Galaksi di alam

Pada malam hari yang cerah, di daerah yang tidak terganggu oleh polusi cahaya, kita dapat mengamati sesuatu yang tampak seperti deretan awan yang memanjang di langit. Sejak dahulu manusia sudah meneliti apa sebenarnya yang terlihat itu, dan seiring dengan perkembangan teknologi dan pengetahuan manusia, perlahan namun pasti rahasia itu terungkap. Deretan awan itu ternyata merupakan bintang-bintang, tampak seperti awan karena banyak namun lebih redup dibandingkan bintang-bintang lain. Pada beberapa tempat di sepanjang ‘awan’ itu, terdapat bintang-bintang yang terang. Selain itu, juga ditemukan keberadaan galactic cluster dan globular cluster. Cluster/gugus bintang ini menambah referensi bagi ilmuwan untuk mempelajari Galaksi. Dengan perkembangan astronomi radio, diketahui pula banyak hal lain, diantaranya keberadaan gas di sepanjang ‘awan’ tersebut. Saat ini, seudah cukup banyak yang diketahui manusia, namun tentunya niat untuk mempelajari lebih lanjut tidak berhenti begitu saja. Salah satu penelitian fundamental tentang Galaksi dilakukan oleh Harlow Shapley pada 1918. Shapley mengamati keberadaan globular cluster, dan mendapati bahwa sebaran globular cluster hanya di bagian luar pita Milky Way, dan terkonsentrasi pada arah rasi Sagittarius. Pada masa itu Shapley tidak menemukan globular cluster di dalam pita, namun pada masa kini diketahui bahwa ternyata hal itu tidak sepenuhnya benar. Walau demikian, hasil analisis Shapley tidak salah. Hasil pengamatan Shapley ini digunakannya untuk mengetahui kemana arah pusat Galaksi. Sebelumnya, teori yang diterima adalah sistem tata surya berada di pusat Galaksi, diajukan oleh Sir William Herschel pada akhir abad 18. Herschel berpendapat pusat Galaksi memiliki konsentrasi bintang yang besar, dan karena dia tidak menemukan daerah dengan konsentrasi bintang yang besar di langit, maka dia berkesimpulan bahwa Tata Surya berada di pusat Galaksi. Pada awal abad 20, Kapteyn memperkuat pendapat Herschel, dan dari hasil observasinya Kapteyn berkesimpulan bahwa Galaksi memiliki ketebalan 6.000 LY, dan melintang sepanjang 30.000 LY, dan Tata Surya berada di tengahnya. Shapley melakukan pengamatan di Mount Wilson Observatory, dia menemukan keberadaan varibel Cepheid di dalamnya. Dengan menggunakan hasil penemuan Henrieta Leavitt tentang penentuan jarak dengan Cepheid, Shapley bisa menentukan jarak globular cluster yang diamatinya. Didapati kenyataan bahwa globular cluster berada pada jarak yang jauh, antara 50.000 – 200.000 LY. Lalu Shapley mengambil kesimpulan bahwa Galaksi memiliki diameter mencapai 300.000 LY – jauh lebih besar daripada yang dikemukakan Kapteyn. Shapley juga menyatakan pusat Galaksi berada pada arah konstelasi Sagittarius, dengan melihat hasil penelitiannya atas sebaran globular cluster. Temuan Trumpler, ada penghalang yang membuat bintang-bintang yang tampak di piringan Galaksi tidak memiliki jarak yang jauh. Globular cluster tidak berada di piringan Galaksi, karena itu dia bisa terlihat walau jaraknya begitu jauh. Temuan Trumpler ini menjelaskan kenapa Kapteyn justru mendapatkan angka yang kecil ketika menghitung diameter Galaksi, dan secara tidak langsung temuan ini mendukung pendapat Shapley. Gambar 2. Model galaksi dengan globular cluster tersebar di luar piringan Model Galaksi kemudian disusun seperti gambar di atas. Globular cluster tersebar di luar piringan, dengan konsentrasi pada sekitar pusat Galaksi. Pusat Galaksi sendiri merupakan daerah padat bintang, dan pada penampang piringan tampak lebih tebal daripada bagian lain. Matahari tidak berada di pusat, melainkan pada jarak 50.000 LY dari pusat Galaksi. Diameter Galaksi mencapai 300.000 LY. Di kemudian hari, revisi dilakukan atas hasil perhitungan Shapley diatas karena keberadaan materi pengabsorpsi harus dipertimbangkan. Jsdinya, jarak Matahari dari pusat Galaksi +/- 30.000 LY, dan diameter +/- 100.000 LY. Galaksi sebenarnya merupakan suatu sistem bintang-bintang, gas dan debu yang amat luas, dimana anggotanya saling mempengaruhi secara gravitasional. 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. Gambar 3. Alpha Centauri, bintang paling terang di Rasi Centaurus, terletak di langit selatan (lihat Rasi Gubug Penceng/Salib Selatan/Crux di sebelah kanannya) Lantas di mana letak Matahari kita? Matahari terletak sekitar 30.000 tahun cahaya dari pusat Bima Sakti. Matahari bukanlah bintang yang istimewa, tetapi hanyalah salah satu dari 200 milyar buah bintang anggota Bima Sakti. Bintang bintang anggota Bima Sakti ini tersebar dengan jarak dari satu bintang ke bintang lain berkisar 4 sampai 10 tahun cahaya. Bintang terdekat dengan matahari adalah Proxima Centauri (anggota dari sistem tiga bintang: Alpha Centauri), yang berjarak 4,23 tahun cahaya. Semakin ke arah pusat galaksi, jarak antar bintang semakin dekat, atau dengan kata lain kerapatan galaksi ke arah pusat semakin besar. Bima Sakti bukanlah satu-satunya galaksi yang ada di alam semesta ini. Dalam alam semesta, ada begitu banyak sistem seperti ini, yang mengisi setiap sudut langit sampai batas yang bisa dicapai oleh telekop yang paling besar. Jumlah keseluruhan galaksi yang dapat dipotret dengan teleskop berdiameter 500 cm di Mt. Palomar mungkin sampai kira-kira satu milyar buah galaksi. Maka tidak salah jika kita mengira bahwa jika kita mempunyai teleskop yang lebih besar, kita akan dapat melihat jauh lebih banyak lagi. Sebelum kita memiliki metode pengukuran jarak yang cukup baik, para astronom mengira Bima Sakti adalah keseluruhan dari alam semesta. Bercak-bercak cahaya yang tampak di langit pada mulanya diklasifikasikan sebagai nebula (= kabut), yang juga adalah anggota Bima Sakti. Pada waktu itu, dikenal ada dua macam nebula, yaitu nebula gas dan nebula spiral. Adalah Harlow Shapley dan George Ellery Hale, dua orang astronom yang amat berjasa membangun pengertian kita tentang galaksi. Shapley inilah yang mengembangankan metode untuk mengukur jarak yang diterapkan untuk mengukur diameter Bima Sakti. Sedangkan Hale amat besar perannya dalam pengembangan teleskop-teleskop besar, yang digunakan untuk pengamatan bintang-bintang dan nebula. Atas jasa mereka sekarang kita tahu bahwa yang semula disebut nebula spiral itu adalah galaksi yang juga seperti Bima Sakti, terdiri dari ratusan juta sampai milyaran bintang, dan berada amat jauh dari kita, jauh di luar Bima Sakti. Dan melalui jalan yang telah mereka rintis, kita menyadari bahwa Bima Sakti hanyalah satu dari begitu banyak galaksi-galaksi yang bertebaran di alam semesta yang maha luas ini.