I. PENDAHULUAN
1.
Latar
Belakang
Apa itu astronomi? Kita sering mendengar
istilah itu seperti tidak asing namun sebagian orang tidak tahu definisi dari astronomi
ini. menurut kamus besar bahasa indonesia Astronomi ialah cabang ilmu alam yang melibatkan pengamatan benda langit (seperti halnya bintang, planet, komet, nebula, gugus bintang, atau galaksi) serta fenomena-fenomena alam yang terjadi diluar atmosfer Bumi ( misalnya radiasi latar belakang kosmik).Ilmu
ini mempelajari berbagai sisi dari benda-benda langit seperti asal-usul, sifat fisika/kimia, meteorologi
serta bagaimana pengetahuan akan benda-benda tersebut menjelaskan pembentukan
dan perkembangan alam semesta.
Astronomi
sebagai ilmu adalah salah satu yang tertua, sebagaimana yang kita ketahui dari
artifak-artifak astronomis yang berasal dari era prasejarah, misalnya
monumen-monumen dari Mesir dan Nubia, atau Stonehenge yang berasal dari Britania.
Orang-orang dari peradaban-peradaban awal semacam Babilonia, Yunani, Cina, India, dan suku Maya
juga didapati telah melakukan pengamatan yang metodologis atas langit
malam. Akan tetapi meskipun memiliki sejarah yang panjang, astronomi baru
dapat berkembang menjadi cabang ilmu pengetahuan modern melalui penemuan teleskop.
Cukup
banyak cabang-cabang ilmu yang pernah turut disertakan sebagai bagian dari
astronomi, dan apabila diperhatikan, sifat cabang-cabang ini sangat beragam:
dari astrometri, pelayaran berbasis
angkasa, astronomi observasional, sampai dengan penyusunan kalender dan astrologi.
Meski demikian, dewasa ini astronomi profesional dianggap identik dengan astrofisika.
Pada
abad ke-20, astronomi profesional terbagi menjadi dua cabang:astronomi
observasional dan astronomi teoretis.
Yang pertama melibatkan pengumpulan data dari pengamatan atas benda-benda
langit, yang kemudian akan dianalisis menggunakan prinsip-prinsip dasar fisika.
Yang kedua terpusat pada upaya pengembangan model-model komputer/analitis guna
menjelaskan sifat-sifat benda-benda langit serta fenomena-fenomena alam
lainnya. Adapun kedua cabang ini bersifat komplementer — astronomi teoretis
berusaha untuk menerangkan hasil-hasil pengamatan astronomi observasional, dan
astronomi observasional kemudian akan mencoba untuk membuktikan kesimpulan yang
dibuat oleh astronomi teoretis.
Astronom-astronom amatir telah dan terus berperan penting dalam
banyak penemuan-penemuan astronomis, menjadikan astronomi salah satu dari hanya
sedikit ilmu pengetahuan di mana tenaga amatir masih memegang peran aktif,
terutama pada penemuan dan pengamatan fenomena-fenomena sementara.
Astronomi
harus dibedakan dari astrologi, yang merupakan kepercayaan bahwa nasib dan
urusan manusia berhubungan dengan letak benda-benda langit seperti bintang atau
rasinya. Memang betul bahwa dua bidang ini memiliki asal-usul yang sama, namun
pada saat ini keduanya sangat berbeda.
Oleh
karena itu untuk membahas dan mengetahui tentang ilmu astronomi dalam makalah
ini kami akan membahas tentang pengertian ilmu astronomi, sejarah perkembangan,
cabang ilmu astronomi secara garis besar dan spesifik serta membahas penerapan
astronomi dalam kehidupan sehari-hari.
