In cosmology, the study of galaxy formation and evolution is concerned with the processes that formed a heterogeneous universe from a homogeneous beginning, the formation of the first galaxies, the way galaxies change over time, and the processes that have generated the variety of structures observed in nearby galaxies.
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.
Galaxy formation is hypothesized to occur from structure formation theories, as a result of tiny quantum fluctuations in the aftermath of the Big Bang.
Pembentukan galaksi dihipotesiskan terjadi dari teori pembentukan struktur, sebagai akibat dari fluktuasi kuantum skala kecil setelah Big Bang.
The simplest model in general agreement with observed phenomena is the Lambda-CDM model—that is, clustering and merging allows galaxies to accumulate mass, determining both their shape and structure.
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.
Because of the inability to conduct experiments in outer space, the only way to “test” theories and models of galaxy evolution is to compare them with observations.
Karena ketidakmampuan untuk melakukan eksperimen di luar angkasa, satu-satunya cara untuk "menguji" teori dan model evolusi galaksi adalah membandingkannya dengan observasi.
Explanations for how galaxies formed and evolved must be able to predict the observed properties and types of galaxies.
Penjelasan bagaimana galaksi terbentuk dan berevolusi harus dapat memprediksi sifat dan jenis galaksi yang diamati.
Edwin Hubble created an early galaxy classification scheme, now known as the Hubble tuning-fork diagram.
Edwin Hubble menciptakan skema klasifikasi galaksi pertama yang dikenal sebagai diagram garpu tala Hubble.
It partitioned galaxies into ellipticals, normal spirals, barred spirals (such as the Milky Way), and irregulars.
Ini membagi galaksi menjadi elips, spiral normal, spiral berjeruji (seperti Bima Sakti), dan tak beraturan.
These galaxy types exhibit the following properties which can be explained by current galaxy evolution theories:
Jenis galaksi ini menunjukkan sifat berikut yang dapat dijelaskan oleh teori evolusi galaksi saat ini: Banyak sifat galaksi (termasuk diagram besaran-warna galaksI)
These groups divide into blue star-forming galaxies that are more like spiral types, and red non-star forming galaxies that are more like elliptical galaxies.
Kelompok-kelompok ini terbagi menjadi galaksi pembentuk bintang biru yang lebih mirip jenis spiral, dan galaksi merah pembentuk bintang yang lebih mirip galaksi elips.
Spiral galaxies are quite thin, dense, and rotate relatively fast, while the stars in elliptical galaxies have randomly oriented orbits.
Galaksi spiral cukup tipis, padat, dan berputar relatif cepat, sedangkan bintang di galaksi elips memiliki orbit yang berorientasi acak.
The majority of giant galaxies contain a supermassive black hole in their centers, ranging in mass from millions to billions of times the mass of the Sun.
Mayoritas galaksi raksasa mengandung lubang hitam supermasif di pusatnya, dengan massa mulai dari jutaan hingga miliaran kali massa Matahari.
The black hole mass is tied to the host galaxy bulge or spheroid mass.
Massa lubang hitam terikat pada tonjolan galaksi induk atau massa sferoid.
Astronomers now believe that disk galaxies likely formed first, then evolved into elliptical galaxies through galaxy mergers.
Para astronom sekarang percaya bahwa galaksi cakram kemungkinan besar terbentuk lebih dulu, kemudian berevolusi menjadi galaksi elips melalui penggabungan galaksi.
Current models also predict that the majority of mass in galaxies is made up of dark matter, a substance which is not directly observable, and might not interact through any means except gravity.
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.
This observation arises because galaxies could not have formed as they have, or rotate as they are seen to, unless they contain far more mass than can be directly observed.
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.
The earliest stage in the evolution of galaxies is their formation.
Tahap paling awal dalam evolusi galaksi adalah pembentukannya.
When a galaxy forms, it has a disk shape and is called a spiral galaxy due to spiral-like "arm" structures located on the disk.
Ketika galaksi terbentuk, ia memiliki bentuk cakram dan disebut galaksi spiral karena struktur "lengan" seperti spiral yang terletak pada cakramnya.
There are different theories on how these disk-like distributions of stars develop from a cloud of matter: however, at present, none of them exactly predicts the results of observation.
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.
Olin J. Eggen, Donald Lynden-Bell, and Allan Sandage in 1962, proposed a theory that disk galaxies form through a monolithic collapse of a large gas cloud.
