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¿Obtener una respuesta de dos modelos relacionados en Laravel?

Estoy tratando de obtener una respuesta en mi controlador, parecida a la siguiente:

{
  "Córdoba": [
    "Ayapel",
    "Buenavista",
    "Canalete",
    "Cerete"
  ],
  "San Andrés y Providencia": [
    "Providencia",
    "San Andrés y Providencia"
  ],
}

Tengo dos tablas una llamada departments y otra cities:

departments: id, name
cities: id, name, department_id

Ya tengo relacionado los dos modelos:

Modelo Department:

class Department extends Model
{
    public $timestamps = false;

    public function cities(){
        return $this->hasMany('App\Models\City');
    }
}

Modelos City:

class City extends Model
{
    public $timestamps = false;

    public function department(){
        return $this->belongsTo('App\Models\Department');
    }
}

El método que implemente en el controlador es el siguiente:

  public function getDepartmentCities(){

        $departments = DB::table('departments')
                     ->select('departments.name')
                     ->get();

        $array = array();

        foreach($departments as $d){
            $array[] = $d->name;
        }

        return response()->json([
            'code' => 200,
            'data' => $array,
            'message' => 'Datos recuperados correctamente'
        ]);
    }

Pero solo me trae los departamentos:

{
    "code": 200,
    "data": [
        "ANTIOQUIA",
        "ATLÁNTICO",
        "BOGOTÁ, D.C.",
        "BOLÍVAR",
        "BOYACÁ"
    ]
}

Como puedo anexarle las ciudades a cada departamento?

Cualquier aporte se agradece,

Gracias