II. PEMBAHASAN
2.1
Definisi
Astronomi
Astronomi, yang secara etimologi berarti “ilmu bintang” (dari Yunani: άστρο, + νόμος), adalah ilmu yang melibatkan pengamatan dan
penjelasan kejadian yang terjadi di luar Bumi dan atmosfernya. Ilmu ini
mempelajari asal-usul, evolusi,
sifat fisik dan kimiawi benda-benda yang bisa dilihat di langit (dan di luar
Bumi), juga proses yang melibatkan mereka.
Selama
sebagian abad ke-20, astronomi dianggap terpilah menjadi astrometri, mekanika langit, dan astrofisika. Status
tinggi sekarang yang dimiliki astrofisika bisa tercermin dalam nama jurusan
universitas dan institut yang dilibatkan di penelitian astronomis: yang paling
tua adalah tanpa kecuali bagian ‘Astronomi’ dan institut, yang paling baru
cenderung memasukkan astrofisika di nama mereka, kadang-kadang mengeluarkan
kata astronomi, untuk menekankan sifat penelitiannya. Selanjutnya, penelitian
astrofisika, secara khususnya astrofisika teoretis, bisa dilakukan oleh orang yang berlatar belakang
ilmu fisika atau matematika daripada astronomi.
Astronomi adalah salah satu di
antara sedikit ilmu pengetahuan di mana amatir masih memainkan peran aktif,
khususnya dalam hal penemuan dan pengamatan fenomena sementara.
Astronomi jangan dikelirukan dengan astrologi, ilmusemu yang
mengasumsikan bahwa takdir manusia dapat dikaitkan dengan letak benda-benda
astronomis di langit. Meskipun memiliki asal-muasal yang sama, kedua bidang ini
sangat berbeda; astronom menggunakan metode ilmiah, sedangkan
astrolog tidak.
2.2 Sejarah Ilmu Astronomi
Pada awalnya
sejarah astronomi hanya melibatkan pengamatan benda-benda langit dan prediksi
dari pengamatan tersebut yang dilihat dengan mata telanjang. Seperti
Stonehenge, artefak yang diduga memiliki kegunaan astronomis. Observatorium-observatorium
purba biasanya digunakan untuk upacara adat, namun dapat juga dimanfaatkan
untuk mengetahuai musim, cuaca dan iklim untuk menentukan masa bercocok tanam
dan juga memahami panjang tahun.
Dimulainya
peradaban astronomi dengan perhitungan matematis dan ilmiah dipelopori oleh
bangsa babilonia. Merek menemukan bahwa gerhana bulan memiliki sebuah siklus
yang disebut siklus saros. Orang-orang Yunani mengikkuti jejak bangsa
babilonia. Pada abad ke-13 SM Aristarkhos dari Samos melakukan perhitungan atas
ukuran Bumi serta jarak antara Bumi dan Bulan dan menciptakan model tata surya
yang heliosentris.. Pada abad ke-2 SM Hipparkhos berhasil menemukan gerak
presesi, juga menghitung ukuran Bulan dan Matahari serta jarak antara keduanya,
sekaligus membuat alat-alat penelitian astronomi paling awal seperti astrolab.
Seiring
dengan perkembangan jaman dan pengetahuan mengenai astronomi, ditemukanlah teleskop untuk
mengamati gerak benda-benda langit. Pada zaman renaisans, copernicus menyusun
model tata surya heliosentris yang dikoreksi oleh Galileo dan Kepler. Melalui
teknologi yang telah maju, Lacaile berhasil mengembangkan jatalog bintang-bintang,
dan astronom Jerman-Inggris Herschel mengembangkan katalog nebula dan gugusan.
