11

GALAXY TRAVELOGUE:GALAXY TRAVELOGUE:

Dr. Suhardja D. WiramihardjaDr. Suhardja D. Wiramihardja

PERJALANAN MENELUSURI PERJALANAN MENELUSURI GALAKSIGALAKSI

KK Astronomi – FMIPAKK Astronomi – FMIPAInstitut Teknologi BandungInstitut Teknologi Bandung

Seri Kuliah Umum AstronomiSeri Kuliah Umum Astronomi5 Mei 20075 Mei 2007

22

Galaksi kita (Milky Way Galaxy)Galaksi kita (Milky Way Galaxy)

Jumlah bintang :Jumlah bintang : 2 2 10 101111 bintang bintang

Gas, debuGas, debu

Tiga komponen:Tiga komponen:- HaloHalo- Bulge dan pusat galaksiBulge dan pusat galaksi- Piringan galaksiPiringan galaksi

33

Penampakan Galaksi Bima Sakti Penampakan Galaksi Bima Sakti pada panjang gelombang optikpada panjang gelombang optik

44

Bintang-bintang dalam Bima Sakti Bintang-bintang dalam Bima Sakti (infra merah)(infra merah)

55

Galaksi Bima Sakti Galaksi Bima Sakti (dalam berbagai panjang gelombang)(dalam berbagai panjang gelombang)

66

Lengan spiral Galaksi Bima SaktiLengan spiral Galaksi Bima Sakti

77

Penentuan JarakPenentuan Jarak

pd

1

Paralaks Trigonometri Paralaks Trigonometri

d = jarak (parsek)d = jarak (parsek) p = paralaks (‘)p = paralaks (‘)

88

Modulus JarakModulus Jarak

m = magnitudo semum = magnitudo semu M = magnitudo mutlakM = magnitudo mutlak d = jarakd = jarak A = absorpsiA = absorpsi

AdMm log55

99

Diagram WolfDiagram Wolf

mWolf Diagram

0

2

4

6

8 10 12 14 16

log

N(m

) dark cloudcomparison field

m2m1

m1 = distance to the cloud

m2 - m1 = size of the cloud

m

1010

Klasifikasi Spektrum BintangKlasifikasi Spektrum Bintang

1111

1212

DiagramDiagramHertzsprung-RusselHertzsprung-Russel

1313

Pusat Galaksi Pusat Galaksi (dalam gelombang radio)(dalam gelombang radio)

1414

Kurva Cahaya Bintang CepheidKurva Cahaya Bintang Cepheid

1515

Telaah Galaksi Bima SaktiTelaah Galaksi Bima Sakti

Henrietta Levitt (1868 – 1921)Henrietta Levitt (1868 – 1921)Hubungan periode-luminositas bintang Cepheid Hubungan periode-luminositas bintang Cepheid Jarak ke Awan MagellanJarak ke Awan Magellan

1616

Harlow Shapley (1885 – 1972)Harlow Shapley (1885 – 1972)Bentuk dan ukuran sistem gugus bola Bentuk dan ukuran sistem gugus bola Jarak ke pusat GalaksiJarak ke pusat Galaksi

1717

1818

Gugus Bintang TerbukaGugus Bintang Terbuka

1919

Orbit Bintang dalam GalaksiOrbit Bintang dalam Galaksi

2020

Tiga Jenis Tiga Jenis Kurva RotasiKurva Rotasi

Rotasi benda tegar

Rotasi Keplerian

Rotasi Galaksi

Rotasi diferensial

2121

Proses Pembentukan Lengan SpiralProses Pembentukan Lengan Spiral

2222

2323

2424

Profil GalaksiProfil Galaksi

MGalaxy = 1011 M, materi tampak

1012 M, materi tampak + materi gelap

2525

2626

2727

Distribusi BintangDistribusi BintangPopulasi bintang dibedakan menurut:Populasi bintang dibedakan menurut:

- UmurUmur- Kelimpahan logam (elemen berat)Kelimpahan logam (elemen berat)- Kinematika Kinematika

Dua populasi utama:Dua populasi utama:- Populasi I Populasi I bintang muda yang kaya logam bintang muda yang kaya logam- Populasi II Populasi II bintang tua dengan sedikit logam bintang tua dengan sedikit logam

2828

Subdivisi Populasi BintangSubdivisi Populasi Bintang

Dikembangkan oleh Walter Baade (1950an)Dikembangkan oleh Walter Baade (1950an)

Populasi I Ekstrim (Extreme Population I)Populasi I Ekstrim (Extreme Population I)- Distribusi yang ‘patchy’ di lengan spiralDistribusi yang ‘patchy’ di lengan spiral- Merupakan bintang-bintang yang paling mudaMerupakan bintang-bintang yang paling muda- Dibentuk dalam waktu < 10Dibentuk dalam waktu < 107 7 tahun yang lalutahun yang lalu

