Dokumen ini membahas galaksi, menjelaskan asal usul nama dan komponen-komponennya serta proses pembentukan dan evolusinya. Terdapat berbagai tipe galaksi dan ciri-cirinya, serta teori-teori mengenai asal mula dan interaksi galaksi dalam alam semesta. Selain itu, artikel juga menggambarkan dinamika serta mekanisme yang memengaruhi perkembangan galaksi.

1. OLEH:
JURUSAN FISIKA
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2015
ASTRONOMI
NOVA RAHMAWATI (4201412013)
NURLAILIATUL ISNANI (4201412058)

3. Kata galaxi berasal dari bahasa Yunani galaxias atau
kyklos galaktikos yang berarti "sesuatu yang
menyerupai susu" dan "lingkaran susu“.
Asal Usul Nama Galaxy
Dalam mitologi Yuanni, anak Zeus disusukan ke seorang
manusia  air susunya menyembur mewarnai langit
menghasilkan pita cahaya yang dikenal dalam bahasa
Inggris sebagai “Milk Way”.
Tahun 1786, William Hershel menggunakan istilah
“nebula spiral”  “island universe”  “galaxi”

4. Pengertian Galaxy
Galaksi adalah sebuah sistem masif yang terikat gaya
gravitasi yang terdiri atas bintang (dengan segala bentuk
manifestasinya, antara lain bintang neutrondan lubang hitam),
gas dan debu medium antarbintang, dan materi gelap–
komponen yang penting namun belum begitu dimengerti.

5. 1. Galaksi dalam alam semesta yang dapat
kita amati kemungkinan terdapat lebih dari
170 miliar (1,7 × 1011) galaksi.
2. Tiap galaksi memiliki jumlah sistem
bintang dan gugus bintang yang beragam.
3. Sebagian besar berdiameter 1000 hingga
100.000 parsec dan biasanya dipisahkan
oleh jarak beberapa juta parsec.

6. 1. Semua galaksi berumur hampir sama, setidak-
tidaknya sedikit lebih kurang dari umur alam semesta
sendiri
2. Dari kenyataan hasil pengamatan bahwa galaksi-
galaksi yang terbentuk, mengarahkan pada dugaan
(asumsi) dimana telah terjadi kondisi atau sifat
inhomogenitas di dalam ledakan itu

7. 2 pendapat yang bertentangan,
diantaranya:
Ledakan itu seluruhnya porak-poranda, hancur
berantakan (chaos). Tetapi secara perlahan-lahan dalam
waktu periode yang lama menjadi satu alam yang
homogen seperti keadaan sekarang.
Pendapat Kelompok Chaostic
Dasar teori kelompok sarjana kosmologi adalah karena
dapat mengungkap problema-problema terperinci
terhadap peristiwa kekacauan turbelensi tertentu.

8. 1. Diperlukan mekanisme yang menerangkan
proses yang perlahan-lahan menenangkan
kekacuan ini.
2. Sebaliknya mekanisme ini memerlukan
sejumlah energi, yang seharusnya kita masih
dapat menemukan sebagian energi ini di
angkasa (langit) sekarang. Namun belum dapat
terdeteksi adanya sinyal energi itu.
Rintangan-rintangan pendapat kelompok chaostic

9. Pendapat Kelompok Quiescent
Alam sebenarnya mempunyai suatu jumlah kecil kondisi
yang inhomogenis yang lambat laun berkembang
membentuk galaksi-galaksi dalam suasana tidak
bergerak atau diam (quiescent)
kita harus dan terpaksa
menyebut fluktuasi (fluctuate =
berubah-ubah) tentu yang
sampai kinipun tidak berhasil dan
tidak dapat menemukannya.
Dasar
Pemikiran

10. Kita hanya berspekulasi apa yang menyebabkan hal itu
terjadi, tetapi sejumlah dugaan ilmiah menyebutkan
diantaranya bahwa :
Black hole mini primordial telah tercipta pada
periode ini
Black hole merupakan benih-benih dimana galaksi-
galaksi terbentuk di sekitarnya.
Para ahli astronomi berpendapat bahwa quasar-quasar
berada pada pusat-pusat galaksi yang kelihatan
bercahaya terang.
energi massif quasar dapat dihasilkan oleh black hole.