Pada tahun 1781 ia menemukan Planet Uranus, planet pertama yang ditemukan
diluar planet-planet terestrial. Pengukuran jarak menuju sebuah bintang pertama
kali dipublikasikan pada 1838 oleh Bessel, yang pada saat itu melakukannya
melalui pengukuran paralaks dari 61 Cygni. Pada abad ke-18 hingga abad ke-19
tiga badan antariksa Euler, Clairaut, dan D'alembert yang menghasilkan metode
prediksi yang lebih tepat untuk pergerakan bulan dan planet-planet. Penemuan
spektroskop dan fotografi kemudian mendorong kemajuan penelitian. Pada
1814-1815, Fraunhoffer menemukan lebih kurang 600 pita spektrum pada Matahari,
dan pada 1859 Kirchhoff akhirnya bisa menjelaskan fenomena ini dengan mengatribusikannya
pada keberadaan unsur-unsur. Pada masa ini bintang-bintang dikonfirmasikan
sebagai Matahari-matahari lain yang lebih jauh letaknya, namun dengan
perbedaan-perbedaan pada suhu, massa, dan ukuran.
Baru pada
abad ke-20 Galaksi Bima Sakti bisa dibuktikan sebagai kelompok bintang yang
terpisah dari kelompok-kelompok bintang lainnya. Dari pengamatan-pengamatan
yang sama disimpulkan pula bahwa ada galaksi-galaksi lain di luar Bima Sakti
dan bahwa alam semesta terus mengembang, sebab galaksi-galaksi tersebut terus
menjauh dari galaksi kita.
Astronomi
modern juga menemukan dan berusaha menjelaskan benda-benda langit yang asing
seperti kuasar, pulsar, blazar, galaksi-galaksi radio, lubang hitam, dan
bintang neutron. Kosmologi fisik maju dengan pesat sepanjang abad ini. Model
Dentuman Besar (Big Bang) misalnya, telah didukung oleh bukti-bukti astronomis
dan fisika yang kuat (antara lain radiasi CMB, hukum Hubble, dan ketersediaan
kosmologis unsur-unsur).
2.3
CABANG-CABANG
ASTRONOMI
Dalam mempelajari ilmu astronomi
memiliki beberapa cabang ilmu pengetahuan dimana dibagi secara garis besar dan
secara spesifik. Secara garis besar cabang ilmu astronomi dilihat perbedaan
yang pertama secara observational dan secara teoretis yang terbagi lagi kedalam
beberapa cabang. Serta secara spesifik dibagi kedalam astronomi surya,
astronomi bintang, ilmu keplanetan, astronomi galaxy, astronomi extragalaxy dan
kosmologi.
2.3.1
CABANG
ASTRONOMI SECARA GARIS BESAR
Astronomy
dipisahkan ke dalam cabang. Perbedaan pertama di antara ‘teoretis dan
observational’ astronomi. Pengamat menggunakan berbagai jenis alat untuk
mendapatkan data tentang gejala, data yang kemudian dipergunakan oleh
teoretikus untuk ‘membuat’ teori dan model, menerangkan pengamatan dan
memperkirakan yang baru. Keterangan lebih lanjut sebagai berikut:
1.
Astronomi
observasional
Seperti diketahui, astronomi
memerlukan informasi tentang benda-benda langit, dan sumber informasi yang paling
utama sejauh ini adalah radiasi
elektromagnetik,
atau lebih spesifiknya, cahaya tampak. Astronomi observasional bisa dibagi lagi
menurut daerah-daerah spektrum
elektromagnetik yang
diamati: sebagian dari spektrum tersebut bisa diteliti melalui permukaan Bumi, sementara bagian lain hanya bisa
dijangkau dari ketinggian tertentu atau bahkan hanya dari ruang angkasa.
Keteranganlebih lengkap tentang pembagian-pembagian ini bisa dilihat di bawah:
a) Astronomi
inframerah
Astronomi inframerah melibatkan
pendeteksian beserta analisis atas radiasi inframerah (radiasi di mana panjang gelombangnya melebihi cahaya
merah). Sebagian besar radiasi jenis ini diserap oleh atmosfer Bumi, kecuali
yang panjang gelombangnya tidak berbeda terlampau jauh dengan cahaya merah yang
tampak.
