Para tetangga Bima Sakti
Untuk menjawab pertanyaan ini, mari kita tinjau saling berkelompoknya
galaksi-galaksi di alam semesta. Layaknya manusia, ternyata Galaksi Bima
Sakti atau kita sebut saja Bima Sakti tidaklah menyendiri di alam
semesta ini, namun mengelompok dengan galaksi-galaksi tetangganya. Hal
yang sama berlaku juga untuk Galaksi Bima Sakti. Berdasarkan
penelitian-penelitian mengenai pengelompokkan Bima Sakti dengan
tetangganya (misalnya di http://messier.seds.org/more/local.html), jumlah “tetangga” Bima Sakti itu setidaknya mencapai 48 galaksi.
Dalam kelompok galaksi yang dikenal sebagai Grup Lokal (Local Group)
ini, terdapat dua buah galaksi utama, yaitu Bima Sakti dan galaksi
Andromeda (dikenal juga dengan galaksi M31) plus satu galaksi yang
ukurannya lebih kecil, yaitu galaksi Triangulum (dikenal juga dengan
galaksi M33). Lalu bagaimana dengan galaksi lainnya? Galaksi lainnya
adalah galaksi-galaksi kecil sehingga dikatakan sebagai galaksi satelit
terhadap kedua galaksi besar tersebut. Adapun galaksi Triangulum
diperkirakan merupakan satelit galaksi Andromeda. Berikut ditampilkan
peta Grup Lokal dan nama-nama galaksi anggotanya.
Peta Grup Lokal. Kredit : Atlas of the Universe
Efek gravitasi Grup Lokal
Karena di Grup Lokal ini Bima Sakti dan Andromeda adalah galaksi yang besar dan ukurannya tidak terlalu jauh berbeda, sementara galaksi lainnya adalah pengiring kedua galaksi ini, dengan segera kita akan mengatakan bahwa massa Grup Lokal ini sangat ditentukan oleh massa kedua galaksi ini. Akibatnya, posisi titik pusat massa Grup Lokal ini tidak akan jauh dari kedua galaksi ini. Dan hasil penelitian menunjukkan titik pusat massa yang dikenal dengan titik barycenter Grup Lokal ini berada di antara Bima Sakti dan Andromeda.
Karena di Grup Lokal ini Bima Sakti dan Andromeda adalah galaksi yang besar dan ukurannya tidak terlalu jauh berbeda, sementara galaksi lainnya adalah pengiring kedua galaksi ini, dengan segera kita akan mengatakan bahwa massa Grup Lokal ini sangat ditentukan oleh massa kedua galaksi ini. Akibatnya, posisi titik pusat massa Grup Lokal ini tidak akan jauh dari kedua galaksi ini. Dan hasil penelitian menunjukkan titik pusat massa yang dikenal dengan titik barycenter Grup Lokal ini berada di antara Bima Sakti dan Andromeda.
Konsep titik pusat massa Grup Lokal ini mirip dengan konsep titik pusat
massa di tata surya kita. Sebagaimana umum diketahui, planet-planet
dikatakan mengelilingi Matahari karena massa Matahari jauh lebih besar
daripada planet-planet di tatasurya. Sesungguhnya, planet-planet serta
anggota lainnya di tata surya, termasuk Matahari, bukanlah mengelilingi
Matahari tetapi mengelilingi titik pusat massa tata surya. Dengan kata
lain, sebenarnya Matahari pun mengorbit titik pusat massa tata surya
ini! Namun demikian, karena titik pusat massa tata surya ini masih dekat
dengan pusat Matahari, maka dikatakanlah planet-planet mengelilingi
Matahari.
Sekarang, mari kita kembali ke Grup Lokal. Apakah Bima Sakti, Andromeda
juga galaksi pengiring lainnya mengelilingi titik barycenter-nya? Dengan
mengambil ide titik pusat massa di tata surya kita, sesungguhnya kita
dapat memperkirakan bahwa Bima Sakti dan Andromeda serta galaksi kecil
lainnya akan mengorbit titik barycenter ini. Namun demikian, bagaimana
bentuk orbitnya? Apakah orbit Bima Sakti dan Andromeda hanya berupa
garis lurus, ataukah ellips ataukah lingkaran?
