Selama beribu tahun, manusia telah merenung ke langit malam dan kagum dengan Bima Sakti. Hari ini, pemerhati bintang dan ahli astronomi amatur meneruskan tradisi ini, mengetahui bahawa apa yang mereka saksikan sebenarnya adalah koleksi ratusan juta bintang dan awan debu, apatah lagi berbilion dunia lain.
Tetapi kita mesti tertanya-tanya, jika kita dapat melihat jalur bercahaya Bima Sakti, mengapa kita tidak dapat melihat apa yang terletak di tengah-tengah galaksi kita? Dengan mengandaikan kita melihat ke arah yang betul, bukankah kita sepatutnya dapat melihat bonjolan bintang yang besar dan terang itu dengan mata kasar? Anda tahu yang saya maksudkan, ia ada dalam semua gambar!
Malangnya, dalam menjawab soalan ini, beberapa semakan realiti perlu dibuat. Apabila ia cukup gelap, dan keadaan cerah, cincin berdebu Bima Sakti pasti dapat dilihat di langit malam. Walau bagaimanapun, kita masih hanya boleh melihat kira-kira 6,000 tahun cahaya ke dalam cakera dengan mata kasar, dan bergantung pada spektrum yang boleh dilihat. Berikut ialah ringkasan tentang sebab itu.
Saiz dan Struktur:
Pertama sekali, saiz galaksi kita yang besar sudah cukup untuk membingungkan fikiran. NASA menganggarkan bahawa Bima Sakti adalah antara 100,000 - 120,000 tahun cahaya diameter - walaupun beberapa maklumat mencadangkan ia mungkin sebanyak 150,000 - 180,000 tahun cahaya. Oleh kerana satu tahun cahaya adalah kira-kira 9.5 x 1012km, ini menjadikan diameter galaksi Bima Sakti lebih kurang 9.5 x 1017- 1.14 x 1018km diameter.
Untuk meletakkannya dalam istilah orang biasa, 950 kuadrilion (590 kuadrilion batu) kepada 1.14 kuwin bilion km (7oo septendecillion batu). Bima Sakti juga dianggarkan mengandungi 100–400 bilion bintang, (walaupun boleh setinggi satu trilion), dan mungkin mempunyai sebanyak 100 bilion planet.
Di bahagian tengah, berukuran lebih kurang. Diameter 10,000 tahun cahaya, adalah kumpulan bintang padat yang dikenali sebagai 'bonjolan'. Di tengah-tengah bonjolan ini terdapat sumber radio yang kuat, bernama Sagittarius A*, yang berkemungkinan merupakan lubang hitam supermasif yang mengandungi 4.1 juta kali jisim Matahari kita.
Kita, dalam Sistem Suria kita yang sederhana, berada kira-kira 28,000 tahun cahaya darinya. Pendek kata, kawasan ini terlalu jauh untuk kita lihat dengan mata kasar. Namun, ada lebih daripada itu…
Imej radio langit malam. Kredit: Institut Astronomi Radio Max Planck, dihasilkan oleh Glyn Haslam.
Kecerahan Permukaan Rendah:
Selain sebagai galaksi berpalang lingkaran, Bima Sakti dikenali sebagai galaksi Kecerahan Permukaan Rendah (LSB) – klasifikasi yang merujuk kepada galaksi di mana kecerahan permukaannya, apabila dilihat dari Bumi, sekurang-kurangnya satu magnitud lebih rendah daripada langit malam ambien. Pada asasnya, ini bermakna langit perlu lebih gelap daripada kira-kira 20.2 magnitud setiap lengkok persegi agar Bima Sakti dapat dilihat.
Ini menjadikan Bima Sakti sukar dilihat dari mana-mana lokasi di Bumi pencemaran cahaya adalah perkara biasa – seperti lokasi bandar atau pinggir bandar – atau apabila cahaya sesat dari Bulan menjadi faktor. Tetapi walaupun keadaan optimum, masih banyak yang boleh kita lihat dengan mata kasar, atas sebab-sebab yang mempunyai banyak kaitan dengan segala-galanya yang terletak di antara kita dan teras galaksi.
Habuk dan Gas:
Walaupun ia mungkin tidak kelihatan seperti itu kepada pemerhati biasa, Bima Sakti penuh dengan habuk dan gas. Perkara ini dikenali sebagai medium antara bintang, cakera yang membentuk 10-15% jirim bercahaya/kelihatan dalam galaksi kita dan memenuhi ruang panjang di antara bintang. Ketebalan habuk memesongkan cahaya yang boleh dilihat (seperti yang dijelaskan di sini ), meninggalkan hanya cahaya inframerah untuk melalui habuk.
