Bima Sakti

Pandangan dari Bumi

Galaksi Bima Sakti, sebagaimana pandangannya dari Bumi yang berada pada salah satu lengan galaksi pilin (lihat kedudukan Matahari), kelihatan sebagai jalur berkabut daripada cahaya putih dalam langit malam melengkung melintasi seluruh sfera cakerawala yang bermula dari bintang-bintang dan bahan lain yang terletak dalam satah galaksi. Kecondongan satah Bima Sakti adalah kira-kira 60° pada ekliptik (satah orbit bumi) dengan Kutub Galaksi Utara yang berada jarak hamal 12j 49m, kecuraman +27.4° (B1950) berhampiran beta Comae Berenices. Kutub Galaksi Selatan adalah berhampiran alpha Sculptoris.
Pusat galaksi terletak dalam arah Sagittarius dan kemudiannya, Bima Sakti "bergerak" (ke arah barat) melalui Scorpius, Ara, Norma, Triangulum Australe, Circinus, Centaurus, Musca, Crux, Carina, Vela, Puppis, Canis Major, Monoceros, Orion & Gemini, Taurus, Auriga, Perseus, Andromeda, Cassiopeia, Cepheus & Lacerta, Cygnus, Vulpecula, Sagitta, Aquila, Ophiuchus, Scutum dan balik kepada Sagittarius.
Bima Sakti tampak paling terang dalam arah buruj Sagittarius, ke arah pusat galaksi. Jika dibandingkan dengan khatulistiwa cakerawala, ia bergerak sejauh buruj Cassiopeia di utara dan buruj Crux di selatan, menunjukkan kecondongan satah khatulistiwa Bumi dan satah ekliptik yang tinggi dibandingkan dengan satah galaksi. Fakta bahawa Bima Sakti membahagikan langit malam kepada lebih kurang dua hemisfera yang sama menunjukkan bahawa Sistem Suria berada dekat dengan satah galaksi. Bima Sakti mempunyai permukaan kecerahan yang agak rendah menyebabkan ia sukar dilihat dari kedudukan bandar mahupun subbandar manapun yang dijejaskan oleh pencemaran cahaya.

Saiz

Cakera najam galaksi Bima Sakti mempunyai garis pusat lebih kurang 100,000 tahun cahaya dan purata ketebalannya dipercayai kira-kira 1,000 tahun cahaya. Bima Sakti juga dipercayai mempunyai kira-kira 200 bilion bintang dan mungkin lebih 400 bilion bintang, angka sebenar bergantung kepada bilangan bintang yang mempunyai jisim yang sangat rendah di mana belum pasti sepenuhnya. Jauh di luar cakera najam mengandungi gas yang lebih tebal. Pemerhatian baru-baru ini menunjukkan bahawa cakera bergas Bima Sakti mempunyai ketebalan sekitar 12,000 tahun cahaya - 2 kali ganda nilai yang diterima sebelum ini. Sebagai panduan kepada skala fizikal relatif Bima Sakti, jika telah dikurangkan kepada 130 km (80 batu) diameter, Sistem Suria pasti cuma 2 mm (0.08 inci) lebar.
Halo Galaksi menjangkau luar tetapi terhad dalam saiz oleh orbit dua satelit Bima Sakti, Awan Magellan Besar dan Kecil di perigalaktikon pada ~180,000 tahun cahaya.

Umur

Amatlah sukar bagi menentukan umur di mana Bima Sakti telah dibentuk, namun umur bintang tertua di Bima Sakti yang dijumpai setakat ini berusia lebih kurang 13.3 bilion tahun, hampir setua dengan alam semesta itu sendiri.
Anggaran tersebut berdasarkan pada kajian yang dilakukan oleh sepasukan ahli astronomi pada tahun 2004 menggunakan Spektrograf Echelle Penglihatan-UV dari teleskop yang amat besar bagi mengukur untuk pertama kalinya, kandungan berilium pada dua bintang dalam kelompok globul NGC 6397. Dari penyelidikan tersebut, masa berlalu antara penaikan generasi pertama bintang dalam seluruh galaksi dan genersi pertama bintang dalam kelompok telah disimpulkan kepada 200 bilion hingga 300 bilion tahun. Dengan memsukkan umur anggaran bintang dalam kelompok globul (13.4 ± 0.8 bilion tahun), mereka menganggar umur bintang tertua dalam Bima Sakti iaitu 13.6 ± 0.8 bilion tahun.
Berdasarkan penerangan di atas, cakera galaksi yang nipis dianggarkan telah dibentuk antara 6.5 dan 10.1 bilion tahun dahulu.

