

galaxi

Bagian Disk Luar:Komponen

Spheroidal, gugus bintang bola

3. Halo Galaxi

Keberadaan Halo Galaksi tidak bisa dikenali dengan mata telanjang. Foto inframerah tidak menampakkan

tanda-tanda adanya pengelompokan bintang inframerah di sekitar kawasan Halo

Komponen korona galaksi mungkin berupa bintang yang terlalu lemah cahayanya sehingga tidak

terdeteksi dengan teleskop optic maupun teleskop inframerah. Komponen korona galaksi tersebut juga tidak terdeteksi dengan teleskop radio. Oleh karena itu timbul spekulasi bahwa penghuni kemungkinan

adalah partikel erlementer berupa neutrino.

4. Korona galaxi

5. Lengan Spiral Galaxi

Ruang antar bintang (instellar medium) tidaklah kosong, tapi diisi oleh materi antar bintang yang memiliki kerapatan berbeda-beda. Awan gas dan

debu yang terlihat pada cahaya kasal mata disebut ‘nebula’. Nebula terbagi menjadi 3 jenis, yaitu:

nebula emisi, nebula refleksi, dan nebula gelap/absorbsi.

6. Ruang antar bintang

Galaksi Eliptis

Galaksi Irregular

Galaksi Lentikular

Galaksi Ganjil (Peculiar Galaxy)

JENIS-JENIS GALAKSI

Galaksi tipe ini tampak memiliki sedikit materi antar bintang, sehingga memiliki sedikit gugus terbuka dan laju pembentukan bintang yang lambat.

Didominasi oleh bintang tua yang beredar mengelilingi pusat gravitasi dengan arah yang acak.

Bintang-bintang dalam galaksi ini memiliki sedikit unsur-unsur berat karena pembentukan bintang sudah berhenti setelah lonjakan awalnya.

Bintang terkonsentrasi pada pusat, semakin jauh semakin renggang,

Kebanyakan galaksi elips dipercayai trbentuk akibat interaksi antar galaksi yang menyebabkan tabrakan atau penggabungan.

GALAKSI ELIPTIS

GALAKSI ELIPS

Galaksi Elips (E) memiliki bentuk spheroidal yang memipih ke arah tepi. Galaksi elips dari 0 – 7 menurut kelonjongan elipsnya.

CONTOH GALAKSI ELIPS

Galaksi spiral terdiri dari sebuah piringan bintang-bintang yang berotasi, materi antarbintang, serta sebuah tonjolan pusat yang terdiri dari bintang-bintang tua. Selain itu, terdapat lengan-lengan spiral terang yang menjulur dari tonjolan pusat.

Dalam galaksi spiral, lengannya membentuk pola seperti spiral logaritmis, pola yang secara teoritis terbentuk karena adanya gangguan terhadap massa bintang yang berputar seragam. Dalam teori gelombang, kepadatan lengan spiral ini diperkirakan berisi materi berkepadatan tinggi.

Contoh: Galaksi Bima sakti, Andromeda, M.51,M.33, M.64

GALAKSI SPIRAL

Galaksi Mata Hitam(Black eye galaxy, M64)

GALAKSI SPIRAL

Galaksi spiral memiliki lengan-lengan spiral yang berada di intinya.

Galaksi spiral dikelompokkan lagi menjadiSa, Sb, dan Sc menurut ukuran inti dan bentuk lengan spiralnya. Bimasakti merupakan galaksi spiral

Sb.

CONTOH GALAKSI SPIRAL1. BIMASAKTI (MILKY WAY)

BIMASAKTI DARI SAMPING

2. ANDROMEDA

3. NGC 1232 DI RASI ERIDANUS

4. GALAKSI SEYFERT NGC 7742 (SPIRAL DGN INTI SANGAT TERANG)

5. M81 BERADA DEKAT URSA MAYOR

GALAKSI SPIRAL BERPALANG/BATANG

Galaksi spiral berpalang ditandai dengan adanya pita bintang-bintang dan materi antarbintang yang berasal dari penggabungan lengan spiral.

CONTOH GALAKSI SPIRAL BERPALANG1. NGC 1365 DI RASI FORNAX

2. NGC 1300

Galaksi tidak beraturan tidak memiliki inti, lengan ataupun bentuk khusus.