Untuk mengetahui hal itu para astronom melakukan dua macam pengamatan,
yaitu yang pertama melakukan pengamatan untuk menjawab pertanyaan apakah
Andromeda bergerak menjauhi atau mendekati Bima Sakti secara radial.
Ilustrasi hal ini adalah ketika kita mengamati mobil ambulans yang
bergerak di jalan raya yang lurus. Jika suara sirinenya makin lama makin
keras terdengar oleh kita, maka kita katakan mobil ambulans tersebut
mendekati kita. Adapun jika sura sirinenya makin lama makin sayup, kita
katakanan ambulans tersebut menjauhi kita. Inilah prinsip efek Doppler
yang banyak dikenal di fisika.
Hal yang sama dapat diterapkan pada Andromeda tersebut, dengan catatan
suara sirinenya diganti oleh spektrum cahaya yang dipancarkan oleh
Andromeda. Kita tahu spektrum cahaya tampak itu terbagi atas warna-warna
penyusun pelangi: merah, jingga, kuning, hijau, nila dan ungu (atau
biru). Ternyata susunan warna itu berkesesuaian dengan panjang
gelombangnya, yaitu panjang gelombang warna merah adalah yang paling
panjang dan panjang gelombang warna biru adalah paling pendek.
Prinsip efek Doppler pada spektrum cahaya ini adalah jika spektrum
cahaya yang terekam bergeser ke arah spektrum warna biru, maka objek
yang memancarkan cahaya tersebut bergerak mendekati pengamat secara
radial. Hal yang sebaliknya terjadi, yaitu jika spektrum cahaya yang
teramati bergeser ke arah cahaya merah, maka objek yang memancarkan
cahaya tersebut bergerak menjauhi pengamat secara radial. Pada saat
prinsip ini diterapkan pada Andromeda, ternyata para astronom mendapati
hasil Andromeda bergerak mendekati Bima Sakti secara radial dengan
kecepatan sekitar 109 km/detik. Sebagai catatan, kecepatan ini sangatlah
besar. Jika dibandingkan dengan kecepatan mobil di jalan tol yang bisa
mencapai 100 km/jam, kecepatan mobil itu tidak ada apa-apanya karena
kecepatan radial Andromeda itu setara dengan laju sebesar 392.400
km/jam. Dengan laju sebesar ini, kita bisa mengelilingi Bumi sebanyak
hampir 10 kali dalam 1 jam!
Adapun metode pengamatan yang kedua adalah para astronom melakukan
pengamatan untuk mengetahui gerak menyamping atau disebut juga gerak
transversal (gerak tegak lurus terhadap gerak radial) galaksi Andromeda
tersebut. Analogi gerak transversal ini adalah saat kita mengamati kapal
di lautan yang menyusuri horizon. Dari waktu ke waktu, kapal tersebut
akan tetap tampak kecil, karena jarak radialnya dari kita tetap. Dengan
demikian metode efek Doppler tidak bisa diterapkan di sini. Kita hanya
dapat mengetahui pergerakan kapal tersebut saat posisinya dibandingkan
dengan benda lain yang lebih jauh darinya. Sebagai tambahan, metode
pengamatan ini sangat sulit untuk dilakukan dan hanya diketahui nilainya
baru-baru ini saja (sejak tahun 2000an). Penyebabnya adalah semakin
jauh suatu objek akan semakin sulit untuk diamati gerak transversalnya.
Kesulitan itu pun berlaku untuk galaksi Andromeda. Hanya dengan
pengamatan presisi saja hal ini dapat diketahui dan salah satunya adalah
dengan menggunakan teleskop Hubble.