11. Pembentukan
dan Evolusi
Galaxi

12. Galaxi muda
sedang
menarik
bahan
pembentukny
a

13. Dentuman besar
Atom hidrogen dan helium
mulai terbentuk
rekombina
si
Hidrogen netral
(menyerap
cahaya)
“Zaman Kegelapan”
Fluktuasi kepadatan
Struktur
besar
muncul
Memadat dalam cincin cahaya
Galaxi

14. Masa satu miliar
Terbentuk gugus” bola, lubang hitam
supermasif, tonjolan galaxi
lubang hitam supermasif – mengatur
pertumbuhan galaxi aktif
galaksi mengalami lonjakan besar
pembentukan bintang

15. Dua miliar tahun
berikutnya
Akumulasi materi mengendap menjadi piringan galaxi
Galaxi akan terus menyerap materi yang tertarik dari
awan kecepatan tinggi dan galaxi katai
Siklus kelahiran dan kematian bintang memungkinkan
pembentukan planet

16. Evolusi galaksi dapat secara signifikan dipengaruhi oleh
interaksi dan tabrakan. Penggabungan galaksi
merupakan hal yang biasa terjadi selama epos awal, dan
kebanyakan galaksi dalam masa ini memiliki bentuk yang
aneh. Mengingat jarak antara bintang-bintang yang
berjauhan, sebagian besar sistem bintang pada galaksi
yang bertabrakan tidak akan terpengaruh

17. 1. Galaksi itu mempunyai cahaya sendiri
2. Galaksi-galaksi lainnya terlihat di luar jalur
galaksi Bima Sakti, jauhnya jutaan tahun cahaya.
3. Galaksi-galaksi itu mempunyai bentuk-bentuk
tertentu
4. Jarak antar galaksi jutaan tahun cahaya.
Ciri-ciri Galaxi

18. Sistem tata bintang

19. Komponen sistem tata bintang:
1. Bulge dalam (< 1 kpc)
dihuni dengan bintang
raksasa merah pemancar
radiasi infra merah kuat.
Distribusi bintang
pemancar IR 1,3 kpc –
1,5 kpc dari pusat galaxi
2. Bulge luar (1 kpc < R
< 3 kpc)
bintang pemancar IR
yang relative lemah
sekitar 3 kpc.
1. Pusat atau inti Galaxi (Bulge)
Bulge terdiri dari bintang raksasa atau bintang berevolusi
lanjut terdistribusi hingga 3 kpc dari pusat galaksi.

20. 2. Piringan Galaxi (Galactic Disk)
Secara global materi yang terdistribusi dalam Disk atas
terdiri dari bintang, debu dan gas.
Bagian Disk Dalam:
Lengan spiral galaxy:
pola yang berada
dalam piringan galaxi
Bagian Disk Luar:
Komponen Spheroidal,
gugus bintang bola

21. 3. Halo Galaxi
Keberadaan Halo Galaksi tidak bisa dikenali dengan mata
telanjang. Foto inframerah tidak menampakkan tanda-tanda
adanya pengelompokan bintang inframerah di sekitar
kawasan Halo
Komponen korona galaksi mungkin berupa bintang yang
terlalu lemah cahayanya sehingga tidak terdeteksi dengan
teleskop optic maupun teleskop inframerah. Komponen
korona galaksi tersebut juga tidak terdeteksi dengan
teleskop radio. Oleh karena itu timbul spekulasi bahwa
penghuni kemungkinan adalah partikel erlementer berupa
neutrino.
4. Korona galaxi

22. 5. Lengan Spiral Galaxi
Ruang antar bintang (instellar medium) tidaklah kosong, tapi
diisi oleh materi antar bintang yang memiliki kerapatan
berbeda-beda. Awan gas dan debu yang terlihat pada
cahaya kasal mata disebut ‘nebula’. Nebula terbagi menjadi
3 jenis, yaitu: nebula emisi, nebula refleksi, dan nebula
gelap/absorbsi.
6. Ruang antar bintang

