Lihat sumber Pembentukan dan evolusi galaksi

Studi tentang '''Pembentukan dan evolusi galaksi''' berkaitan dengan proses terbentuknya [[alam semesta]] [[heterogen]] dari awal yang [[homogen]], pembentukan galaksi pertama, cara galaksi berubah dari waktu ke waktu, dan proses yang menghasilkan berbagai struktur yang diamati di galaksi terdekat. Pembentukan galaksi dihipotesiskan terjadi dari teori pembentukan struktur, sebagai akibat dari [[fluktuasi kuantum]] skala kecil setelah [[Big Bang]]. Model paling sederhana yang secara umum sesuai dengan fenomena yang diamati adalah [[model Lambda-CDM]] — yaitu, pengelompokan dan penggabungan memungkinkan galaksi dengan mengakumulasi massa, menentukan bentuk dan strukturnya.

== Sifat Sifat galaksi yang umum diamati ==
Karena ketidakmampuan untuk melakukan eksperimen di luar angkasa, satu-satunya cara untuk "menguji" teori dan model evolusi galaksi adalah membandingkannya dengan observasi. Penjelasan bagaimana galaksi terbentuk dan berevolusi harus dapat memprediksi sifat dan jenis galaksi yang diamati.

[[Edwin Hubble]] menciptakan skema klasifikasi galaksi pertama yang dikenal sebagai [[diagram garpu tala Hubble]]. Ini membagi galaksi menjadi elips, spiral normal, spiral berjeruji (seperti Bima Sakti), dan tak beraturan. Jenis galaksi ini menunjukkan sifat berikut yang dapat dijelaskan oleh [[Evolusi|teori evolusi]] galaksi saat ini:

* Banyak sifat galaksi (termasuk diagram besaran-warna galaksI)  yang menunjukkan bahwa pada dasarnya terdapat dua jenis galaksi. Kelompok-kelompok ini terbagi menjadi galaksi pembentuk bintang biru yang lebih mirip jenis spiral, dan galaksi merah pembentuk bintang yang lebih mirip galaksi elips.
* [[Galaksi spiral]] cukup tipis, padat, dan berputar relatif cepat, sedangkan bintang di galaksi elips memiliki orbit yang berorientasi acak.
* Mayoritas galaksi raksasa mengandung [[lubang hitam supermasif]] di pusatnya, dengan massa mulai dari jutaan hingga miliaran kali massa Matahari. Massa lubang hitam terikat pada tonjolan galaksi induk atau massa sferoid.
* [[Galaksi metalik|Metalik]] memiliki korelasi positif dengan [[magnitudo]] absolut (luminositas) galaksi.

Ada kesalahpahaman umum bahwa Hubble salah percaya bahwa diagram garpu tala menggambarkan urutan evolusi galaksi, dari [[galaksi eliptis]] melalui [[Galaksi lentikular|lentikular]] hingga [[galaksi spiral]]. Ini bukan kasusnya; sebaliknya, diagram garpu tala menunjukkan evolusi dari yang sederhana ke kompleks tanpa konotasi temporal yang dimaksudkan.<ref>E. P. Hubble. [http://dx.doi.org/10.1086/143018 Extragalactic nebulae]. ''The Astrophysical Journal''. 1926-12. Vol. 64. hlm. 321. doi:10.1086/143018.</ref> Para astronom sekarang percaya bahwa galaksi cakram kemungkinan besar terbentuk lebih dulu, kemudian berevolusi menjadi [[Galaksi eliptis|galaksi elips]] melalui penggabungan galaksi.

Model saat ini juga memprediksi bahwa sebagian besar massa di galaksi terdiri dari [[materi gelap]], materi yang tidak dapat diamati secara langsung, dan mungkin tidak berinteraksi melalui cara apa pun kecuali [[gravitasi]]. Pengamatan ini muncul karena galaksi tidak mungkin terbentuk sebagaimana mestinya, atau berputar seperti yang terlihat, kecuali galaksi tersebut memiliki massa yang jauh lebih banyak daripada yang dapat diamati secara langsung.