Galaksi tidak beraturan tipe I (Irr I) tidak memiliki struktur apapun, adapun tipe II (Irr II) masih menunjukkan struktur yang berubah akibat gangguan.

GALAKSI IREGULAR

CONTOH GALAKSI TIDAK BERATURANAWAN MAGELLAN BESAR

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 berisi bintang dan materi antarbintang yang mengelilingi inti kosong

GALAKSI GANJIL

Gambar Galaksi Cincin.

Memiliki sifat baik dari galaksi eliptis maupun galaksi spiral, dan dikategorikan sebagai tipe S0 dan memiliki lengan spiral yang samar-samar serta halo berisi bintang yang berbentuk eliptis

GALAKSI LENTIKULAR

NGC 5866

GALAKSI LENTIKULAR

Galaksi lentikular (S0) memiliki kemiripan dengan galaksi elips, namun memiliki pusat yang menonjol seperti pada galaksi spiral.

CONTOH GALAKSI LENTIKULARSOMBRERO DI VIRGO

•spiral60 % •lentikular20 % •elips15 % •tidak beraturan3% - 5%

GALAKSI

STRUKTUR GALAKSI

Di semua galaksi bintang tua mempunyai

distribusi hampir bundar.

Pada Milky Way komponen ini ditunjukkan

oleh bintang-bintang populasi II. Bagian

dalam disebut bulge, dan bagian luar sering

disebut sebagai halo. Tidak ada perbedaan

signifikan secara fisik antara bulge dan halo.

Galaksi terdiri dari milyaran bintang, menyebar

dalam bentuk piringan besar yang pipih akibat gerak

rotasinya.

Matahari berevolusi mengelilingi inti galaksi dengan

kecepatan 220 km/s dan periode 240 juta tahun

(cosmic year).

Inti terdiri dari bintang-bintang tua dengan jarak

relatif dekat.

POPULASI BINTANG DALAM GALAKSI:

•Bintang yang menghuni lengan spiral (bintang-bintang muda atau dalam taraf pembentukan)

Bintang Populasi

1

•Bintang yang menghuni inti galaksi, berusia tua , kadang seusia dengan galaksi.

Bintang Populasi

2

DINAMIKA GALAKSI

Semakin dekat suatu bintang terhadap pusat

galaksi, gerak revolusinya akan semakin cepat.

Distribusi kecerahan permukaan pada galaksi

elips pada dasarnya hanya bergantung pada

jarak dari pusat dan arah sumbu mayor dan

minor.

Jika r adalah radius sepanjang sumbu mayor,

kecerahan permukaan I(r) yang didiskripsikan

dengan hukum de Vaucouleurs.

Konstanta pada persamaan (1) sudah dipilih sehingga setengah dari total

cahaya galaksi diradiasi dari radius re dan kecerahan permukaan pada radius itu

adalah Ie. Parameter re dan Ie ditentukan dengan menyesuaikan persamaan (1)

untuk mengamati penampang kecerahan. Nilai yang biasanya untuk elip, spiral normal dan galaksi S0 adalah dalam

jangkauan re = 1-10 kcp dan Iemenyesuaikan hingga perbesaran 20-23

per square arc second

(1)de Vaucouleurs :

Meskipun isophote dalam galaksi elips adalah elips

untuk sebuah aproksimasi yang bagus, keelipsan dan

orientasi galaksi pada sumbu mayor galaksi bisa

bervariasi seperti fungsi radius.

Galaksi dengan lebar berbeda dalam hal ini

mengindikasikan bahwa struktur elips tidak

sesederhana itu bisa muncul.

Khususnya, fakta bahwa arah sumbu mayor

terkadang berubah dalam sebuah galaksi

mengindikasikan bahwa beberapa elips mungkin

tidak pada bentuk sumbu simetri.

Dari distribusi kecerahan permukaan, struktur 3-

dimensi sebuah galaksi bisa disimpulkan sebagai

penjelasan dalam Bentuk 3-dimensi Galaksi.

Hubungan persamaan sebelumnya memberikan

tampilan kecerahan yang sangat kuat menuju pusat.

Distribusi sesungguhnya dari rasio axial untuk eliptik

disimpulkan secara statistik dari pengamatan.

Diasumsikan bahwa mereka berotasi simetris, yang

memperoleh distribusi luas dengan kemiripan

maksimum dengan tipe E3-E4.