Komposisi dan struktur

Bima Sakti terdiri daripada bahagaian teras berbentuk palang yang dikelilingi cakera gas, debu dan bintang yang membentuk empat struktur lengan yang jelas yang berlingkar-lingkar keluar dalam corak pilin logaritma (lihat Lengan pilin). Taburan jisim dalam Bima Sakti hampir serupa pengelasan Hubble Sbc, di mana galaksi pilin yang mempunyai lengan belitan agak longgar. Ahli astronomi pada tahun 1980-an pada mulanya mengesyaki bahawa Bima Sakti merupakan galaksi pilin berpalang lebih daripada galaksi pilin biasa dan rasa sangsi mereka telah disahkan oleh pencerapan Teleskop Angkasa Lepas Spitzer pada tahun 2005 di mana menunjukkan palang pusat galaksi terbabit menjadi lebih besar daripada yang disangka sebelum ini. Pada tahun 2006, jisim Bima Sakti dikatakan lebih kurang 5.8×10¹¹ jisim suria (M☉) yang mengandungi 200 hingga 400 bilion bintang. Magnitud penglihatan terkamir mutlak telah dianggarkan menjadi -20.9. Kebanyakan jisim Bima Sakti dipertimbang menjadi jirim hitam, membentuk halo jirim hitam dengan anggaran 600-3,000 bilion M☉ yang mungkin tersebar sama rata.

Pusat galaksi

Cakera galaksi, yang membonjol keluar dari pusat galaksi, mempunyai garis pusat antara 70,000 dan 100,000 tahun cahaya. Jarak dari Matahari dengan pusat galaksi kini dianggarkan 26,000 ± 1400 tahun cahaya sementara anggaran lebih lama mungkin sejauh 35,000 tahun cahaya.
Pusat galaksi melindungi objek padat yang mempunyai jisim yang sangat besar (bernama Sagittarius A*), disyaki menjadi lohong hitam supermasif. Kebanyakan galaksi telah dipercayai mempunyai lohong hitam supermasif di bahagian pusatnya.
Palang galaksi ini dikatakan 27,000 tahun cahaya panjang, tersebar ke pusatnya pada sudut 44 ± 10 darjah pada garisan antara Matahari dan pusat Bima Sakti. Ia membentuk terutamanya bintang merah, dipercayai menjadi kuno (lihat kerdil merah, raksasa merah). Palang diselubungi oleh gegelang dipanggil "gelang 5-kpk" yang mengandungi pecahan besar molekul hidrogen yang wujud di galaksi tersebut, di samping kebanyakan aktiviti pembentukan bintang Bima Sakti.

Halo

Cakera galaksi dikelilingi oleh halo sferoid dari bintang tua dan kelompok globul di mana 90% terletak dalam 100,000 tahun cahaya, menyarankan halo sferoid bergaris pusat 200,000 tahun cahaya. Namun, beberapa kelompok globul telah dijumpai lebih jauh seperti PAL 4 dan AM1 lebih 200,000 tahun cahaya dari pusat galaksi. Sementara cakera yang mengandungi gas dan debu di mana menutup pandangan sesetengah panjang gelombang dan tiada komponen sferoid. Pembentukan bintang yang aktif berlaku dalam cakera (khususnya dalam lengan pilin yang merupakan kawan berketumpatan tinggi) tetapi bukannya dalam halo. Kelompok terbuka juga terjadi terutamanya dalam cakera.
Penemuan akhir-akhir ini menyatakan bahawa cakera Galaksi Andromeda memanjang lebih jauh daripada yang ditafsirkan sebelumnya, kebarangkalian cakera Bima Sakti memanjang lebih jauh adalah jelas dan ini menyokong bukti penemuan baharu pemanjangan Lengan Luaran pada Lengan Cygnus. Dengan penemuan Galaksi Elips Kerdil Sagittarius menyusuli penemuan puing reben galaksi sebagaimana orbit kutub Sagittarius dan interaksinya dengan Bima Sakti yang mengoyakkannya berjauhan antara satu sama lain. Begitu juga dengan penemuan Galaksi Kerdil Canis Major, didapati bahawa gegelang puing galaksi dari interaksinya dengan Bima Sakti yang mengelilingi cakera galaksi.
Pada 9 Januari 2006, Mario Jurić dan rakannya dari Universiti Princeton telah mengumumkan bahawa Pencerap Langit Digital Sloan telah menjumpai struktur yang amat besar dan berbaur di langit selatan (tersebar melintasi keluasan sekitar 5,000 kali ganda saiz bulan penuh) dalam Bima Sakti yang tidak sesuai dengan model semasa. Himpunan bintang bermula hampir berserenjang dengan satah lengan pilin Bima Sakti. Tafsiran mencadangkan bahawa galaksi kerdil bergabung dengan Bima Sakti. Galaksi berkenaan dinamai Alur Najam Virgo buat sementara waktu dan ditemui dalam arah Virgo kira-kira 30,000 tahun cahaya jauhnya.