== Pembentukan galaksi cakram ==
Tahap paling awal dalam evolusi galaksi adalah pembentukannya. Ketika galaksi terbentuk, ia memiliki bentuk cakram dan disebut [[galaksi spiral]] karena struktur "lengan" seperti spiral yang terletak pada cakramnya. Ada teori yang berbeda tentang bagaimana distribusi bintang seperti cakram ini berkembang dari awan materi: tetapi, saat ini, tidak ada yang tepat memprediksi hasil pengamatan.

=== Teori top-down ===
[[Olin Eggen]], [[Donald Lynden-Bell L]], dan [[Allan Sandage]]<ref>O. J. Eggen. [http://dx.doi.org/10.1086/147433 Evidence from the motions of old stars that the Galaxy collapsed]. ''The Astrophysical Journal''. 1962-11. Vol. 136. hlm. 748. doi:10.1086/147433.</ref> pada tahun 1962, mengajukan teori bahwa galaksi cakram terbentuk melalui runtuhnya [[Awan gas|awan gas besar]] secara monolitik. Distribusi materi di alam semesta awal berada dalam gumpalan yang sebagian besar terdiri dari [[materi gelap]]. Gumpalan ini berinteraksi secara gravitasi, menempatkan torsi pasang pada satu sama lain yang bertindak untuk memberi mereka [[momentum sudut]]. Sebagai materi baryonic mendingin, itu menghilangkan beberapa energi dan berkontraksi menuju pusat. Dengan kekekalan momentum sudut, materi di dekat pusat mempercepat rotasinya. Kemudian, seperti bola adonan pizza yang berputar, materi tersebut membentuk cakram yang rapat. Setelah piringan mendingin, gas tidak stabil secara gravitasi, sehingga tidak bisa tetap menjadi awan homogen tunggal. Ia pecah, dan awan gas yang lebih kecil ini membentuk bintang. Karena materi gelap tidak menghilang karena hanya berinteraksi secara gravitasi, ia tetap terdistribusi di luar cakram dalam apa yang dikenal sebagai [[lingkaran cahaya gelap]]. Pengamatan menunjukkan bahwa ada bintang yang terletak di luar cakram, yang tidak sesuai dengan model "adonan pizza". Ini pertama kali diusulkan oleh [[Leonard Searle]] dan [[Robert Zinn]]<ref>L. Searle. [http://dx.doi.org/10.1086/156499 Compositions of halo clusters and the formation of the galactic halo]. ''The Astrophysical Journal''. 1978-10. Vol. 225. hlm. 357. doi:10.1086/156499.</ref> bahwa galaksi terbentuk oleh penggabungan galaksi terdahulu yang lebih kecil. Dikenal sebagai skenario formasi top-down, teori ini cukup sederhana tetapi tidak lagi diterima secara luas.

=== Teori bottom-up ===
Teori yang lebih baru termasuk pengelompokan lingkaran cahaya materi gelap dalam proses bottom-up. Alih-alih awan gas besar runtuh untuk membentuk galaksi di mana gas pecah menjadi awan yang lebih kecil, diusulkan bahwa materi bermula dari gumpalan "lebih kecil" ini (massa pada urutan [[gugus bola]]), dan kemudian banyak dari gumpalan ini bergabung untuk membentuk galaksi, yang kemudian ditarik oleh gravitasi dan kemudian membentuk [[gugus galaksi]].<ref>S. D. M. White. [https://academic.oup.com/mnras/article-lookup/doi/10.1093/mnras/183.3.341 Core condensation in heavy halos: a two-stage theory for galaxy formation and clustering]. ''Monthly Notices of the Royal Astronomical Society''. 1978-07-01. Vol. 183 (3). hlm. 341–358. doi:10.1093/mnras/183.3.341.</ref> Hal ini masih menghasilkan distribusi materi baryonik seperti cakram dengan materi gelap membentuk [[halo]] untuk semua alasan yang sama seperti dalam [[teori top-down]]. Model yang menggunakan proses semacam ini memprediksi lebih banyak [[Galaksi katai|galaksi kerdil]] daripada galaksi besar, yang cocok dengan pengamatan.