23. Galaksi Eliptis
Galaksi Spiral dan Spiral
Berbatang
Galaksi Irregular
Galaksi Lentikular
Galaksi Ganjil (Peculiar Galaxy)

24.  Galaksi tipe ini tampak memiliki sedikit materi antar
bintang, sehingga memiliki sedikit gugus terbuka dan laju
pembentukan bintang yang lambat.
 Didominasi oleh bintang tua yang beredar mengelilingi pusat
gravitasi dengan arah yang acak.
 Bintang-bintang dalam galaksi ini memiliki sedikit unsur-
unsur berat karena pembentukan bintang sudah berhenti
setelah lonjakan awalnya.
 Bintang terkonsentrasi pada pusat, semakin jauh semakin
renggang,
 Kebanyakan galaksi elips dipercayai trbentuk akibat
interaksi antar galaksi yang menyebabkan tabrakan atau
penggabungan.

25. GALAKSI ELIPS
Galaksi Elips (E) memiliki bentuk spheroidal yang
memipih ke arah tepi. Galaksi elips dari 0 – 7
menurut kelonjongan elipsnya.

26. CONTOH GALAKSI ELIPS

27.  Galaksi spiral terdiri dari sebuah piringan
bintang-bintang yang berotasi, materi
antarbintang, serta sebuah tonjolan pusat
yang terdiri dari bintang-bintang tua. Selain
itu, terdapat lengan-lengan spiral terang yang
menjulur dari tonjolan pusat.
 Dalam galaksi spiral, lengannya membentuk
pola seperti spiral logaritmis, pola yang
secara teoritis terbentuk karena adanya
gangguan terhadap massa bintang yang
berputar seragam. Dalam teori gelombang,
kepadatan lengan spiral ini diperkirakan berisi
materi berkepadatan tinggi.
 Contoh: Galaksi Bima sakti, Andromeda,
M.51,M.33, M.64
Galaksi Mata Hitam
(Black eye galaxy, M64)

28. GALAKSI SPIRAL
Galaksi spiral memiliki lengan-lengan spiral yang
berada di intinya.
Galaksi spiral dikelompokkan lagi menjadiSa, Sb, dan
Sc menurut ukuran inti dan bentuk lengan spiralnya.
Bimasakti merupakan galaksi spiral Sb.

29. CONTOH GALAKSI SPIRAL
1. BIMASAKTI (MILKY WAY)

30. BIMASAKTI DARI SAMPING

31. 2. ANDROMEDA

32. 3. NGC 1232 DI RASI ERIDANUS

33. 4. GALAKSI SEYFERT NGC 7742
(SPIRAL DGN INTI SANGAT TERANG)

34. 5. M81 BERADA DEKAT URSA MAYOR

35. GALAKSI SPIRAL BERPALANG/BATANG
Galaksi spiral berpalang ditandai dengan adanya pita
bintang-bintang dan materi antarbintang yang berasal
dari penggabungan lengan spiral.

36. CONTOH GALAKSI SPIRAL BERPALANG
1. NGC 1365 DI RASI FORNAX

37. 2. NGC 1300

38. Galaksi tidak beraturan tidak memiliki inti, lengan
ataupun bentuk khusus.
Galaksi tidak beraturan tipe I (Irr I) tidak memiliki
struktur apapun, adapun tipe II (Irr II) masih
menunjukkan struktur yang berubah akibat
gangguan.

39. CONTOH GALAKSI TIDAK BERATURAN
AWAN MAGELLAN BESAR

40.  Merupakan galaksi yang memiliki sifat-
sifat yang tidak biasa karena interaksi
pasang surut dengan galaksi lain
 Contohnya adalah galaksi cincin, yang
memiliki struktur mirip cincin berisi
bintang dan materi antarbintang yang
mengelilingi inti kosong
Gambar Galaksi Cincin.

