Estimasi Jumlah Bintang di Galaksi Bima Sakti

Menghitung bintang di langit adalah sesuatu yang kita lakukan saat masa kecil. Ada ribuan bintang yang dapat kita lihat hanya dengan mata telanjang, namun, jumlahnya meningkat ke angka jutaan jika kita menggunakan teleskop. Jadi, berapa jumlah bintang yang menyusun galaksi Bima Sakti kita?

Untuk menemukan jawabannya, kita dapat melakukan pencarian di Google, tetapi hasil pencarian akan mengarahkan kita ke angka 100 miliar hingga 1 triliun bintang. Lantas, mengapa para astronom belum bisa menyepakati berapa jumlah bintang di galaksi Bima Sakti? 

(Kredit: NASA)

Sebenarnya para astronom tidak menghitung jumlah bintang di sebuah galaksi secara langsung. Mereka biasanya menggunakan satu dari tiga metode berikut untuk memperoleh estimsi terbaik.

1) Mengukur total cahaya dari sebuah galaksi dalam satuan watt, kemudian membaginya dengan rata-rata kecerahan setiap bintang dalam satuan watt.

2) Menghitung jumlah total bintang di suatu area kecil galaksi untuk memperoleh jumlah bintang per satu tahun cahaya kubik, kemudian mengalikannya dengan total volume galaksi.

3) Menimbang bobot galaksi untuk menentukan total massa, lalu membaginya dengan massa rata-rata satu bintang.

Setiap metode memiliki kelemahan. Pada metode pertama, cahaya dapat terhalang oleh debu galaksi dan skala kecerahan setiap bintang tidak sama persis. Untuk metode kedua, kepadatan populasi bintang berubah dari batas terjauh cakram galaksi ke wilayah pusat yang terang. Ditambah perubahan dramatis cahaya bintang yang berada di lengan spiral galaksi (bintang muda terang) ke inti galaksi (bintang tua redup).

Metode ketiga lebih disukai oleh sebagian besar astronom, karena itu mari kita lihat berapa jumlah bintang berdasarkan metode ini!

Perkiraan Total Massa Galaksi

Berkat Hukum Ketiga Kepler dan Hukum Gravitasi Newton, massa total sebuah planet dapat diketahui dengan mudah apabila periode orbit dan jarak salah satu bulannya telah diketahui terlebih dahulu.

Perhitungan ini juga dapat diterapkan ke Matahari setelah kita mengetahui periode orbit dan jarak kedelapan planet tata surya. Untuk galaksi Bima Sakti, massanya dapat dihitung menggunakan pergerakan orbit Matahari yang mengitari wilayah pusat galaksi, dengan mengikuti pergerakan awan gas dan bintang yang jaraknya lebih jauh daripada jarak Matahari ke pusat galaksi, atau dengan menggunakan pergerakan galaksi-galaksi terdekat.

Metode ‘gravitasi’ ini menimbang seluruh massa di dalam lintasan orbit objek yang mengorbit pusat galaksi, termasuk massa objek non bintang, seperti awan gas, lubang hitam dan materi gelap!

Pada tahun 2009, para astronom mempelajari pergerakan bintang di tepi terluar Bima Sakti sekitar 160.000 tahun cahaya dari pusat galaksi. Mereka menghitung pergerakan bintang yang melaju sangat cepat dan memperoleh estimasi massa Bima Sakti sekitar 700 miliar Matahari.

Kemudian, pada tahun 2012 para astronom dari Space Telescope Science Institute membuat simulasi pergerakan galaksi satelit Leo I yang terletak 850.000 tahun cahaya dari pusat Bima Sakti. Mereka menghitung massa di dalam lintasan orbit Leo I untuk memperkirakan massa Bima Sakti dan mendapatkan angka 1,6 triliun Matahari. Perkiraan lain menggunakan selusin galaksi terdekat menghasilkan angka 2,5 triliun massa Matahari!

Massa Bintang dan Non Bintang

Penyusun galaksi bukan hanya bintang. Karena galaksi juga mengandung gas antarbintang, awan gas, lubang hitam, katai putih, dan planet. Semua objek non bintang berkontribusi terhadap massa Bima Sakti. Untuk memperolah estimasi jumlah bintang, massa bintang harus dikurangi dengan massa non-bintang.

Komposisi terbesar massa Bima Sakti justru elemen misterius tak kasat mata yang keberadaannya hanya diketahui dari interaksi gaya gravitasinya. Para astronom menyebutnya sebagai materi gelap, yang menyusun sekitar 23% komposisi kosmos. Studi terperinci juga mengungkap lingkaran halo materi gelap dengan diameter mencapai lebih dari 400 ribu tahun cahaya dari pusat galaksi. Sekitar 90% massa Bima Sakti berada di dalam lingkaran halo materi gelap ini.

Setelah total massa bintang di Bima Sakti diketahui, langkah terakhir adalah membaginya dengan rata-rata massa bintang. Ada 53 bintang dalam radius 16 tahun cahaya dari tata surya. Hanya 11 di antaranya yang massanya setara dengan Matahari, sedangkan 42 sisanya adalah bintang katai merah dengan massa sekitar 10% Matahari. Berarti untuk setiap 15 bintang dengan massa setara Matahari, terdapat 53 bintang yang didominasi oleh bintang katai merah redup.

Kesimpulan

Jika total massa Bima Sakti adalah 2,5 triliun massa Matahari dan 10% dari total massa ini adalah bintang, maka jumlah bintang di galaksi Bima Sakti sekitar 1 triliun.

Banyak situs di internet yang mempermudah perhitungan jumlah bintang dari total masa galaksi Bima Sakti dengan asumsi massa semua bintang setara dengan Matahari, dan mendapatkan perkiraan mendekati 200 miliar. Jadi, kadang-kadang pertanyaan yang terdengar sederhana ini dapat memiliki banyak jawaban tergantung pada asumsi perhitungan.

Sebagai seorang astronom, saya biasanya menggunakan angka bulat seperti “satu triliun bintang” di galaksi Bima Sakti. Mudah diingat dan terdengar keren, bukan?

Sebagai perbandingan, estimasi jumlah bintang di galaksi Bima Sakti oleh ilmuwan lain dapat kamu baca di artikel berikut: Berapa Jumlah Bintang di Galaksi Bima Sakti

Ditulis oleh: Sten Odenwald, kontributor www.huffpost.com

Sumber: Counting the Stars in the Milky Way

#terimakasihgoogle