Olin Eggen, Donald Lynden-Bell L, dan Allan Sandage pada tahun 1962, mengajukan teori bahwa galaksi cakram terbentuk melalui runtuhnya awan gas besar secara monolitik.
The distribution of matter in the early universe was in clumps that consisted mostly of dark matter.
Distribusi materi di alam semesta awal berada dalam gumpalan yang sebagian besar terdiri dari materi gelap.
As the baryonic matter cooled, it dissipated some energy and contracted toward the center.
Sebagai materi baryonic mendingin, itu menghilangkan beberapa energi dan berkontraksi menuju pusat.
With angular momentum conserved, the matter near the center speeds up its rotation.
Dengan kekekalan momentum sudut, materi di dekat pusat mempercepat rotasinya.
Then, like a spinning ball of pizza dough, the matter forms into a tight disk.
Kemudian, seperti bola adonan pizza yang berputar, materi tersebut membentuk cakram yang rapat.
Once the disk cools, the gas is not gravitationally stable, so it cannot remain a singular homogeneous cloud.
Setelah piringan mendingin, gas tidak stabil secara gravitasi, sehingga tidak bisa tetap menjadi awan homogen tunggal.
It breaks, and these smaller clouds of gas form stars.
Ia pecah, dan awan gas yang lebih kecil ini membentuk bintang.
Since the dark matter does not dissipate as it only interacts gravitationally, it remains distributed outside the disk in what is known as the dark halo.
Karena materi gelap tidak menghilang karena hanya berinteraksi secara gravitasi, ia tetap terdistribusi di luar cakram dalam apa yang dikenal sebagai lingkaran cahaya gelap.
Observations show that there are stars located outside the disk, which does not quite fit the "pizza dough" model.
Pengamatan menunjukkan bahwa ada bintang yang terletak di luar cakram, yang tidak sesuai dengan model "adonan pizza".
Known as a top-down formation scenario, this theory is quite simple yet no longer widely accepted.
Dikenal sebagai skenario formasi top-down, teori ini cukup sederhana tetapi tidak lagi diterima secara luas.
More recent theories include the clustering of dark matter halos in the bottom-up process.
Teori yang lebih baru termasuk pengelompokan lingkaran cahaya materi gelap dalam proses bottom-up.
Instead of large gas clouds collapsing to form a galaxy in which the gas breaks up into smaller clouds, it is proposed that matter started out in these “smaller” clumps (mass on the order of globular clusters), and then many of these clumps merged to form galaxies, which then were drawn by gravitation to form galaxy clusters.
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.
This still results in disk-like distributions of baryonic matter with dark matter forming the halo for all the same reasons as in the top-down theory.
Hal ini masih menghasilkan distribusi materi baryonik seperti cakram dengan materi gelap membentuk halo untuk semua alasan yang sama seperti dalam teori top-down.
Models using this sort of process predict more small galaxies than large ones, which matches observations.
Model yang menggunakan proses semacam ini memprediksi lebih banyak galaksi kerdil daripada galaksi besar, yang cocok dengan pengamatan.
Astronomers do not currently know what process stops the contraction.
Para astronom saat ini tidak tahu proses apa yang menghentikan kontraksi.
In fact, theories of disk galaxy formation are not successful at producing the rotation speed and size of disk galaxies.
Faktanya, teori pembentukan galaksi cakram tidak berhasil menghasilkan kecepatan rotasi dan ukuran galaksi cakram.
It has been suggested that the radiation from bright newly formed stars, or from an active galactic nucleus can slow the contraction of a forming disk.
Telah dikemukakan bahwa radiasi dari bintang-bintang terang yang baru terbentuk, atau dari inti galaksi yang aktif dapat memperlambat kontraksi piringan pembentuk.
It has also been suggested that the dark matter halo can pull the galaxy, thus stopping disk contraction.
Ini juga telah menyarankan bahwa materi gelap halo dapat menarik galaksi, sehingga menghentikan piringan kontraksi.
The Lambda-CDM model is a cosmological model that explains the formation of the universe after the Big Bang.
Model Lambda-CDM adalah model kosmologis yang menjelaskan pembentukan alam semesta setelah Big Bang.
It is a relatively simple model that predicts many properties observed in the universe, including the relative frequency of different galaxy types; however, it underestimates the number of thin disk galaxies in the universe.
