Mengenal Evolusi Galaksi

Galaksi M101. Kredit: Wikimedia Commons

Info Astronomy - Pada malam yang cerah dan gelap, Anda dapat melihat bentangan galaksi Bima Sakti di langit malam. Selama ribuan tahun, manusia telah memandangnya dengan kagum, perlahan mendatangkan pemahaman bahwa Matahari kita hanyalah salah satu dari miliaran bintang di galaksi ini.

Seiring waktu, berbagari instrumen dan metode ilmiah telah disempurnakan, dan kita akhirnya menyadari bahwa Bima Sakti itu sendiri hanyalah salah satu dari miliaran galaksi yang terbentuk di alam semesta.

Berkat penemuan Relativitas dan kecepatan cahaya, kita juga telah memahami bahwa ketika kita melihat jauh ke luar angkasa, kita juga melihat jauh ke masa lalu. Misalnya dengan melihat sebuah objek yang berjarak 1 miliar tahun cahaya dari Bumi, kita juga ternyata sedang melihat bagaimana objek tersebut tampak 1 miliar tahun yang lalu.

Efek "mesin waktu" ini telah memungkinkan para astronom untuk mempelajari bagaimana galaksi-galaksi di alam semesta bisa menjadi seperti sekarang ini, yakni belajar bagaimana sebenarnya evolusi galaksi.

Pembentukan Galaksi

Konsensus ilmiah saat ini menyatakan bahwa semua materi di alam semesta terciptakan sekitar 13,8 miliar tahun yang lalu selama sebuah peristiwa yang dikenal sebagai Big Bang terjadi. Kala itu, semua materi benar-benar padat seperti bola yang sangat kecil dengan kepadatan tak terbatas dan panas yang disebut singularitas. Tiba-tiba, singularitas mulai berkembang, dan alam semesta seperti yang kita kenal juga terbentuk.

Setelah berkembang pesat dan mendingin, semua materi tadi terdistribusi ke seluruh alam semesta. Beberapa miliar tahun berikutnya setelah Big Bang, daerah yang padat materi dari alam semesta awal mulai saling tarik-menarik satu sama lain karena gravitasinya. Kumpulan materi itu akhirnya tumbuh lebih padat, membentuk awan gas dan gumpalan besar materi.

Ilustrasi proto-galaksi. Kredit: Wikimedia Commons

Awan gas dan gumpalan besar materi ini menjadi galaksi primordial, sebuah proto-galaksi. Ketika awan gas hidrogen dalam proto-galaksi mengalami keruntuhan gravitasi, ia berevolusi menjadi bintang pertama di alam semesta.

Beberapa awan gas dan gumpalan materi yang berukuran kecil diketahui juga menjadi galaksi kerdil, sementara yang berukuran tidak terlalu besar tapi juga tidak terlalu kecil membentuk galaksi spiral yang familiar, seperti galaksi Bima Sakti.

Penggabungan Galaksi

Setelah terbentuk sempurna, mantan proto-galaksi ini semakin berkembang dalam struktur galaksi yang lebih besar yang disebut gugus galaksi, dan gugus galaksi membentuk sturktur besar lagi yang disebut supergugus galaksi.

Seiring waktu, galaksi-galaksi yang berjarak terlalu dekat akan saling menarik satu sama lain oleh gaya gravitasi masing-masing, membuat mereka bertabrakan dan menyatu menjadi galaksi yang lebih besar. Galaksi Andromeda sendiri diketahui merupakan galaksi spiral besar yang terbentuk akibat menabrak galaksi-galaksi kecil di dekatnya.

Galaksi kecil yang terkoyak oleh gravitasi galaksi yang lebih besar akan menjadi bagian galaksi besar tersebut. Bima Sakti baru-baru ini diketahui melahap beberapa galaksi kerdil, mengubahnya menjadi aliran bintang yang mengorbit inti galaksi kita. Tapi ketika galaksi besar dengan ukuran yang sama bertabrakan, mereka menjadi galaksi elips raksasa.

Ketika dua galaksi raksasa bertabrakan terjadi, struktur spiralnya akan hilang, dan kedua galaksi akan bergabung menjadi galaksi yang lebih besar dan elips. Galaksi elips adalah sturktur galaksi terbesar yang pernah diamati. Konsekuensi lain dari penggabungan galaksi ini adalah bahwa lubang hitam supermasif di jantung-jantung galaksi ini akan menjadi lebih besar.

Penggabungan galaksi sendiri sebenarnya bukan peristiwa yang meruksan, tabrakan antargalaksi sebenarnya tidak akan membuat bintang-bintang dari masing-masing galaksi saling bertabrakan, hal ini mengingat jarak yang besar antara bintang-bintang.

Namun, penggabungan galaksi dapat menghasilkan gelombang kejut gravitasi, yang mampu memicu pembentukan bintang baru. Ini adalah apa yang diprediksi bakal terjadi ketika galaksi Bima Sakti kita menyatu dengan galaksi Andromeda sekitar 4 miliar tahun dari sekarang.

Tabrakan galaksi NGC 2207 di rasi bintang Canis Major. Kredit: NASA/ESA/Hubble

Kematian Galaksi

Pada akhirnya, galaksi akan berhenti membentuk bintang-bintang baru setelah mereka menguras seluruh pasokan gas dan debunya. Ketika pasokan habis, pembentukan bintang akan melambat selama miliaran tahun sampai akhirnya berhenti sepenuhnya. Saat ini, diyakini bahwa galaksi Bima Sakti kita telah menggunakan sebagian besar hidrogen, sehingga pembentukan bintang di galaksi ini akan melambat sampai pasokan tersebut habis.

Bintang seperti Matahari kita hanya bisa bertahan selama 10 miliar tahun atau lebih, sementara bintang-bintang katai merah dapat hidup selama beberapa triliun tahun. Namun, berkat kehadiran galaksi kerdil di dekat Bima Sakti dan penggabungan yang akan datang dengan Andromeda, galaksi kita bisa eksis lebih lama.

Para astronom kini telah menemukan penyebab kematian galaksi di alam semesta. Para pakar ini mengatakan, galaksi mati akibat sebuah skenario yang dinamakan pencekikan, sehingga galaksi kehabisan bahan bakar pembentuk bintang.

Pada alam semesta, menurut para astronom, terdapat galaksi hidup dan galaksi mati yang hampir setara jumlahnya. Galaksi hidup memiliki persediaan gas yang melimpah yang dapat membentuk bintang, terutama hidrogen. Sedangkan galaksi mati memiliki pasokan gas yang sangat rendah.

Skenario pencekikan galaksi ini menyebabkan kurangnya bahan bakar pembentukan bintang. Diperkirakan waktu yang dibutuhkan galaksi pembentuk bintang yang dicekik sampai mati, yaitu sekitar empat miliar tahun.

Pada intinya, selama galaksi memiliki gas untuk pembentukan bintang, mereka akan terus berkembang. Setelah galaksi atau galaksi gabungan telah menggunakan semua gas pembentuk bintang, mereka dalam perjalanan menuju kematian.