Sampai batas tertentu, kita tahu lebih banyak tentang sistem bintang jauh daripada tentang Galaxy kita sendiri - Bima Sakti. Strukturnya lebih sulit untuk dipelajari daripada struktur galaksi lain, karena Anda harus mempelajarinya dari dalam, dan banyak yang tidak mudah untuk dilihat. Awan debu antarbintang menyerap cahaya dari banyak sekali bintang yang jauh.
Hanya dengan perkembangan astronomi radio dan munculnya teleskop infra merah, para ilmuwan dapat memahami cara kerja galaksi kita. Tetapi banyak detail tetap tidak jelas hingga hari ini. Bahkan jumlah bintang di Bima Sakti diperkirakan secara kasar. Panduan elektronik terbaru menyebut nomor dari 100 hingga 300 miliar bintang.
Belum lama berselang, galaksi kita diyakini memiliki 4 lengan besar. Namun pada 2008, astronom dari University of Wisconsin mempublikasikan hasil pengolahan sekitar 800.000 gambar inframerah yang diambil oleh Spitzer Space Telescope. Analisis mereka menunjukkan bahwa Bima Sakti hanya memiliki dua lengan. Adapun lengan baju lainnya, mereka hanya cabang lateral yang sempit. Jadi, Bima Sakti adalah galaksi spiral dengan dua tangan. Perlu dicatat bahwa sebagian besar galaksi spiral yang kita kenal juga hanya memiliki dua lengan.
"Berkat teleskop Spitzer, kami memiliki kesempatan untuk memikirkan kembali struktur Bima Sakti," kata astronom Robert Benjamin dari University of Wisconsin, berbicara pada konferensi American Astronomical Society. "Kami menyempurnakan pemahaman kami tentang Galaksi dengan cara yang sama seperti berabad-abad yang lalu, saat para penemunya berkeliling dunia, mereka menyempurnakan dan memikirkan kembali gagasan sebelumnya tentang seperti apa Bumi itu."
Sejak awal 90-an abad XX, pengamatan yang dilakukan dalam jangkauan inframerah semakin mengubah pengetahuan kita tentang struktur Bima Sakti, karena teleskop inframerah memungkinkan untuk melihat melalui awan gas dan debu dan melihat apa yang tidak dapat diakses oleh teleskop konvensional.
2004 - Umur Galaksi kita diperkirakan mencapai 13,6 miliar tahun. Itu muncul tak lama setelah Big Bang. Pada awalnya, itu adalah gelembung gas yang sebagian besar mengandung hidrogen dan helium. Seiring waktu, itu berubah menjadi galaksi spiral besar tempat kita tinggal sekarang.
karakteristik umum
Video promosi:
Tetapi bagaimana evolusi galaksi kita berlangsung? Bagaimana itu terbentuk - lambat atau, sebaliknya, sangat cepat? Bagaimana dia jenuh dengan elemen berat? Bagaimana bentuk Bima Sakti dan komposisi kimianya berubah selama miliaran tahun? Para ilmuwan belum memberikan jawaban rinci atas pertanyaan-pertanyaan ini.
Galaksi kita panjangnya sekitar 100.000 tahun cahaya, dan ketebalan rata-rata piringan galaksi adalah sekitar 3.000 tahun cahaya (ketebalan bagian cembungnya - tonjolan - mencapai 16.000 tahun cahaya). Namun, pada tahun 2008 astronom Australia Brian Gensler, setelah menganalisis hasil pengamatan pulsar, menyatakan bahwa piringan galaksi mungkin dua kali lebih tebal dari yang diyakini.
Apakah Galaksi kita besar atau kecil menurut standar kosmik? Sebagai perbandingan, Nebula Andromeda, galaksi besar terdekat dengan kita, berukuran sekitar 150.000 tahun cahaya.
Pada akhir 2008, para peneliti menetapkan menggunakan metode astronomi radio bahwa Bima Sakti berputar lebih cepat dari yang diperkirakan sebelumnya. Dilihat dari indikator ini, massanya kira-kira satu setengah kali lebih tinggi dari yang diyakini pada umumnya. Menurut berbagai perkiraan, massa matahari berkisar antara 1,0 hingga 1,9 triliun massa matahari. Sekali lagi, untuk perbandingan: massa nebula Andromeda diperkirakan setidaknya 1,2 triliun massa matahari.