Kedudukan Matahari

Matahari (begitu juga Bumi dan Sistem Suria) mungkin terletak dekat sembir dalam Lengan Orion milik galaksi ini, dalam Sasul Tempatan atau Jalur Gould, berada pada jarak 7.62±0.32 kpk dari pusat galaksi. Jarak antara lengan tempatan dan lengan berikutnya, Lengan Perseus adalah lebih kurang 6,500 tahun cahaya. Matahari, begitu juga Sistem Suria ditemui di zon galaksi boleh didiami.
Apeks haluan Matahri atau puncak suria merupakan arah perjalanan Matahari melalui angkasa lepas dalam Bima Sakti. Arah am pergerakan galaksi Matahari adalah ke arah bintang Vega berhampiran buruj Hercules, secara kasarnya bersudut 60° langit ke arah pusat galaksi. Orbit Matahari di sekeliling Bima Sakti dijangka secara kasarnya elips dengan tambahan pengusikan disebabkan oleh taburan jisim tidak seragam dan lengan pilin galaksi. Tambahan pula, Matahari berayun ke atas dan ke bawah berbanding dengan satah galaksi kira-kira 2.7 kali ganda per orbit. Ini sangat serupa dengan bagaimana pengayun harmonik ringkas berfungsi tanpa daya seret. Oleh sebab ketumpatan bintang yang lebih tinggi hampir kepada satah galaksi, ayunan terbabit kerapkali sama dengan jisim peristiwa pemupusan Bumi, mungkin disebabkan oleh peningkatan peristiwa hentaman.
Sistem Suria memerlukan lebih kurang 225-250 juta tahun bagi melengkapkan satu orbit galaksi (tahun galaksi), jadi ia mesti melengkapkan 20-25 orbit semasa masa hayat Matahari dan ke-1/1250 putaran sejak evolusi manusia. Kelajuan orbit Sistem Suria di sekeliling pusat Bima Sakti adalah lebih kurang 220 km/s. Dengan kelajuan ini, ia memerlukan 1,400 tahun bagi Sistem Suria bergerak pada jarak 1 tahun cahaya, atau 8 hari untuk bergerak 1 AU.