41.  Memiliki sifat baik dari galaksi eliptis
maupun galaksi spiral, dan
dikategorikan sebagai tipe S0 dan
memiliki lengan spiral yang samar-
samar serta halo berisi bintang yang
berbentuk eliptis
NGC 5866

42. GALAKSI LENTIKULAR
 Galaksi lentikular (S0)
memiliki kemiripan
dengan galaksi elips,
namun memiliki pusat
yang menonjol seperti
pada galaksi spiral.

43. CONTOH GALAKSI LENTIKULAR
SOMBRERO DI VIRGO

44. • spiral60 %
• lentikular20 %
• elips15 %
• tidak beraturan3% - 5%
GALAKSI

45. STRUKTUR GALAKSI
Di semua galaksi bintang tua mempunyai
distribusi hampir bundar.
Pada Milky Way komponen ini ditunjukkan oleh
bintang-bintang populasi II. Bagian dalam disebut
bulge, dan bagian luar sering disebut sebagai
halo. Tidak ada perbedaan signifikan secara fisik
antara bulge dan halo.

47.  Galaksi terdiri dari milyaran bintang, menyebar dalam
bentuk piringan besar yang pipih akibat gerak rotasinya.
 Matahari berevolusi mengelilingi inti galaksi dengan
kecepatan 220 km/s dan periode 240 juta tahun (cosmic
year).
 Inti terdiri dari bintang-bintang tua dengan jarak relatif dekat.

48. POPULASI BINTANG DALAM GALAKSI:
• Bintang yang menghuni
lengan spiral (bintang-
bintang muda atau dalam
taraf pembentukan)
Bintang
Populasi
1
• Bintang yang menghuni inti
galaksi, berusia tua ,
kadang seusia dengan
galaksi.
Bintang
Populasi
2

49. DINAMIKA GALAKSI
 Semakin dekat suatu bintang terhadap pusat
galaksi, gerak revolusinya akan semakin cepat.
 Distribusi kecerahan permukaan pada galaksi
elips pada dasarnya hanya bergantung pada jarak
dari pusat dan arah sumbu mayor dan minor.
 Jika r adalah radius sepanjang sumbu mayor,
kecerahan permukaan I(r) yang didiskripsikan
dengan hukum de Vaucouleurs.

50. Konstanta pada persamaan (1) sudah dipilih
sehingga setengah dari total cahaya galaksi
diradiasi dari radius re dan kecerahan
permukaan pada radius itu adalah Ie. Parameter
re dan Ie ditentukan dengan menyesuaikan
persamaan (1) untuk mengamati penampang
kecerahan.
Nilai yang biasanya untuk elip, spiral normal dan
galaksi S0 adalah dalam jangkauan re = 1-10
kcp dan Iemenyesuaikan hingga perbesaran 20-
23 per square arc second
(1)
de Vaucouleurs :

51. Meskipun isophote dalam galaksi elips adalah elips untuk
sebuah aproksimasi yang bagus, keelipsan dan orientasi
galaksi pada sumbu mayor galaksi bisa bervariasi seperti
fungsi radius.
Galaksi dengan lebar berbeda dalam hal ini
mengindikasikan bahwa struktur elips tidak sesederhana itu
bisa muncul.
Khususnya, fakta bahwa arah sumbu mayor terkadang
berubah dalam sebuah galaksi mengindikasikan bahwa
beberapa elips mungkin tidak pada bentuk sumbu simetri.

52.  Dari distribusi kecerahan permukaan, struktur 3-
dimensi sebuah galaksi bisa disimpulkan sebagai
penjelasan dalam Bentuk 3-dimensi Galaksi.
 Hubungan persamaan sebelumnya memberikan
tampilan kecerahan yang sangat kuat menuju pusat.
 Distribusi sesungguhnya dari rasio axial untuk eliptik
disimpulkan secara statistik dari pengamatan.
 Diasumsikan bahwa mereka berotasi simetris, yang
memperoleh distribusi luas dengan kemiripan
maksimum dengan tipe E3-E4.

