Campur Bintang, Gas, dan Debu, Lalu Masak Selama 8 Miliar Tahun

Info Astronomy - Cobalah habiskan waktu di bawah langit penuh pada malam yang cerah dan bebas polusi cahaya, dan kamu akan melihat adanya jalur melengkung di langit, yang mana merupakan bentangan galaksi kita, Bimasakti.

Bangsa Romawi menyebutnya Via Lactea, di Barat dikenal sebagai Milky Way. Kedua istilah tersebut memiliki arti yang hampir sama; jalur susu. Bukan tanpa alasan dinamai demikian, sebab memang Bimasakti tampak seperti tumpahan susu di langit malam.

Uniknya, "tumpahan susu" di langit itu tidak disadari oleh manusia hingga abad ke-18. Ketika manusia, khususnya para ilmuwan, mulai menyadari hal itu, Via Lactea pun dipilih sebagai nama galaksi kita.

Di Indonesia lebih unik lagi. Nama "Bimasakti" konon diberikan pada bentangan galaksi Bimasakti karena kenampakannya di langit malam mirip sosok tokoh pewayangan Jawa, Bima.

Hingga tahun 1920-an, alam semesta dianggap hanya seluas Bimasakti saja. Terlebih ketika astronom William Herschel dan saudarinya mengamati langit dengan teleskopnya pada tahun 1875, mereka menemukan bahwa alam semesta berbentuk seperti cakram, dengan Matahari ada di tengah cakram itu.

Herschel benar mengenai bentuk cakram, tetapi keliru mengenai Matahari yang berada di tengah cakram. Ketika generasi baru teleskop besar tercipta di tahun 1924, ditambah dengan kemajuan teknologi fotografi, mulailah terungkap bahwa Bimasakti bukan alam semesta, ada galaksi-galaksi lain di luar sana dan Bimasakti adalah salah satunya saja.

Penemuan tersebut mengubah ilmu penetahuan. Hingga beberapa dekade kemudian, survei pertama dalam gelombang radio yang melacak bagaimana gas di galaksi Bimasakti bergerak, diketahuilah bahwa Bimasakti merupakan galaksi spiral.

Selama 15 tahun terakhir, Teleskop Antariksa Spitzer milik NASA telah menghasilkan gambar-gambar terbaik. Menggunakan panjang gelombang inframerah yang dapat menembus segala jenis awan gas dan debu di galaksi, Spitzer dapat melihat dengan jelas ke segala penjuru Bimasakti. Hasil pengamatannya mengungkapkan bahwa bagian tengah galaksi kita mengandung awan bintang elips besar, yang membuat Bimasakti menjadi galaksi spiral berpalang.

Bintang-bintang

Pada prinsipnya, galaksi terdiri dari bintang-bintang dan awan besar gas dan debu. Para astronom memperkirakan bahwa Bimasakti mengandung 200 miliar bintang atau bahkan mungkin lebih banyak lagi dari itu.

Sebagian besar bintang di Bimasakti diketahui merupakan kerdil merah kecil yang hanya bersinar redup tetapi akan hidup jauh lebih lama daripada bintang sejenis Matahari kita. Ada pula para bintang raksasa yang massanya bisa 100 kali massa Matahari, yang memancarkan cahaya sangat terang sehingga membuat awan gas di dekatnya ikut bersinar. Bintang-bintang raksasa inilah yang akan mengakhiri hidup mereka dalam ledakan supernova yang spektakuler.

Beberapa bintang ada juga yang nyaris tidak bersinar sama sekali. Mereka tidak pernah menghasilkan energi dalam inti mereka melalui fusi hidrogen, sumber kekuatan yang memanaskan bintang-bintang normal pada umumnya. Objek-objek ini, disebut kerdil cokelat, berukuran antara 1,2 hingga 7 persen dari massa Matahari. Dengan suhu permukaan sedingin sepersepuluh Matahari, kerdil cokelat kadang dikenal juga sebagai bintang gagal.

Meskipun bintang-bintang bersinar untuk waktu yang lama menurut standar waktu manusia, mereka tidak bertahan selamanya. Bintang-bintang yang lahir dengan massa kurang dari delapan kali massa Matahari, ketika akhir hidupnya tiba, akan melontarkan lapisan terluarnya sebagai nebula planeter sampai hanya menyisakan inti bintangnya yang kecil dan bersuhu rendah, kerdil putih.

Beberapa contoh bintang-bintang yang sudah mengalami fase itu bisa diamati di langit malam, misalnya saja Nebula Heliks (NGC 7293) atau Nebula Cincin (M57). Setelah sekitar 10.000 tahun, nebula planeter dari kematian bintang bermassa rendah ini akan memudar, membuat para astronom saat ini hanya mencatat sekitar 3.000 nebula planeter di Bimasakti.

Sementara itu, bintang yang lahir dengan massa delapan kali atau lebih massa Matahari tidak akan memiliki akhir kehidupan yang damai seperti tadi. Mereka akan meledak. Ledakan itu menghancurkan bintang hingga hanya menyisakan intinya yang kecil tapi padat. Sisa-sisa inti tersebut bisa jadi bintang neutron ataupun lubang hitam. Para astronom percaya, supernova terjadi hanya sekitar sekali atau dua kali setiap abad di galaksi seukuran Bimasakti.