Struktur galaksi
Jadi, ukuran Bima Sakti tidak kalah dengan nebula Andromeda. “Kita seharusnya tidak lagi memperlakukan galaksi kita sebagai adik dari nebula Andromeda,” kata astronom Mark Reid dari Smithsonian Center for Astrophysics di Harvard University. Pada saat yang sama, karena massa galaksi kita lebih besar dari yang diperkirakan, gaya gravitasinya juga lebih tinggi, yang berarti kemungkinan tumbukannya dengan galaksi lain di sekitar kita meningkat.
Lubang hitam
Galaksi kita dikelilingi oleh lingkaran cahaya yang mencapai 165.000 tahun cahaya. Para astronom terkadang menyebut halo sebagai "atmosfer galaksi". Ini berisi sekitar 150 gugus bola, serta sejumlah kecil bintang kuno. Sisa ruang halo diisi dengan gas yang dijernihkan, serta materi gelap. Massa yang terakhir diperkirakan sekitar satu triliun massa matahari.
Lengan spiral Bima Sakti mengandung hidrogen dalam jumlah besar. Di sinilah bintang terus lahir. Seiring waktu, bintang muda meninggalkan lengan galaksi dan "bermigrasi" ke piringan galaksi. Namun, bintang yang paling masif dan paling terang tidak hidup cukup lama, oleh karena itu mereka tidak punya waktu untuk pindah dari tempat lahirnya. Bukan kebetulan bahwa lengan galaksi kita bersinar begitu terang. Sebagian besar Bimasakti terdiri dari bintang-bintang kecil, tidak terlalu masif.
Bagian tengah Bima Sakti terletak di konstelasi Sagitarius. Daerah ini dikelilingi awan gelap gas dan debu, di luar itu tidak ada yang terlihat. Baru sejak tahun 1950-an, dengan menggunakan alat astronomi radio, para ilmuwan dapat secara bertahap melihat apa yang ada di sana. Di bagian galaksi ini, sumber radio yang kuat ditemukan, yang disebut Sagitarius A. Pengamatan menunjukkan bahwa sebuah massa terkonsentrasi di sini, melebihi massa Matahari beberapa juta kali lipat. Penjelasan yang paling dapat diterima untuk fakta ini hanya mungkin: ada lubang hitam di tengah galaksi kita.
Sekarang, entah kenapa, dia beristirahat untuk dirinya sendiri dan tidak menunjukkan banyak aktivitas. Masuknya materi ke sini sangat langka. Mungkin seiring berjalannya waktu, lubang hitam akan memiliki nafsu makan. Kemudian ia akan mulai lagi menyerap selubung gas dan debu yang mengelilinginya, dan Bima Sakti akan bergabung dengan daftar galaksi aktif. Ada kemungkinan bahwa sebelum ini di tengah bintang-bintang galaksi akan mulai muncul dengan penuh semangat. Proses seperti itu kemungkinan besar akan berulang secara teratur.
2010 - Para astronom Amerika yang menggunakan Teleskop Luar Angkasa Fermi, yang dirancang untuk mengamati sumber radiasi gamma, menemukan dua struktur misterius di Galaksi kita - dua gelembung besar yang memancarkan radiasi gamma. Masing-masing berdiameter rata-rata 25.000 tahun cahaya. Mereka tersebar dari pusat Galaksi di arah utara dan selatan. Mungkin kita berbicara tentang aliran partikel yang pernah dipancarkan oleh lubang hitam di tengah galaksi. Peneliti lain percaya bahwa kita berbicara tentang awan gas yang meledak ketika bintang-bintang lahir.
Beberapa galaksi katai terletak di sekitar Bima Sakti. Yang paling terkenal adalah Awan Magellan Besar dan Kecil, yang terhubung ke Bima Sakti oleh semacam jembatan hidrogen, gumpalan gas besar yang membentang di belakang galaksi-galaksi ini. Itu bernama "Magellanic Stream". Ini mencakup sekitar 300.000 tahun cahaya. Galaksi kita secara konstan menelan galaksi katai terdekat, khususnya galaksi Sagitarius, yang terletak 50.000 tahun cahaya dari pusat galaksi.
Masih perlu ditambahkan bahwa Bima Sakti dan nebula Andromeda sedang bergerak menuju satu sama lain. Diduga, dalam 3 miliar tahun, kedua galaksi akan bergabung membentuk galaksi elips yang lebih besar, yang telah dinamai "Milky Honey".