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.
The reason is that these galaxy formation models predict a large number of mergers.
Alasannya adalah karena model formasi galaksi ini memprediksi banyak penggabungan.
If disk galaxies merge with another galaxy of comparable mass (at least 15 percent of its mass) the merger will likely destroy, or at a minimum greatly disrupt the disk, and the resulting galaxy is not expected to be a disk galaxy (see next section).
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.
While this remains an unsolved problem for astronomers, it does not necessarily mean that the Lambda-CDM model is completely wrong, but rather that it requires further refinement to accurately reproduce the population of galaxies in the universe.
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.
Their stars are on orbits that are randomly oriented within the galaxy (i.e. they are not rotating like disk galaxies).
Bintang mereka berada pada orbit yang secara acak diorientasikan di dalam galaksi (yaitu mereka tidak berputar seperti galaksi cakram).
Elliptical galaxies have central supermassive black holes, and the masses of these black holes correlate with the galaxy's mass.
Galaksi elips memiliki lubang hitam supermasif pusat, dan massa lubang hitam ini berkorelasi dengan massa galaksi.
Elliptical galaxies have two main stages of evolution.
Galaksi elips memiliki dua tahapan utama evolusi.
The first is due to the supermassive black hole growing by accreting cooling gas.
Yang pertama adalah karena lubang hitam supermasif yang tumbuh dengan bertambahnya gas pendingin.
The second stage is marked by the black hole stabilizing by suppressing gas cooling, thus leaving the elliptical galaxy in a stable state.
Tahap kedua ditandai dengan stabilnya lubang hitam dengan menekan pendinginan gas, sehingga meninggalkan galaksi elips dalam keadaan stabil.
The mass of the black hole is also correlated to a property called sigma which is the dispersion of the velocities of stars in their orbits.
Massa lubang hitam juga berkorelasi dengan sifat yang disebut sigma yang merupakan penyebaran kecepatan bintang dalam orbitnya.
This relationship, known as the M-sigma relation, was discovered in 2000.
Hubungan ini, yang dikenal sebagai hubungan M-sigma, ditemukan pada tahun 2000.
Elliptical galaxies are more likely found in crowded regions of the universe (such as galaxy clusters).
Galaksi elips lebih mungkin ditemukan di daerah padat di alam semesta (seperti kelompok galaksi).
Astronomers now see elliptical galaxies as some of the most evolved systems in the universe.
Para astronom sekarang melihat galaksi elips sebagai salah satu sistem yang paling berkembang di alam semesta.
Many galaxies in the universe are gravitationally bound to other galaxies, which means that they will never escape their mutual pull.
Banyak galaksi di alam semesta yang terikat secara gravitasi ke galaksi lain, yang berarti bahwa mereka tidak akan pernah lepas dari tarikan timbal baliknya.
There are many types of galaxy mergers, which do not necessarily result in elliptical galaxies, but result in a structural change.
Ada banyak jenis penggabungan galaksi, yang tidak selalu menghasilkan galaksi elips, tetapi mengakibatkan perubahan struktural.
For example, a minor merger event is thought to be occurring between the Milky Way and the Magellanic Clouds.
Misalnya, peristiwa penggabungan kecil diperkirakan terjadi antara Bima Sakti dan Awan Magellan.
Mergers between such large galaxies are regarded as violent, and the frictional interaction of the gas between the two galaxies can cause gravitational shock waves, which are capable of forming new stars in the new elliptical galaxy.
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.
By sequencing several images of different galactic collisions, one can observe the timeline of two spiral galaxies merging into a single elliptical galaxy.
Dengan mengurutkan beberapa gambar dari tabrakan galaksi yang berbeda, seseorang dapat mengamati garis waktu dua galaksi spiral yang bergabung menjadi satu galaksi elips.
In the Local Group, the Milky Way and the Andromeda Galaxy are gravitationally bound, and currently approaching each other at high speed.
Dalam Grup Lokal, Bima Sakti dan Galaksi Andromeda terikat secara gravitasi, dan saat ini saling mendekati dengan kecepatan tinggi.
During this collision, it is expected that the Sun and the rest of the Solar System will be ejected from its current path around the Milky Way.
Selama tabrakan ini, diharapkan Matahari dan bagian Tata Surya lainnya akan keluar dari jalurnya orbitnya saat ini di sekitar Bima Sakti.