Oleh sebab itu, observatorium yang hendak
mengamati radiasi inframerah harus dibangun di tempat-tempat yang tinggi dan
tidak lembap, atau malah di ruang angkasa. Spektrum ini bermanfaat untuk
mengamati benda-benda yang terlalu dingin untuk memancarkan cahaya tampak,
misalnya planet-planet atau cakram-cakram pengitar bintang.
Apabila radiasinya memiliki
gelombang yang cenderung lebih panjang, ia dapat pula membantu para astronom
mengamati bintang-bintang muda pada awan-awan molekul dan inti-inti galaksi — sebab radiasi seperti itu
mampu menembus debu-debu yang menutupi dan mengaburkan pengamatan astronomis.
Astronomi inframerah juga bisa
dimanfaatkan untuk mempelajari struktur kimia benda-benda angkasa, karena
beberapa molekul memiliki pancaran yang kuat pada panjang gelombang ini. Salah
satu kegunaannya yaitu mendeteksi keberadaan air pada komet-komet
b) Astronomi radio
Astronomi observasional jenis ini
mengamati radiasi dengan panjang gelombang yang lebih dari satu milimeter (perkiraan). Berbeda
dengan jenis-jenis lainnya, astronomi observasional tipe radio mengamati
gelombang-gelombang yang bisa diperlakukan selayaknya gelombang, bukan foton-foton yang diskrit. Dengan demikian
pengukuran fase danamplitudonya relatif lebih gampang apabila dibandingkan dengan
gelombang yang lebih pendek.
Gelombang radio bisa dihasilkan
oleh benda-benda astronomis melaluipancaran termal, namun sebagian besar pancaran radio yang diamati dari Bumi
adalah berupa radiasi
sinkrotron, yang
diproduksi ketika elektron-elektron berkisar disekeliling medan magnet. Sejumlah garis
spektrum yang
dihasilkan dari gas
antar bintang (misalnya
garis spektrum hidrogenpada 21 cm) juga dapat diamati pada panjang gelombang
radio.Beberapa contoh benda-benda yang bisa diamati oleh astronomi radio: supernova, gas antarbintang, pulsar, dan inti
galaksi aktif (AGN
- active galactive nucleus).
c) Astronomi
optikal
Teleskop
Subaru (kiri)
dan Observatorium
Keck (tengah) di Mauna Kea, keduanya contoh observatorium yang bisa mengamati baik
cahaya tampak atau cahaya hampir-inframerah. Di kanan adalah Fasilitas Teleskop Inframerah NASA, yang hanya beroperasi pada panjang
gelombang hampir-inframerah.
Dikenal juga sebagai astronomi
cahaya tampak, astronomi optikal mengamati radiasi elektromagnetik yang tampak
oleh mata telanjang manusia. Oleh sebab itu, ini merupakan cabang yang paling
tua, karena tidak memerlukan peralatan.
Mulai dari penghujung abad ke-19
sampai kira-kira seabad setelahnya, citra-citra astronomi optikal memakai
teknik fotografis, namun sebelum itu mereka harus digambar menggunakan tangan.
Dewasa ini detektor-detektor digitallah yang dipergunakan, terutama yang
memakai CCD(charge-coupled devices, peranti tergandeng-muatan).
Cahaya tampak sebagaimana diketahui
memiliki panjang dari 4.000 Å sampai
7.000 Å (400-700 nm). Namun demikian, alat-alat pengamatan yang dipakai
untuk mengamati panjang gelombang demikian dipakai pula untuk mengamati
gelombang hampir-ultraungu dan hampir-inframerah.
d) Astronomi
ultraungu
Ultraungu yaitu radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang
lebih kurang 100 sampai 3.200 Å (10-320 nm). Cahaya dengan panjang seperti
ini diserap oleh atmosfer Bumi, sehingga untuk mengamatinya harus dilakukan
dari lapisan atmosfer bagian atas, atau dari luar atmosfer (ruang angkasa).