Imej inframerah yang mempesonakan dari Teleskop Angkasa Spitzer NASA ini menunjukkan ratusan ribu bintang berkerumun ke dalam teras berputar galaksi Bima Sakti kita. Kredit: NASA/JPL-Caltech
Ini menjadikan teleskop inframerah seperti Teleskop Angkasa Spitzer alat yang sangat berharga dalam pemetaan dan mengkaji galaksi, kerana ia boleh mengintai melalui habuk dan jerebu untuk memberi kita pandangan yang sangat jelas tentang apa yang berlaku di tengah-tengah galaksi dan di kawasan pembentuk bintang. Walau bagaimanapun, apabila melihat dalam spektrum visual, cahaya dari Bumi, dan kesan gangguan habuk dan gas mengehadkan sejauh mana kita boleh melihat.
Instrumentasi Terhad:
Ahli astronomi telah merenung bintang selama beribu-ribu tahun. Walau bagaimanapun, hanya pada masa yang agak baru-baru ini mereka tahu apa yang mereka lihat. Sebagai contoh, dalam bukunya Meteorologi , Aristotle (384–322 SM) menulis bahawa ahli falsafah Yunani Anaxagoras (kira-kira 500–428 SM) dan Democritus (460–370 SM) telah mencadangkan bahawa Bima Sakti mungkin terdiri daripada bintang yang jauh.
Walau bagaimanapun, Aristotle sendiri percaya Bima Sakti disebabkan oleh 'pencucuhan hembusan api beberapa bintang yang besar, banyak dan rapat' dan bahawa pencucuhan ini berlaku di bahagian atas atmosfera. Seperti kebanyakan teori Aristotle, ini akan kekal sebagai kanun untuk sarjana barat sehingga abad ke-16 dan ke-17, pada masa itu, astronomi moden akan mula berakar umbi.
Sementara itu, dalam dunia Islam, ramai ulama zaman pertengahan mengambil pandangan yang berbeza. Sebagai contoh, ahli astronomi Parsi Abu Rayhan al-Biruni (973–1048) mencadangkan bahawa Bima Sakti ialah 'kumpulan serpihan yang tidak terkira banyaknya sifat bintang samar'. Ibn Qayyim Al-Jawziyya (1292–1350) dari Damsyik juga mencadangkan bahawa Bima Sakti ialah “segudang bintang kecil yang terhimpun dalam sfera bintang tetap” dan bintang-bintang ini lebih besar daripada planet.
Ahli astronomi Parsi Nasir al-Din al-Tusi (1201–1274) juga mendakwa dalam bukunyaTadhkirabahawa: “Bima Sakti, iaitu Galaksi, terdiri daripada sebilangan besar bintang-bintang kecil yang berkelompok rapat, yang, kerana kepekatan dan kekecilannya, kelihatan seperti tompok mendung. Kerana itu, ia disamakan dengan warna susu.'
Walaupun penemuan teori ini, hanya pada tahun 1610, apabila Galileo Galilei memalingkan teleskopnya ke arah langit, bukti wujud untuk menyokong dakwaan ini. Dengan bantuan teleskop, ahli astronomi menyedari buat kali pertama bahawa terdapat lebih banyak, lebih banyak bintang di langit daripada yang dapat kita lihat, dan bahawa semua yang dapat kita lihat adalah sebahagian daripada Bima Sakti.
Lebih satu abad kemudian, William Herschel mencipta rajah teori pertama tentang rupa Bima Sakti (1785). Di dalamnya, dia menyifatkan bentuk Bima Sakti sebagai koleksi bintang yang besar seperti awan, dan mendakwa Sistem Suria berhampiran dengan pusat. Walaupun tersilap, ini adalah percubaan pertama untuk membuat hipotesis rupa halaman belakang kosmik kita.
Hanya pada abad ke-20 ahli astronomi dapat mendapatkan gambaran yang tepat tentang rupa sebenarnya Galaxy kita. Ini bermula dengan ahli astronomi Harlow Shapely mengukur taburan dan lokasi gugusan bintang globular. Daripada ini, dia menentukan bahawa pusat Bima Sakti adalah 28,000 tahun cahaya dari Bumi, dan pusat itu adalah bonjolan, bukannya kawasan rata.
