Galaksi: Gugusan Bintang Terikat Gravitasi

Galaksi adalah sistem besar yang terikat secara gravitasi, terdiri dari bintang, sisa-sisa bintang, materi antarbintang (gas dan debu), dan sejumlah besar Materi Gelap. Galaksi adalah “pulau bintang” di ruang kosmik.

A. Klasifikasi Galaksi (Skema Hubble)

Galaksi diklasifikasikan berdasarkan bentuknya:

1. Galaksi Spiral: Memiliki piringan datar yang berputar, lengan spiral yang menonjol, dan bulge (tonjolan) pusat.
   • Contoh: Bima Sakti (Milky Way) dan Galaksi Andromeda.
2. Galaksi Elips: Berbentuk elipsoid atau bola, berkisar dari hampir bundar (E0) hingga sangat memanjang (E7). Mereka memiliki sedikit gas atau debu dan sedikit pembentukan bintang baru.
3. Galaksi Tak Beraturan (Irregular): Tidak memiliki bentuk terstruktur yang jelas. Seringkali merupakan hasil tabrakan atau gangguan gravitasi. Kaya akan gas dan debu, dan memiliki tingkat pembentukan bintang yang tinggi.

B. Struktur Bima Sakti

Galaksi kita, Bima Sakti, adalah galaksi spiral berbatang (barred spiral galaxy), terdiri dari tiga komponen utama:

1. Piringan (Disk): Tempat sebagian besar bintang, gas, dan debu berada. Tempat aktif pembentukan bintang terjadi.
2. Bulge: Daerah padat, berbentuk elipsoid di pusat galaksi, berisi bintang-bintang yang lebih tua.
3. Halo: Struktur besar berbentuk bola yang mengelilingi piringan dan bulge. Mengandung gugus bola (globular clusters) dan, yang paling penting, sebagian besar Materi Gelap galaksi.

C. Lubang Hitam Supermasif (Supermassive Black Hole – SMBH)

Hampir setiap galaksi besar diyakini memiliki SMBH di pusatnya. SMBH Bima Sakti dikenal sebagai Sagitarius A ($\text{Sgr A}^{*}$)*. SMBH memiliki massa jutaan hingga miliaran kali massa Matahari. Meskipun ukurannya kecil dibandingkan galaksi, gravitasi mereka sangat memengaruhi dinamika bintang-bintang di pusat galaksi.

Medium Antarbintang (Interstellar Medium – ISM)

ISM adalah materi (gas, debu, dan sinar kosmik) yang mengisi ruang antara bintang-bintang dalam galaksi. ISM adalah bahan baku untuk pembentukan bintang baru.

• Gas: Terutama Hidrogen (H) dan Helium (He).
  • H I Region: Hidrogen atom netral, dingin.
  • H II Region: Hidrogen terionisasi (plasma), sangat panas, sering diterangi oleh bintang muda yang panas (misalnya, Nebula Emisi).
• Debu: Partikel silikat dan karbon yang sangat kecil. Debu bertanggung jawab untuk pemadaman (extinction) dan pemerahan (reddening) cahaya bintang saat cahaya melewatinya.

Struktur Skala Besar

Galaksi tidak tersebar secara acak di alam semesta; mereka dikelompokkan menjadi struktur yang lebih besar yang terikat secara gravitasi.

A. Gugus Galaksi dan Gugus Lokal

• Gugus (Clusters): Kumpulan ratusan hingga ribuan galaksi yang terikat erat oleh gravitasi. Gugus ini diisi dengan gas panas (suhu jutaan Kelvin) yang memancarkan sinar-X.
• Gugus Lokal (Local Group): Gugus galaksi tempat Bima Sakti berada. Anggotanya termasuk Bima Sakti, Galaksi Andromeda, dan sekitar 50 galaksi kecil lainnya.

B. Supergugus dan Struktur Kosmik

• Supergugus (Superclusters): Kumpulan besar gugus dan kelompok galaksi. Supergugus bergerak menuju satu sama lain dalam skala waktu kosmik.
  • Gugus Lokal adalah bagian dari Supergugus Virgo atau yang lebih besar, Laniakea Supercluster.
• Struktur Skala Terbesar: Pengamatan menunjukkan bahwa alam semesta terstruktur seperti jaring raksasa:
  • Filamen: Struktur seperti untaian panjang yang berisi supergugus.
  • Dinding (Walls): Struktur filamen yang lebih datar dan besar.
  • Rongga (Voids): Daerah luas dan kosong antara filamen dan dinding, dengan kepadatan galaksi yang sangat rendah.