Populasi I Tua (Older Population I)Populasi I Tua (Older Population I)- Distribusi yang ‘patchy’ di lengan Distribusi yang ‘patchy’ di lengan thin diskthin disk - Matahari merupakan bintang older pop. IMatahari merupakan bintang older pop. I

ttsunsun ~ 4.5 ~ 4.5 10 109 9 tahun tahun

2929

Subdivisi Populasi BintangSubdivisi Populasi Bintang Populasi II Piringan (Disk Population II)Populasi II Piringan (Disk Population II)

- Ada di thick disk dengan distribusi ‘smooth’Ada di thick disk dengan distribusi ‘smooth’- Terdiri dari bintang-bintang raksasa merah berusia tua yang miskin Terdiri dari bintang-bintang raksasa merah berusia tua yang miskin

logamlogam

Populasi Halo II (Halo Population II)Populasi Halo II (Halo Population II)- Orbit bintangnya sangat eksentrik di sekitar pusat galaksiOrbit bintangnya sangat eksentrik di sekitar pusat galaksi- Terdiri dari bintang tua bermassa kecil dan miskin logamTerdiri dari bintang tua bermassa kecil dan miskin logam

Bulge Bulge - gabungan dari older pop. I dan pop. II- gabungan dari older pop. I dan pop. II

Gugus Bola Gugus Bola - berisi bintang-bintang paling tua dan paling miskin metal- berisi bintang-bintang paling tua dan paling miskin metal

3030

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 abovegalactic plane

3131

Materi Antar BintangMateri Antar Bintang Gas dan debuGas dan debu

Nebula Orion: gas antar bintang

3232

Debu Antar BintangDebu Antar Bintang

Horsehead NebulaHorsehead Nebula

3333

Tahun GalaksiTahun Galaksi

Jarak Matahari ke pusat Galaksi, DJarak Matahari ke pusat Galaksi, D = 8 kpc = 8 kpc Kecepatan Matahari, VKecepatan Matahari, V = 220 km/s = 220 km/s

V

D2P = 240 x 106 years

Hukum Kepler 3Hukum Kepler 3

M 10PD Galaksi Massa 11

2

3

3434

Dari statistik :Dari statistik :- MMGalaksiGalaksi = 5 = 5 10 1099 M M

Dari gerak Matahari :Dari gerak Matahari :- M- MGalaksiGalaksi = 1 = 1 10 101111 M M

MATERI GELAP (DARK MATTER) !

Massa yang terlihat hanya ~ 5%

3535

Kecepatan Rotasi dari galaksi Kecepatan Rotasi dari galaksi spiral yang edge-onspiral yang edge-on

R

MeasureDoppler shifthere V(R)

3636

Hukum Kepler 3 :Hukum Kepler 3 :

Dan dari definisi :Dan dari definisi :

GalaxyMR

P3

2

V(R)2 R

P

RconstantV(R) Gerak Keplerian

Lalu plot V(R) terhadap RLalu plot V(R) terhadap R

3737

Kurva Rotasi GalaksiKurva Rotasi Galaksi

Differencedue to darkmatter

3838

3939

Tipe-tipe GalaksiTipe-tipe Galaksi

Ada tiga macam tipe galaksiAda tiga macam tipe galaksiKlasifikasi menurut Edwin Hubble (1920an):Klasifikasi menurut Edwin Hubble (1920an):

- EliptikEliptik- SpiralSpiral- Tidak beraturan (irregular)Tidak beraturan (irregular)

4040

Diagram Garpu Tala HubbleDiagram Garpu Tala Hubble

4141

Galaksi Eliptik M32 (E2)Galaksi Eliptik M32 (E2)

4242

Galaksi Spiral Sc (M101)Galaksi Spiral Sc (M101)

4343

Galaksi Galaksi Spiral Batang SBcSpiral Batang SBc

4444

Galaksi Irregular Tipe I (SMC)Galaksi Irregular Tipe I (SMC)

4545

Galaksi Irregular Tipe II (M82)Galaksi Irregular Tipe II (M82)

4646

Statistika GalaksiStatistika Galaksi

PengamatanPengamatan- 77% spiral, 20% eliptik dan 3% irregular77% spiral, 20% eliptik dan 3% irregular

Untuk volume terbatas (d = 9 Mpc), survei Untuk volume terbatas (d = 9 Mpc), survei menunjukkanmenunjukkan- 33% spiral, 13% eliptik dan 54% irregular- 33% spiral, 13% eliptik dan 54% irregular

4747

Distribusi Ruang dari GalaksiDistribusi Ruang dari GalaksiGalaksi cenderung ditemukan dalam Galaksi cenderung ditemukan dalam

gugusgugusBima Sakti termasuk dalam Bima Sakti termasuk dalam Local GroupLocal Group

Local Group: Local Group: Jumlah anggotanya 20-30 galaksiJumlah anggotanya 20-30 galaksi

4848

4949

Terima KasihTerima Kasih