Konsep artis beranotasi ini menggambarkan pemahaman semasa kami tentang struktur galaksi Bima Sakti. Kredit Gambar: NASA
Pada tahun 1923, ahli astronomi Edwin Hubble menggunakan teleskop terbesar pada zamannya di Balai Cerap Mt. Wilson berhampiran Pasadena, Calif., untuk memerhati galaksi di luar galaksi kita. Dengan memerhatikan rupa galaksi lingkaran di seluruh alam semesta, ahli astronomi dan saintis dapat mendapatkan gambaran tentang rupa kita sendiri.
Sejak masa itu, keupayaan untuk memerhati galaksi kita melalui berbilang panjang gelombang (iaitu gelombang radio, inframerah, x-ray, sinar gamma) dan bukan hanya spektrum yang boleh dilihat telah membantu kita mendapatkan gambaran yang lebih baik. Di samping itu, pembangunan teleskop angkasa - seperti Hubble , Spitzer, BIJAK , dan Kepler – telah memainkan peranan penting dalam membenarkan kami membuat pemerhatian yang tidak tertakluk kepada gangguan daripada atmosfera atau keadaan meteorologi kami.
Tetapi di sebalik usaha terbaik kami, kami masih terhad oleh gabungan perspektif, saiz dan halangan keterlihatan. Setakat ini, semua gambar yang menggambarkan galaksi kita adalah sama ada persembahan artis atau gambar galaksi lingkaran lain. Sehingga baru-baru ini dalam sejarah kita, amat sukar bagi saintis untuk mengukur rupa Bima Sakti, terutamanya kerana kita tertanam di dalamnya.
Untuk mendapatkan pandangan sebenar tentang Galaksi Bima Sakti, beberapa perkara perlu berlaku. Mula-mula, kita memerlukan kamera yang berfungsi di angkasa lepas yang mempunyai bidang pandangan yang luas (aka. Hubble, Spitzer, dll). Kemudian kita perlu menerbangkan kamera itu ke tempat yang kira-kira 100,000 tahun cahaya di atas Bima Sakti dan menghalakannya kembali ke Bumi. Dengan teknologi pendorong semasa kami, itu akan mengambil masa 2.2 bilion tahun untuk dicapai.
Bima Sakti dalam inframerah. Kredit imej: COBE
Nasib baik, seperti yang telah dinyatakan, ahli astronomi mempunyai beberapa panjang gelombang tambahan yang boleh mereka gunakan untuk melihat ke dalam galaksi, dan ini menjadikan lebih banyak galaksi kelihatan. Selain melihat lebih banyak bintang dan lebih banyak gugusan bintang, kami juga dapat melihat lebih banyak bahagian tengah Galaxy kami, yang termasuk lubang hitam yang amat besar yang telah berteori sebagai wujud di sana.
Untuk beberapa lama, ahli astronomi mempunyai nama untuk kawasan langit yang dikaburkan oleh Bima Sakti - ' Zon Mengelak “. Pada zaman ahli astronomi hanya boleh membuat pemerhatian visual, Zon Pengelakan mengambil kira-kira 20% daripada langit malam. Tetapi dengan memerhati dalam panjang gelombang lain, seperti inframerah, x-ray, sinar gamma, dan terutamanya gelombang radio, ahli astronomi boleh melihat semua kecuali kira-kira 10% daripada langit. Apa yang ada di sisi lain daripada 10% itu kebanyakannya adalah misteri.
Pendek kata, kemajuan sedang dibuat. Tetapi sehingga masa kami boleh menghantar kapal di luar Galaxy kami yang boleh mengambil gambar dan memancarkannya kembali kepada kami, semuanya dalam ruang hayat kami sendiri, kami akan bergantung pada apa yang boleh kami perhatikan dari dalam.
Kami mempunyai banyak artikel menarik tentang Bima Sakti di sini di Universe Today. Sebagai contoh, inilah Apakah Bima Sakti? Dan berikut adalah artikel tentang mengapa ia dipanggil Bima Sakti , bagaimana besar ia adalah, mengapa ia berputar , dan apa galaksi yang paling dekat dengannya .
Dan inilah 10 Fakta Tentang Bima Sakti . Dan pastikan anda menyemak bahagian Panduan untuk Angkasa kami di Bima Sakti .
Dan pastikan anda menyemak wawancara Universe Today dengan Dr Andrea Ghez , Profesor Astronomi di UCLA, bercakap tentang apa yang ada di tengah-tengah Galaxy kita.
Podcast (audio): Muat turun (Tempoh: 4:36 — 4.2MB)
Langgan: Apple Podcast | RSS
Podcast (video): Muat turun (Tempoh: 4:59 — 59.2MB)
Langgan: Apple Podcast | RSS