Persekitaran

Bima Sakti dan Galaksi Andromeda merupakan sistem perduaan galaksi pilin gergasi yang tergolong dalam kumpulan 50 galaksi terikat tertutup yang disebut sebagai Kumpulan Tempatan, sebahagian daripada Supergugus Virgo.
Dua galaksi yang lebih kecil dan sebuah galaksi kerdil dalam Kumpulan Tempatan mengelilingi Bima Sakti. Galaksi yang terbesar pula ialah Awan Magellan Besar dengan garis pusat 20,000 tahun cahaya. Teman terdekatnya ialah Awan Magellan Kecil. Aliran Magellan adalah panahan ganjil gas hidrogen neutral yang bersambung dengan dua galaksi kecil berkenaan. Aliran ini dikatakan telah diheret dari Awan Magellan dalam interaksi pasang surut dengan Bima Sakti. Sesetengah galaksi kerdil yang mengelilingi Bima Sakti ialah Galaksi Kerdil Major Canis (yang terdekat), Galaksi Elips Kerdil Sagittarius, Galaksi Kerdil Ursa Minor, Galaksi Kerdil Sculptor, Galaksi Sferoid Kerdil Sextans, Galaksi Sferoid Kerdil Fornax, and Galaksi Sferoid Kerdil Leo I. Galaksi kerdil Bima Sakti terkecil hanya 500 tahun cahaya diameter. Ini termsuklah Galaksi Sferoid Kerdil Carina, Galaksi Sferoid Kerdil Draco dan Galaksi Sferoid Kerdil Leo II, mungkin terdapat galaksi kerdil yang tidak dikesan yang terikat secara dinamik kepada Bima Sakti. Pemerhatian menerusi zon elakan sering kali menjumpai galaksi berhampiran dan jauh yang baharu. Sesetengah galaksi mengandungi banyak gas dan debu yang menghalang pengesanan setakat ini.
Pada Januari 2006, penyelidik telah melaporkan berlakunya herotan cakera Bima Sakti yang berpunca oleh riak atau getaran yang dihasilkan oleh Awan Magellan Besar dan Kecil semasa mereka mengelilingi Bima Sakti, menyebabkan getaran pada frekuensi tertentu apabila mereka melalui tepi Bima Sakti. Sebelum ini, kedua-dua galaksi berkenaan, sekitar 2% jisim Bima Sakti dianggap terlalu kecil untuk mempengaruhi Bima Sakti. Bagaimanapun, dengan mengubah jirim hitam kepada kira-kira (Penukaran ini menghasilkan lebih kurang 20 kali ganda jirim Bima Sakti), pergerakan kedua-dua galaksi ini mewujudkan olak buri yang mempengaruhi Bima Sakti. Pengiraan ini adalah berdasarkan model komputer oleh Martin Weinberg dari Universiti Massachusetts Amherst. Dalam model tersebut, jirim hitam tersebar keluar dari cakera galaksi dengan lapisan gas yang dikenali. Akibatnya kesan graviti Awan Magellan telah meningkat apabila melalui Bima Sakti.
Ukuran semasa mencadangkan Galaksi Andromeda merapati Bima Sakti selaju 100 hingga 140 km/s dan mungkin berlanggar antara 3 hingga 4 bilion tahun lagi, bergantung pada kepentingan komponen sisi tidak dikenali kepada pergerakan nisbi galaksi. Andai kata perlanggaran ini terjadi, Matahari dan bintang yang lain dalam Bima Sakti barangkali tidak berlanggar dengan bintang dalam Galaksi Andromeda, namun kedua-dua galaksi berkenaan bercantum menjadi galaksi elips tunggal yang mengambil masa kira-kira 1 bilion tahun.

Halaju

Secara umumnya, halaju mutlak sesuatu objek menerusi angkasa lepas bukanlah persoalan yang bermakna berdasarkan teori kerelatifan khas Einstein yang menegaskan bahawa tiada rangka rujukan inersia yang "lebih baik" di angkasa lepas di mana untuk dibandingkan dengan gerakan Bima Sakti. (Gerakan mesti menetapkan berkenaan dengan objek lain.)
Ahli astronomi percaya Bima Sakti bergerak selaju 600 km/s berbanding dengan galaksi berdekatan lain. Kebanyakan kajian baru-baru ini menganggarkan julat dari 130 km/s hingga 1,000 km/s. Jika Bima Sakti bergerak pada 600 km/s, Bumi bergerak sejauh 51.84 juta km setiap hari atau lebih 18.9 bilion km setiap tahun, lebih kurang 4.5 kali ganda jarak terdekat dari Pluto. Bima Sakti dikatakan bergerak ke arah buruj Hydra dan mungkin satu hari nanti menjadi ahli rapat Gugusan Virgo.
Pemerhatian yang berasingan yang disediakan sinaran latar mikrogelombang kosmos (CMB) mengesahkan Bima Sakti bergerak sekitar 552 km/s berkenaan dengan foton CMB. Gerakan ini diperhati oleh satelit seperti COBE dan WMAP sebagai penyebaran dwikutub kepada CMB, sebagaimana foton dalam keseimbangan di dalam bingkai CMB mendapat anjakan biru dalam arah gerakan dan anjakan merah dalam arah bertentangan.