Asal Usul Bima Sakti
Untuk waktu yang lama, diyakini bahwa Bima Sakti terbentuk secara bertahap. 1962 - Olin Eggen, Donald Linden-Bell, dan Allan Sandage mengajukan hipotesis yang kemudian dikenal sebagai model ELS (dinamai sesuai huruf awal nama belakang mereka). Menurut dia, awan gas homogen pernah berputar perlahan menggantikan Bima Sakti. Itu menyerupai bola dan berukuran sekitar 300.000 tahun cahaya, dan terutama terdiri dari hidrogen dan helium. Di bawah pengaruh gravitasi, protogalaxy menyusut dan menjadi datar; pada saat yang sama, rotasinya semakin cepat.
Nebula Andromeda
Selama hampir dua dekade, model ini cocok untuk para ilmuwan. Tetapi pengamatan baru menunjukkan bahwa Bima Sakti tidak mungkin muncul seperti yang didiktekan oleh para ahli teori.
Menurut model ini, pertama kali terbentuk halo, kemudian piringan galaksi. Tapi cakram itu juga berisi bintang-bintang yang sangat kuno, seperti raksasa merah Arcturus, yang usianya lebih dari 10 miliar tahun, atau banyak katai putih yang berusia sama.
Gugus bola telah ditemukan di cakram galaksi dan halo yang lebih muda dari yang disarankan model ELS. Jelas, mereka ditelan oleh Galaxy kita nanti.
Banyak bintang di lingkaran halo berputar ke arah yang berbeda dari Bima Sakti. Mungkin mereka juga pernah berada di luar Galaksi, tapi kemudian mereka ditarik ke dalam "pusaran bintang" ini - seperti perenang yang tidak disengaja di pusaran air.
1978 Leonard Searle dan Robert Zinn mengusulkan model mereka sendiri untuk pembentukan Bima Sakti. Dia ditunjuk sebagai "model SZ". Sekarang sejarah Galaxy menjadi jauh lebih rumit. Belum lama berselang, di benak para astronom, masa mudanya digambarkan sesederhana, menurut fisikawan, sebagai gerak translasi bujursangkar. Mekanisme dari apa yang terjadi terlihat jelas: ada awan yang homogen; itu hanya terdiri dari gas yang tersebar merata. Tidak ada, dengan kehadirannya, memperumit perhitungan para ahli teori.
Sekarang, alih-alih satu awan besar dalam penglihatan para ilmuwan, beberapa awan kecil yang tersebar secara ajaib muncul sekaligus. Diantaranya adalah bintang; Namun, mereka hanya berada di halo. Segala sesuatu di dalam lingkaran cahaya itu mendidih: awan bertabrakan; massa gas dicampur dan dipadatkan. Seiring waktu, piringan galaksi terbentuk dari campuran ini. Bintang-bintang baru mulai bermunculan di dalamnya. Namun model ini kemudian dikritik.
Tidak mungkin untuk memahami apa yang menghubungkan lingkaran cahaya dan piringan galaksi. Disk yang menebal ini dan selubung bintang yang jarang di sekitarnya memiliki sedikit kesamaan. Setelah Searle dan Zinn membuat modelnya, ternyata halo tersebut berputar terlalu lambat untuk membentuk piringan galaksi. Dilihat dari distribusi unsur kimia, unsur terakhir muncul dari gas protogalaktik. Akhirnya, momentum sudut piringan itu ternyata 10 kali lebih tinggi dari momentum sudutnya.
Rahasianya adalah kedua model tersebut mengandung sebutir kebenaran. Masalahnya adalah bahwa mereka terlalu sederhana dan sepihak. Keduanya sekarang tampaknya merupakan fragmen dari resep yang sama dengan yang digunakannya Bima Sakti. Eggen dan rekan-rekannya membaca beberapa baris dari resep ini, Searle dan Zinn beberapa lainnya. Oleh karena itu, mencoba membayangkan kembali sejarah Galaksi kita, kadang-kadang kita memperhatikan garis-garis yang sudah dikenal yang telah dibaca sekali.
Bima Sakti. Model komputer
Jadi semuanya dimulai tidak lama setelah Big Bang. “Saat ini secara umum diterima bahwa fluktuasi kepadatan materi gelap memunculkan struktur pertama - yang disebut lingkaran cahaya gelap. Berkat gaya gravitasi, struktur ini tidak hancur,”kata astronom Jerman Andreas Burkert, penulis model baru kelahiran galaksi.