Astronomi jenis ini cocok untuk
mempelajari radiasi termal dan garis-garis spektrum pancaran dari
bintang-bintang biru yang bersuhu sangat tinggi (klasifikasi OB), sebab bintang-bintang seperti itu
sangat cemerlang radiasi ultraungunya — penelitian seperti ini sering dilakukan
dan mencakup bintang-bintang yang berada di galaksi-galaksi lain. Selain
bintang-bintang OB, benda-benda langit yang kerap diamati melalui astronomi
cabang ini antara lain nebula-nebula planet, sisa-sisa
supernova, atau inti-inti
galaksi aktif. Diperlukan penyetelan yang berbeda untuk keperluan seperti
demikian sebab cahayanya mudah tertelan oleh debu-debu
antarbintang.
e) Astronomi
sinar-X
Benda-benda bisa memancarkan cahaya
berpanjang gelombang sinar-X melalui pancaran
sinkrotron (berasal
dari elektron-elektron yang berkisar di sekeliling medan magnet) atau melalui
pancaran termal gas pekat dan gas encer pada 107 K. Sinar-X juga diserap
oleh atmosfer, sehingga pengamatan harus dilakukan dari atas balon,
roket, atau satelit penelitian. Sumber-sumber sinar-X antara lain bintang biner sinar-X (X-ray binary), pulsar, sisa-sisa
supernova, galaksi
elips, gugusan
galaksi, serta
inti galaksi aktif.
f) Astronomi
sinar-gamma
Astronomi sinar-gamma mempelajari
benda-benda astronomi pada panjang gelombang paling pendek (sinar-gamma). Sinar-gamma bisa diamati secara langsung melalui
satelit-satelit seperti Observatorium Sinar-Gamma Compton (CGRO), atau dengan jenis
teleskop khusus yang disebut teleskop Cherenkov (IACT). Teleskop jenis
itu sebetulnya tidak mendeteksi sinar-gamma, tapi mampu mendeteksi percikan
cahaya tampak yang dihasilkan dari proses penyerapan sinar-gamma oleh atmosfer.
Kebanyakan sumber sinar-gamma
hanyalah berupa ledakan sinar-gamma, yang hanya menghasilkan sinar
tersebut dalam hitungan milisekon sampai beberapa puluh detik saja. Sumber yang
permanen dan tidak sementara hanya sekitar 10% dari total jumlah sumber,
misalnya sinar-gamma dari pulsar, bintang
neutron, atau
inti galaksi aktif dan kandidat-kandidat lubang hitam.
g) Cabang-cabang
yang tidak berdasarkan panjang gelombang
Sejumlah fenomena jarak jauh lain
yang berbentuk selain radiasi elektromagnetik dapat diamati dari Bumi. Ada
cabang bernama astronomi
neutrino, di mana
para astronom menggunakan fasilitas-fasilitas
bawah tanah (misalnya SAGE,GALLEX, atau Kamioka
II/III) untuk
mendeteksi neutrino, sebentuk partikel dasar yang jamaknya berasal dari Matahari atau ledakan-ledakan supernova. Ketika sinar-sinar kosmik memasuki atmosfer Bumi, partikel-partikel berenergi
tinggi yang menyusunnya akan meluruh atau terserap, dan partikel-partikel hasil
peluruhan ini bisa dideteksi di observatorium.
Di masa yang akan datang, diharapkan
akan ada detektor
neutrino yang
peka terhadap partikel-partikel yang lahir dari benturan sinar-sinar kosmik dan
atmosfer. Terdapat pula cabang baru yang menggunakan detektor-detektor
gelombang gravitasional untuk mengumpulkan data tentang benda-benda
rapat: astronomi gelombang gravitasional. Observatorium-observatorium untuk
bidang ini sudah mulai dibangun, contohnya observatorium LIGO di Louisiana, AS. Tetapi astronomi seperti ini sulit, sebab gelombang gravitasional amat sukar untuk dideteksi.
