Percepatan gravitasi dan akibatnya terhadap posisi bintang dan struktur galaksi
Dengan gaya gravitasi sekuat itu, berapa percepatan yang dialami setiap bintang? Kemudian bagaimana akibat gaya gravitasi itu terhadap posisi antar bintang dan struktur galaksi bima sakti?
Jawab:
Mari kita hitung percepatan yang dialami oleh masing-masing bintang akibat gaya gravitasi rata-rata yang telah kita hitung sebelumnya, dan kemudian analisis dampaknya terhadap posisi antar bintang dan struktur galaksi.
---
### **1. Percepatan yang Dialami Setiap Bintang**
Hukum Newton kedua menyatakan bahwa percepatan (\(a\)) akibat gaya (\(F\)) diberikan oleh:
\[
a = \frac{F}{m}
\]
Dengan:
- \(F = 1.18 \times 10^{17} \, \text{N}\) (gaya gravitasi rata-rata antara dua bintang)
- \(m = 1.989 \times 10^{30} \, \text{kg}\) (massa rata-rata bintang seperti Matahari)
\[
a = \frac{1.18 \times 10^{17}}{1.989 \times 10^{30}} \approx 5.93 \times 10^{-14} \, \text{m/s}^2
\]
**Hasil:** Percepatan rata-rata yang dialami setiap bintang adalah sekitar \(5.93 \times 10^{-14} \, \text{m/s}^2\).
---
### **2. Akibat Gaya Gravitasi terhadap Posisi Antar Bintang dan Struktur Galaksi**
#### **a. Posisi Antar Bintang**
- **Gravitasi Sebagai Gaya Pemersatu:** Gaya gravitasi antar bintang menyebabkan bintang-bintang saling tarik menarik, tetapi percepatan yang sangat kecil (\(5.93 \times 10^{-14} \, \text{m/s}^2\)) berarti perubahan posisi antar bintang berlangsung sangat lambat.
- **Ruang Kosmik yang Sangat Besar:** Karena jarak antar bintang sangat besar, gaya gravitasi ini cukup untuk menjaga struktur galaksi tetapi tidak cukup untuk menarik bintang-bintang terlalu dekat.
#### **b. Struktur Galaksi Bima Sakti**
- **Orbit Bintang di Sekitar Pusat Galaksi:**
Dalam galaksi, bintang-bintang tidak bergerak secara acak tetapi mengorbit pusat galaksi, di mana terdapat lubang hitam supermasif (Sagittarius A*). Gravitasi antar bintang berkontribusi pada kestabilan struktur ini, tetapi sebagian besar gaya gravitasi dalam galaksi berasal dari massa total galaksi, termasuk materi gelap.
- **Dampak Gravitasi Antar Bintang:**
Gravitasi antar bintang membantu menjaga kohesi lokal dalam lengan spiral galaksi, tetapi gaya ini relatif kecil dibandingkan dengan gravitasi gabungan dari seluruh massa galaksi.
#### **c. Gangguan Gravitasi Lokal:**
Ketika dua bintang mendekat cukup dekat (misalnya dalam sistem bintang ganda), gaya gravitasi mereka dapat menyebabkan:
- Pembentukan sistem bintang biner atau klaster.
- Perubahan arah gerak bintang jika terjadi interaksi kuat (efek "slingshot").
---
### **Kesimpulan**
1. **Percepatan:** Setiap bintang mengalami percepatan rata-rata \(5.93 \times 10^{-14} \, \text{m/s}^2\) akibat gravitasi antar bintang.
2. **Posisi Antar Bintang:** Gravitasi ini sangat kecil untuk menyebabkan perubahan posisi cepat, tetapi cukup untuk menjaga keterikatan antar bintang dalam struktur galaksi.
3. **Struktur Galaksi:** Gravitasi antar bintang membantu menjaga stabilitas lokal (misalnya di lengan spiral), tetapi struktur besar galaksi terutama ditentukan oleh gravitasi gabungan seluruh massa galaksi, termasuk lubang hitam pusat dan materi gelap.
0 komentar:
Posting Komentar