Lingkaran cahaya gelap menjadi embrio - inti - galaksi masa depan. Gas menumpuk di sekitar mereka di bawah pengaruh gravitasi. Terjadi keruntuhan yang homogen, seperti yang dijelaskan oleh model ELS. Sudah 500-1000 juta tahun setelah Big Bang, gugus gas yang mengelilingi lingkaran cahaya gelap menjadi "inkubator" bintang. Protogalaxies kecil muncul di sini. Dalam awan gas padat, gugus bola pertama muncul, karena bintang-bintang lahir di sini ratusan kali lebih sering daripada di tempat lain. Protogalaxies bertabrakan dan bergabung satu sama lain - begitulah galaksi-galaksi besar terbentuk, termasuk Bima Sakti kita. Saat ini ia dikelilingi oleh materi gelap dan lingkaran cahaya bintang tunggal dan gugus bola mereka, reruntuhan alam semesta ini, yang usianya melebihi 12 miliar tahun.
Ada banyak bintang yang sangat masif di protogalaxies. Dalam waktu kurang dari beberapa puluh juta tahun, kebanyakan dari mereka meledak. Ledakan ini memperkaya awan gas dengan unsur kimia berat. Oleh karena itu, tidak ada bintang yang lahir di piringan galaksi seperti di halo - mereka mengandung logam ratusan kali lebih banyak. Selain itu, ledakan ini menghasilkan pusaran galaksi yang kuat yang memanaskan gas dan menyapu keluar protogalaxies. Pemisahan massa gas dan materi gelap telah terjadi. Ini adalah tahap terpenting dalam pembentukan galaksi, yang sebelumnya tidak diperhitungkan dalam model apa pun.
Pada saat yang sama, lingkaran cahaya gelap semakin bertabrakan satu sama lain. Selain itu, protogalaxies terentang atau hancur. Malapetaka ini mengingatkan kita pada rantai bintang yang telah diawetkan di lingkaran Bimasakti sejak zaman "muda". Dengan mempelajari lokasinya, dimungkinkan untuk menilai peristiwa yang terjadi di era itu. Secara bertahap, sebuah bola besar terbentuk dari bintang-bintang ini - halo yang kita lihat. Saat mendingin, awan gas menembus ke dalamnya. Momentum sudut mereka dipertahankan, karena mereka tidak runtuh menjadi satu titik, tetapi membentuk piringan yang berputar. Semua ini terjadi lebih dari 12 miliar tahun yang lalu. Gas sekarang dikompresi seperti yang dijelaskan dalam model ELS.
Pada saat ini, "tonjolan" Bimasakti juga terbentuk - bagian tengahnya menyerupai elipsoid. Bulge terdiri dari bintang-bintang yang sangat tua. Ini mungkin muncul dari penggabungan protogalaxies terbesar yang menahan awan gas untuk waktu yang lama. Diantaranya adalah bintang neutron dan lubang hitam kecil - peninggalan supernova yang meledak. Mereka bergabung satu sama lain, sekaligus menyerap aliran gas. Mungkin dengan cara inilah lubang hitam besar lahir, yang sekarang berada di tengah galaksi kita.
Sejarah Bima Sakti jauh lebih kacau dari yang diperkirakan sebelumnya. Galaksi rumah kita, mengesankan bahkan oleh standar kosmik, terbentuk setelah serangkaian dampak dan penggabungan - setelah serangkaian bencana kosmik. Jejak peristiwa-peristiwa lama tersebut masih bisa ditemukan hingga saat ini.
Jadi, misalnya, tidak semua bintang di Bima Sakti berputar mengelilingi pusat galaksi. Mungkin, selama milyaran tahun keberadaannya, Galaksi kita telah "menelan" banyak rekan pelancong. Setiap bintang kesepuluh di lingkaran cahaya galaksi berusia kurang dari 10 miliar tahun. Saat itu, Bima Sakti sudah terbentuk. Mungkin ini adalah sisa-sisa galaksi katai yang pernah ditangkap. Sekelompok ilmuwan Inggris dari Astronomical Institute (Cambridge), yang dipimpin oleh Gerard Gilmour, menghitung bahwa Bima Sakti, tampaknya, dapat menyerap 40 hingga 60 galaksi katai dari tipe Karin.
Selain itu, Bima Sakti menarik banyak sekali gas. Jadi, pada tahun 1958, astronom Belanda melihat banyak titik kecil di lingkaran cahaya tersebut. Faktanya, mereka ternyata adalah awan gas, yang sebagian besar terdiri dari atom hidrogen dan bergerak menuju piringan galaksi.
Galaksi kita tidak akan mengurangi nafsu makannya di masa depan. Mungkin itu akan menyerap galaksi katai yang paling dekat dengan kita - Fornax, Karina dan, mungkin, Sextans, dan kemudian bergabung dengan nebula Andromeda. Di sekitar Bima Sakti - "kanibal bintang" yang tak pernah puas ini - akan menjadi semakin sunyi.
A. Volkov