Para astronom saat ini tidak tahu proses apa yang menghentikan kontraksi. Faktanya, teori pembentukan galaksi cakram tidak berhasil menghasilkan kecepatan rotasi dan ukuran galaksi cakram. Telah dikemukakan bahwa radiasi dari bintang-bintang terang yang baru terbentuk, atau dari inti galaksi yang aktif dapat memperlambat kontraksi piringan pembentuk. Ini juga telah menyarankan bahwa materi gelap halo dapat menarik galaksi, sehingga menghentikan piringan kontraksi.<ref>[http://dx.doi.org/10.1007/978-0-387-93855-4 Cosmic Collisions]. 2009. doi:10.1007/978-0-387-93855-4.</ref>

[[Model Lambda-CDM]] adalah model kosmologis yang menjelaskan pembentukan alam semesta setelah [[Big Bang]]. Ini adalah model yang relatif sederhana yang memprediksi banyak properti yang diamati di alam semesta, termasuk [[frekuensi]] relatif dari berbagai jenis galaksi; tetapi, ini meremehkan jumlah galaksi piringan tipis di alam semesta.<ref>Matthias Steinmetz. [http://dx.doi.org/10.1016/s1384-1076(02)00102-1 The hierarchical origin of galaxy morphologies]. ''New Astronomy''. 2002-06. Vol. 7 (4). hlm. 155–160. doi:10.1016/s1384-1076(02)00102-1.</ref> Alasannya adalah karena model formasi galaksi ini memprediksi banyak penggabungan. Jika galaksi cakram bergabung dengan galaksi lain dengan massa yang sebanding (setidaknya 15 persen dari massanya) penggabungan kemungkinan besar akan menghancurkan, atau setidaknya sangat mengganggu cakram, dan galaksi yang dihasilkan tidak diharapkan menjadi galaksi cakram. Meskipun hal ini tetap menjadi masalah yang belum terpecahkan bagi para astronom, tidak berarti bahwa model Lambda-CDM sepenuhnya salah, melainkan membutuhkan penyempurnaan lebih lanjut untuk secara akurat mereproduksi populasi galaksi di alam semesta.

== Penggabungan galaksi dan pembentukan galaksi eliptis ==
Galaksi elips (seperti [[IC 1101]]) adalah salah satu galaksi terbesar yang diketahui sejauh ini. Bintang mereka berada pada orbit yang secara acak diorientasikan di dalam galaksi (yaitu mereka tidak berputar seperti galaksi cakram). Ciri khas galaksi elips adalah bahwa kecepatan bintang tidak serta-merta berkontribusi pada pendataran galaksi, seperti [[galaksi spiral]].<ref>[https://www.worldcat.org/oclc/759858084 Hot interstellar matter in elliptical galaxies]. Springer Science+Business Media, LLC. 2012. ISBN 978-1-4614-0580-1.</ref> Galaksi elips memiliki [[lubang hitam supermasif]] pusat, dan massa lubang hitam ini berkorelasi dengan massa galaksi.

Galaksi elips memiliki dua tahapan utama evolusi. Yang pertama adalah karena lubang hitam supermasif yang tumbuh dengan bertambahnya gas pendingin. Tahap kedua ditandai dengan stabilnya lubang hitam dengan menekan pendinginan gas, sehingga meninggalkan galaksi elips dalam keadaan stabil.<ref>E. Churazov. [http://dx.doi.org/10.1111/j.1745-3933.2005.00093.x Supermassive black holes in elliptical galaxies: switching from very bright to very dim]. ''Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters''. 2005-10-01. Vol. 363 (1). hlm. L91–L95. doi:10.1111/j.1745-3933.2005.00093.x.</ref> Massa lubang hitam juga berkorelasi dengan sifat yang disebut sigma yang merupakan penyebaran kecepatan bintang dalam orbitnya. Hubungan ini, yang dikenal sebagai [[hubungan M-sigma]], ditemukan pada tahun 2000.<ref>Karl Gebhardt. [http://dx.doi.org/10.1086/312840 A Relationship between Nuclear Black Hole Mass and Galaxy Velocity Dispersion]. ''The Astrophysical Journal''. 2000-08-10. Vol. 539 (1). hlm. L13–L16. doi:10.1086/312840.</ref> Galaksi elips sebagian besar tidak memiliki cakram, meskipun beberapa tonjolan galaksi cakram menyerupai galaksi elips. Galaksi elips lebih mungkin ditemukan di daerah padat di alam semesta (seperti [[Gugus galaksi|kelompok galaksi]]).