Bintang-bintang juga senang berkelompok dalam sebuah gugus bintang. Ada yang dikenal sebagai gugus bintang terbuka, sebuah kelompok bintang yang berisikan bintang-bintang berusia muda yang panas yang pada awalnya terbentuk bersama-sama. Contohnya adalah gugus bintang Pleiades (M45) dan Beehive (M44), keduanya terlihat jelas dengan mata telanjang. Di galaksi kita, mungkin ada sebanyak 100.000 gugus seperti M45 dan M44.

Jenis lain dari gugus bintang adalah gugus bintang bola. Kelompok bintang yang satu ini bisa beranggotakan puluhan ribu hingga mungkin satu juta bintang-bintang berusia tua yang berkumpul dalam area padat bagaikan bola raksasa. Di galaksi kita, jumlahnya lebih sedikit dibanding gugus bintang terbuka, yakni hanya kurang dari 200 gugus bola.

Peran Gugusan Bintang

Sejak seabad terakhir, perbedaan antara gugus bintang terbuka dengan gugus bintang bola ini mengarahkan para astronom mengenal lebih dekat dengan galaksi Bimasakti.

Gugus terbuka cenderung banyak ditemukan di cakram Bimasakti, yang juga mengandung hampir semua gas dan debu di galaksi kita, benih untuk pembentukan bintang-bintang baru. Cakram ini sendiri pun diketahui memiliki tebal sekitar 1.000 tahun cahaya dan memiliki radius sekitar 60.000 tahun cahaya. Matahari kita terletak di tengah-tengah antara pusat dan pinggian galaksi dalam sebuah lengan spiral galaksi kita, Lengan Orion.

Sementara itu, yang berada di tengah-tengah cakram galaksi kita adalah sebuah "tonjolan" bulat, yang kira-kira lebarnya sekitar 12.000 tahun cahaya. Para astronom percaya bahwa lubang hitam supermasif dengan berat sekitar 4 juta kali massa Matahari terletak di pusat tonjolan itu.

Sebagian besar bintang yang terletak di dalam tonjolan usianya sudah tua, membuat area pusat galaksi tampak terang dengan cahaya merah kekuningan, berbeda dengan cakram galaksi yang berwarna kebiruan karena dihuni bintang-bintang muda.

Berbeda dengan gugus terbuka, gugus bola cenderung berada di luar cakram galaksi, dalam area yang disebut sebagai halo. Komponen halo pada galaksi kita ini merupakan area bulat yang melingkupi galaksi yang ukurannya lebih lebar dari cakram galaksi. Di area halo, tidak ada gas pembentuk bintang untuk membuat bintang-bintang baru.

Para astronom sendiri bisa tahu bahwa bintang-bintang yang ada di bagian halo Bimasakti sudah berusia tua dari pengamatan spektralnya. Diketahui, bintang-bintang di sana memiliki proporsi unsur berat yang lebih banyak. Yap, ketika setiap bintang bertambah tua, ia menghasilkan unsur-unsur yang lebih berat di intinya, yang juga dilepaskan oleh permukaan terluarnya sehingga bisa dideteksi.

Materi Gelap

Satu hal yang menarik mengenai galaksi kita adalah, sebagian besar materi yang membuat massanya berat rupanya tak terlihat. Sejak tahun 1930-an, para astronom mulai menyadari bahwa gerakan rotasi galaksi kita tidak sepenuhnya bergantung oleh gravitasi gabungan dari bintang-bintang, gas, dan debu yang terlihat. Baru pada tahun 1970-an, diketahui bahwa galaksi kita memiliki massa yang terlalu besar jika hanya memperhitungkan materi yang kasatmata.

Apa sebabnya? Para astronom menyebut materi tak kasatmata ini sebagai "materi gelap", karena para astronom tidak bisa melihatnya dan tidak tahu mengenai materi itu. Namun demikian, penelitian menunjukkan bahwa Bimasakti dilingkupi oleh bola materi gelap selebar 600.000 tahun cahaya, atau sekitar lima kali diameter cakram Bimasakti, yang mendominasi 90 persen dari total massa galaksi kita.

Kembali ke cakram Bimasakti, awan gas dingin dan besar di dalam cakram galaksi kita ini menyediakan bahan baku berlimpah untuk membuat bintang. Ketika awan-awan gas tersebut runtuh oleh akumulasi gravitasi di sana, mereka akan mulai berputar, lalu menjadi lebih panas hingga proses fusi nuklir di intinya terbentuk, bintang-bintang baru pun lahir.

Begitu sebuah bintang memulai proses fusi nuklir, mereka akan bersinar terang. Sisa-sisa awan gas pembentukannya, jika masih ada, akan terus berputar mengelilinginya, membentuk planet-planet dalam beberapa juta tahun.

Dengan kata lain, di mana awan gas dan debu berada, di sana pasti merupakan pabrik pembentukan bintang-bintang baru di galaksi kita. Bintang seperti Matahari pun terbentuk di dalam nebula, yang terjadi sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu.

Komponen-komponen ini, awan gas, debu, dan bintang, bila dicampur menjadi satu akan membentuk sebuah galaksi dalam waktu minimal 8 miliar tahun. Bimasakti sendiri diperkirakan sudah berusia sekitar 13 miliar tahun.

Mau belajar lebih jauh mengenai galaksi di alam semesta? Ikutan kelas online galaksi di BelajarAstro yang akan dimulai pada 14 Februari 2020 yuk! Klik gambar di bawah ini untuk mendaftarkan diri kamu: