GALAKSI BIMA SAKTI

Seri Kuliah Umum Astronomi
5 Mei 2007
GALAXY TRAVELOGUE:
PERJALANAN MENELUSURI
GALAKSI
Dr. Suhardja D. Wiramihardja
KK Astronomi – FMIPA
Institut Teknologi Bandung
1
Galaksi kita (Milky Way Galaxy)

Jumlah bintang :
2  1011 bintang
Gas, debu

Tiga komponen:

-
Halo
Bulge dan pusat galaksi
Piringan galaksi
2
Penampakan Galaksi Bima Sakti
pada panjang gelombang optik
3
Bintang-bintang dalam Bima Sakti
(infra merah)
4
Galaksi Bima Sakti
(dalam berbagai panjang gelombang)
5
Lengan spiral Galaksi Bima Sakti
6
Penentuan Jarak

Paralaks Trigonometri
1
d
p
d = jarak (parsek)
p = paralaks (‘)
7
Modulus Jarak
m  M  5  5 log d  A




m = magnitudo semu
M = magnitudo mutlak
d = jarak
A = absorpsi
8
log N(m)
Diagram Wolf
6
Wolf Diagram
Dm
4
dark cloud
comparison field
m
2
m1 = distance to the cloud
0
m1
m2
m2 - m1 = size of the cloud
9
Klasifikasi Spektrum Bintang
10
11
Diagram
Hertzsprung-Russel
12
Pusat Galaksi
(dalam gelombang radio)
13
Kurva Cahaya Bintang Cepheid
14
Telaah Galaksi Bima Sakti

Henrietta Levitt (1868 – 1921)
Hubungan periode-luminositas bintang Cepheid
 Jarak ke Awan Magellan
15

Harlow Shapley (1885 – 1972)
Bentuk dan ukuran sistem gugus bola
 Jarak ke pusat Galaksi
16
17
Gugus Bintang Terbuka
18
Orbit Bintang dalam Galaksi
19
Tiga Jenis
Kurva Rotasi
Rotasi diferensial
Rotasi Keplerian
Rotasi Galaksi
Rotasi benda tegar
20
Proses Pembentukan Lengan Spiral
21
22
23
Profil Galaksi
MGalaxy =

1011 M, materi tampak
1012 M, materi tampak + materi gelap
24
25
26
Distribusi Bintang

Populasi bintang dibedakan menurut:
-

Umur
Kelimpahan logam (elemen berat)
Kinematika
Dua populasi utama:
-
Populasi I  bintang muda yang kaya logam
Populasi II  bintang tua dengan sedikit logam
27
Subdivisi Populasi Bintang
Dikembangkan oleh Walter Baade (1950an)

Populasi I Ekstrim (Extreme Population I)
-
-

Distribusi yang ‘patchy’ di lengan spiral
Merupakan bintang-bintang yang paling muda
Dibentuk dalam waktu < 107 tahun yang lalu
Populasi I Tua (Older Population I)
-
Distribusi yang ‘patchy’ di lengan thin disk
Matahari merupakan bintang older pop. I
tsun ~ 4.5  109 tahun
28
Subdivisi Populasi Bintang

Populasi II Piringan (Disk Population II)
-

Populasi Halo II (Halo Population II)
-

Ada di thick disk dengan distribusi ‘smooth’
Terdiri dari bintang-bintang raksasa merah berusia tua yang miskin
logam
Orbit bintangnya sangat eksentrik di sekitar pusat galaksi
Terdiri dari bintang tua bermassa kecil dan miskin logam
Bulge
- gabungan dari older pop. I dan pop. II

Gugus Bola
- berisi bintang-bintang paling tua dan paling miskin metal
29
Population
Metalicity
Age (Gyr)
<h(pc)>
Extreme Pop I
Z > Z
< 0.1
120
Older Pop I
Z  Z
0.1 10
160
Disk Pop II
Z  0.1Z
3  10
400
Halo Pop II
Z < 0.01Z
> 10
2000
Extent above
galactic plane
30
Materi Antar Bintang

Gas dan debu
31
Nebula Orion: gas antar bintang
Debu Antar Bintang
Horsehead Nebula
32
Tahun Galaksi


Jarak Matahari ke pusat Galaksi, D = 8 kpc
Kecepatan Matahari, V = 220 km/s
2 D
P
V

= 240 x 106 years
Hukum Kepler 3
MassaGalaksi 
3
D
P2
 1011 M 
33


Dari statistik :
- MGalaksi = 5  109 M
Dari gerak Matahari :
- MGalaksi = 1  1011 M
Massa yang terlihat
hanya ~ 5%
MATERI GELAP (DARK MATTER) !
34
Kecepatan Rotasi dari galaksi
spiral yang edge-on
R
Measure
Doppler shift
here  V(R)
35

Hukum Kepler 3 :

Dan dari definisi :
R
2
P 
M Galaxy
2R
P
V(R)
constant
V(R) 
R

3
Lalu plot V(R) terhadap R
Gerak Keplerian
36
Kurva Rotasi Galaksi
Difference
due to dark
matter
37
38
Tipe-tipe Galaksi
Ada tiga macam tipe galaksi
 Klasifikasi menurut Edwin Hubble (1920an):

-
Eliptik
Spiral
Tidak beraturan (irregular)
39
Diagram Garpu Tala Hubble
40
Galaksi Eliptik M32 (E2)
41
Galaksi Spiral Sc (M101)
42
Galaksi
Spiral Batang SBc
43
Galaksi Irregular Tipe I (SMC)
44
Galaksi Irregular Tipe II (M82)
45
Statistika Galaksi

Pengamatan
-

77% spiral, 20% eliptik dan 3% irregular
Untuk volume terbatas (d = 9 Mpc), survei
menunjukkan
- 33% spiral, 13% eliptik dan 54% irregular
46
Distribusi Ruang dari Galaksi
Galaksi cenderung ditemukan dalam
gugus
 Bima Sakti termasuk dalam Local Group

Local Group:
Jumlah anggotanya 20-30 galaksi
47
48
Terima Kasih
49