53. Distribusi kecerahan permukaan pada galaksi E dan cD

54. PIRINGAN (DISK)
Sebuah piringan besar seperti bintang dan terang
(karakteristik untuk S0 dan galaksi spiral).
 Terdapat indikasi bahwa pada beberapa eliptik terdapat
juga piringan lemah tersembunyi di samping bulge terang.
Di Milky Way piringan dibentuk oleh bintang-bintang populasi
I.

55.  Distribusi kecerahan permukaan pada piringan
dideskripsikan oleh persamaan
 Kecerahan permukaan pusat I0 koresponden
dengan tipe 21-22 mag./sq.arcsec, dan panjang
skala radial r0 = 1-5 kpc. Pada galaksi Sc total
kecerahan bulge umumnya hanya sedikit lebih kecil
dari piringan itu, dimana pada tipe Hubble bulge
mempunyai total kecerahan lebih besar. Ketebalan
piringan diukur pada galaksi yang tampak tepi, kira-
kira hampir 1,2 kcp. Kadang-kadang piringan
mempunyai tepi luar tajam hampir 4r0.

56. MEDIUM ANTAR BINTANG
Galaksi elips dan S0 mengandung hidrogen netral
hampir 0,1% dari massa total yang terdeteksi, dan di
galaksi yang sama ada juga yang sering menandai
formasi bintang baru.
Pada beberapa galaksi massa gas lebih besar dari
yang sudah diamati, tapi jumlah relatif gas sangat
variabel dari satu galaksi ke galaksi lain.
Kelemahan gas pada galaksi relatif tak terduga,
selama evolusi mereka bintang-bintang melepaskan
lebih banyak gas dari yang telah diamati.

57. Jumlah relatif gas hidrogen netral pada galaksi spiral
dihubungkan dengan tipe Hubble. Sehingga kandungan
spiral Sa kira-kira 2%, spiral Sc 10% dan galaksi Irr I hingga
30% atau lebih.
Distribusi atom hidrogen netral dipetakan dengan detail
pada galaksi yang saling berdekatan. Di bagian dalam
galaksi gas berbentuk sebuah piringan tipis dengan
ketebalan relatif konstan sekitar 200 pc, kadang-kadang
dengan lubang pusat berdiameter beberapa kpc. Piringan
gas semakin menjauhi piringan optik, menjadi lebih tebal dan
sering membengkok dari pusat bidang piringan.

58. BENTUK 3-DIMENSI GALAKSI
Persamaan (1) dan (2) mendeskripsikan distribusi cahaya galaksi
diproyeksikan pada bidang angkasa. Distribusi cahaya 3-dimensi
pada galaksi diperoleh dengan membalikkan proyeksi.
Anggap bahwa galaksi spiral diproyeksi distribusi cahaya
I(r) (anggap sama seperti (1)). Dengan koordinat yang dipilih
berdasarkan pada gambar, I(r) diberikan dengan syarat
distribusi cahaya 3-dimensi adalah

59. Karena , sebuah perubahan variabel diperoleh integrasi
Dikenal sebagai persamaan integral Abel untuk (R), dan mempunyai solusi

60. kurva distribusi cahaya 3-dimensi diperoleh dari hukum
Vancouleur

61. • Dinamika bulge galaksi elips dan galaksi piringan dipelajari dengan
melebarkan garis absorbsi. Dengan mengamati bagaimana panjang
gelombang dan lebar deretan spectral berlaku sebagai fungsi radius, bisa
didapatkan beberapa anggapan menjadi distribusi massa galaksi.
• Jika galaksi elips sesungguhnya berevolusi elips, hubungan statistik
(ketika efek proyeksi) bisa dijabarkan antara kedataran, kecepatan rotasi,
dan dispersi kecepatan.
• Beberapa elips tercerah berotasi sangat lambat. Sehingga tidak bisa
memaparkan karena rotasi.
Slowly Rotating Systems

62.  Distribusi massa galaksi spiral bisa dipelajari dengan
langsung menggunakan pengamatan kecepatan rotasi gas
antara bintang-bintang.
 Kecepatan rotasi yang semakin tinggi mengindikasikan
massa semakin besar, sehingga tipe Sa pasti mempunyai
massa jenis semakin besar mendekati pusat.
Rotation Curves