Teknik pengamatannya adalah, sebagaimana diuraikan di atas, dengan
mengamati Andromeda selama bertahun-tahun dan posisinya dibandingkan
dengan galaksi lain yang terlihat berada di sekitarnya namun posisinya
sangat jauh dibandingkan Andromeda. Dengan asumsi galaksi-galaksi yang
sangat jauh itu diam (mengingat gerak transversalnya dianggap diabaikan)
maka kita akan tahu apakah Andromeda itu bergerak atau tidak.
Pergerakan yang diamati ini pun belum langsung pergerakan menyamping
karena bisa saja Andromeda bergerak agak serong antara ke samping dan ke
depan atau ke belakang. Di astronomi, gerak diri Andromeda itu
dinamakan proper motion Andromeda. Setelah melakukan analisis datanya
plus sejumlah koreksi diperolehlah nilai gerak diri Andromeda itu, yaitu
12 mikrodetik busur/tahun. Dengan melakukan transformasi dari proper
motion ke gerak transversal, para astronom pun akhirnya dapat mengetahui
gerak transversal Andromeda tersebut, yaitu sebesar 17 km/detik.
Meskipun nilai ini terlihat kecil, namun dengan kecepatan sekecil itu
kita bisa mengelilingi Bumi sebanyak 1,5 kali dalam satu jam!
Sekarang, mari kita tinjau konsekuensi kedua hasil pengamatan di atas.
Laju radial Andromeda yang mencapai 109 km/detik menunjukkan bahwa
Andromeda bergerak mendekati Bima Sakti. Namun gerak menyampingnya, yang
nilainya sekitar seperenam kali gerak radialnya, akan menyebabkan gerak
mendekat ini agak serong. Di lain pihak, Bima Sakti pun akan bergerak
mendekati Andromeda, namun dengan agak serong juga sebagaimana
Andromeda, mengingat massa Bima Sakti hampir sama dengan Andromeda. Ini
artinya, Bima Sakti dan Andromeda saling bergerak mengelilingi pusat
massa keduanya dengan bentuk orbit ellips yang hampir lonjong. Sebagai
catatan, jika saja laju menyamping itu nilainya nol, maka Andromeda dan
Bima Sakti akan saling mendekati satu sama lain atau bentuk orbit
keduanya berupa garis lurus. Dengan kata lain, pada masa depan keduanya
akan saling bertabrakan!
Apakah dengan bentuk orbit ellips yang lonjong itu keduanya juga akan
bertabrakan? Ternyata jawabannya adalah ya. Ini karena masing-masing
galaksi ini bukanlah seperti Bumi yang bentuknya mirip bola yang agak
lonjong, namun berupa cakram yang pipih. Terlebih, galaksi bukanlah
terdiri atas benda tunggal berukuran raksasa namun terdiri atas
objek-objek yang lebih kecil namun saling terikat satu sama lain karena
efek gravitasi keseluruhannya.
Dengan
mengetahui masing-masing massa Bima Sakti dan Andromeda yang mencapai
1,5 triliun massa Matahari, jarak Bima Sakti-Andromeda saat ini yang
mencapai 770 ribu parsec, jarak terdekat Andromeda dan Bima Sakti akan
terjadi pada hampir 4 milyar tahun ke depan dengan jarak 35 ribu parsec.
Pada saat tersebut, masing-masing bentuk Bima Sakti dan Andromeda akan
berubah dari bentuk asalnya berupa cakram yan pipih. Ini karena
gravitasi dari Andromeda akan mempengaruhi bentuk Bima Sakti dan begitu
juga sebaliknya. Selanjutnya, Andromeda akan menjauhi Bima Sakti lagi
hingga mencapai jarak sekitar 172 ribu parsec pada hampir 4,8 milyar
tahun dari sekarang. Bentuk orbit keduanya pun menjadi hampir berpa
garis lurus. Akhirnya, kedua galaksi ini akan menyatu pada 6,3 milyar
tahun dari sekarang. Hal ini lebih jelas dilihat pada simulasi berikut
ini yang dibuat oleh tim peneliti dari teleskop Hubble.
sumber