Distribusi kecerahan permukaan pada galaksi E dan cD

PIRINGAN (DISK)

Sebuah piringan besar seperti bintang dan terang

(karakteristik untuk S0 dan galaksi spiral).

Terdapat indikasi bahwa pada beberapa eliptik

terdapat juga piringan lemah tersembunyi di samping

bulge terang.

Di Milky Way piringan dibentuk oleh bintang-bintang

populasi I.

Distribusi kecerahan permukaan pada piringan dideskripsikan oleh persamaan

Kecerahan permukaan pusat I0 koresponden dengan tipe 21-22 mag./sq.arcsec, dan panjang skala radial r0 = 1-5 kpc. Pada galaksi Sc total kecerahan bulge umumnya hanya sedikit lebih kecil dari piringan itu, dimana pada tipe Hubble bulge mempunyai total kecerahan lebih besar. Ketebalan piringan diukur pada galaksi yang tampak tepi, kira-kira hampir 1,2 kcp. Kadang-kadang piringan mempunyai tepi luar tajam hampir 4r0.

MEDIUM ANTAR BINTANG

Galaksi elips dan S0 mengandung hidrogen netral

hampir 0,1% dari massa total yang terdeteksi, dan

di galaksi yang sama ada juga yang sering

menandai formasi bintang baru.

Pada beberapa galaksi massa gas lebih besar dari

yang sudah diamati, tapi jumlah relatif gas sangat

variabel dari satu galaksi ke galaksi lain.

Kelemahan gas pada galaksi relatif tak terduga,

selama evolusi mereka bintang-bintang melepaskan

lebih banyak gas dari yang telah diamati.

Jumlah relatif gas hidrogen netral pada galaksi spiral

dihubungkan dengan tipe Hubble. Sehingga

kandungan spiral Sa kira-kira 2%, spiral Sc 10% dan

galaksi Irr I hingga 30% atau lebih.

Distribusi atom hidrogen netral dipetakan dengan

detail pada galaksi yang saling berdekatan. Di bagian

dalam galaksi gas berbentuk sebuah piringan tipis

dengan ketebalan relatif konstan sekitar 200 pc,

kadang-kadang dengan lubang pusat berdiameter

beberapa kpc. Piringan gas semakin menjauhi

piringan optik, menjadi lebih tebal dan sering

membengkok dari pusat bidang piringan.

BENTUK 3-DIMENSI GALAKSIPersamaan (1) dan (2) mendeskripsikan distribusi cahaya galaksi diproyeksikan pada bidang angkasa. Distribusi cahaya 3-dimensi pada galaksi diperoleh dengan membalikkan proyeksi.

Anggap bahwa galaksi spiral diproyeksi distribusi cahaya I(r) (anggap sama seperti (1)). Dengan koordinat yang dipilih berdasarkan pada gambar, I(r) diberikan dengan syarat distribusi cahaya 3-dimensi adalah

Karena , sebuah perubahan variabel diperoleh integrasi

Dikenal sebagai persamaan integral Abel untuk (R), dan mempunyai solusi

kurva distribusi cahaya 3-dimensi diperoleh dari hukum Vancouleur

• Dinamika bulge galaksi elips dan galaksi piringan dipelajari

dengan melebarkan garis absorbsi. Dengan mengamati

bagaimana panjang gelombang dan lebar deretan spectral

berlaku sebagai fungsi radius, bisa didapatkan beberapa

anggapan menjadi distribusi massa galaksi.

• Jika galaksi elips sesungguhnya berevolusi elips, hubungan

statistik (ketika efek proyeksi) bisa dijabarkan antara kedataran,

kecepatan rotasi, dan dispersi kecepatan.

• Beberapa elips tercerah berotasi sangat lambat. Sehingga tidak

bisa memaparkan karena rotasi.

DINAMIKA GALAKSI

Slowly Rotating Systems

Distribusi massa galaksi spiral bisa dipelajari dengan

langsung menggunakan pengamatan kecepatan rotasi gas

antara bintang-bintang.

Kecepatan rotasi yang semakin tinggi mengindikasikan

massa semakin besar, sehingga tipe Sa pasti mempunyai

massa jenis semakin besar mendekati pusat.

Rotation Curves

SEKIAN.....