Para astronom sekarang melihat galaksi elips sebagai salah satu sistem yang paling berkembang di alam semesta. Sudah diterima secara luas bahwa pendorong utama evolusi galaksi elips adalah penggabungan galaksi yang lebih kecil. Banyak galaksi di alam semesta yang terikat secara gravitasi ke galaksi lain, yang berarti bahwa mereka tidak akan pernah lepas dari tarikan [[timbal]] baliknya. Jika galaksi berukuran sama, galaksi yang dihasilkan akan tampak mirip dengan kedua pendahulunya,<ref>Joshua E. Barnes. [http://dx.doi.org/10.1038/338123a0 Evolution of compact groups and the formation of elliptical galaxies]. ''Nature''. 1989-03. Vol. 338 (6211). hlm. 123–126. doi:10.1038/338123a0.</ref> tetapi akan berbentuk elips. Ada banyak jenis penggabungan galaksi, yang tidak selalu menghasilkan galaksi elips, tetapi mengakibatkan perubahan struktural. Misalnya, peristiwa penggabungan kecil diperkirakan terjadi antara [[Bima Sakti]] dan Awan Magellan.

Penggabungan antara galaksi-galaksi besar seperti itu dianggap sebagai hal yang tidak biasa, dan interaksi gesekan gas antara kedua galaksi dapat menyebabkan [[gelombang kejut]] gravitasi, yang mampu membentuk bintang baru di galaksi elips baru.<ref>[http://dx.doi.org/10.1126/science.316.5833.1809c When Galaxies Collide]. ''Science''. 2007-06-07. Vol. 316 (5833). hlm. 1809c–1809c. doi:10.1126/science.316.5833.1809c.</ref> Dengan mengurutkan beberapa gambar dari tabrakan galaksi yang berbeda, seseorang dapat mengamati garis waktu dua galaksi spiral yang bergabung menjadi satu galaksi elips.<ref>[http://dx.doi.org/10.1887/0750306939/b837c24 The Wandering Astronomer]. IOP Publishing Ltd. ISBN 0-7503-0693-9.</ref>

Dalam [[Grup Lokal]], [[Bima Sakti]] dan [[Galaksi Andromeda]] terikat secara gravitasi, dan saat ini saling mendekati dengan kecepatan tinggi. Simulasi menunjukkan bahwa Bima Sakti dan Andromeda berada pada jalur tabrakan, dan diperkirakan akan bertabrakan dalam waktu kurang dari lima miliar tahun. Selama tabrakan ini, diharapkan Matahari dan bagian [[Tata Surya]] lainnya akan keluar dari jalurnya orbitnya saat ini di sekitar Bima Sakti. Sisa sisa tabrakan mungkin akan membentuk galaksi elips raksasa.<ref>Simon J. Mutch. [http://dx.doi.org/10.1088/0004-637x/736/2/84 THE MID-LIFE CRISIS OF THE MILKY WAY AND M31]. ''The Astrophysical Journal''. 2011-07-11. Vol. 736 (2). hlm. 84. doi:10.1088/0004-637x/736/2/84.</ref>

== Referensi ==
<references />

== Sumber dan atribusi ==

Konten artikel ini diadaptasi dari [https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pembentukan+dan+evolusi+galaksi&oldid=28482937 Wikipedia bahasa Indonesia], revisi 28482937 (2025-11-14T08:12:13Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Mohon gunakan konten ini secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.

<!-- WIKI_UNISSULA_PRESENTATION_V4 -->