Ahli-ahli astronomi planet juga
banyak yang mengamati fenomena-fenomena angkasa secara langsung, yaitu melalui
wahana-wahana antariksa serta misi-misi pengumpulan sampel. Beberapa hanya
bekerja dengan sensor jarak jauh untuk mengumpulkan data, tapi beberapa lainnya
melibatkan pendaratan —dengan kendaraan antariksa yang mampu bereksperimen di
atas permukaan. Metode-metode lain misalnya detektor material terbenam atau
melakukan eksperimen langsung terhadap sampel yang dibawa ke Bumi sebelumnya.
h) Astrometri
dan mekanika benda
Pengukuran letak benda-benda langit,
seperti disebutkan, adalah salah satu cabang astronomi (dan bahkan sains) yang
paling tua. Kegiatan-kegiatan seperti pelayaran atau penyusunan kalender memang sangat membutuhkan pengetahuan yang akurat
mengenai letak Matahari, Bulan, planet-planet, serta bintang-bintang di langit.
Dari proses pengukuran seperti ini
dihasilkan pemahaman yang baik sekali tentang usikan
gravitasi dan
pada akhirnya astronom-astronom dapat menentukan letak benda-benda langit
dengan tepat pada masa lalu dan masa depan — cabang astronomi yang mendalami
bidang ini dikenal sebagai mekanika benda
langit. Dewasa
ini penjejakan atas benda-benda yang dekat dengan Bumi juga memungkinkan
prediksi-prediksi akan pertemuan dekat, atau bahkan benturan.
Kemudian terdapat pengukuran paralaks bintang. Pengukuran ini sangat penting karena memberi
nilai basis dalam metodetangga
jarak kosmik;
melalui metode ini ukuran dan skala alam semesta bisa diketahui.
Pengukuran paralaks bintang yang
relatif lebih dekat juga bisa dipakai sebagai basis absolut untuk ciri-ciri
bintang yang lebih jauh, sebab ciri-ciri di antara mereka dapat
dibandingkan.
Kinematika mereka lalu bisa kita susun lewat pengukuran kecepatan radial serta gerak dirimasing-masing. Hasil-hasil astrometri dapat pula
dimanfaatkan untuk pengukuran materi gelap di dalam galaksi.
Selama dekade 1990-an, teknik
pengukuran goyangan
bintang dalam
astrometri digunakan untuk mendeteksi keberadaan planet-planet
luar surya yang mengelilingi bintang-bintang di dekat Matahari kita.
2.
Astronomi
teoritis
Terdapat banyak jenis-jenis metode
dan peralatan yang bisa dimanfaatkanoleh seorang astronom teoretis, antara lainmodel-model
analitik (misalnya politrop untuk dapat memperkirakan perilaku
sebuah bintang) dan simulasi-simulasi numerik
komputasional; masing-masing dengan keunggulannya sendiri. Model-model
analitik umumnya lebih baik apabila peneliti hendak mengetahui pokok-pokok
persoalan dan mengamati apa yang terjadi secara garis besar; model-model
numerik bisa mengungkap keberadaan fenomena-fenomena serta efek-efek yang tidak
mudah terlihat. Para teoris berupaya untuk membuat model-model teoretis dan
menyimpulkan akibat-akibat yang dapat diamati dari model-model tersebut.
Ini akan membantu para pengamat
untuk mengetahui data apa yang harus dicari untuk membantah suatu model, atau
memutuskan mana yang benar dari model-model alternatif yang bertentangan. Para
teoris juga akan mencoba menyusun model baru atau memperbaiki model yang sudah
ada apabila ada data-data baru yang masuk.
Apabila terjadi
pertentangan/inkonsistensi, kecenderungannya adalah untuk membuat modifikasi
minimal pada model yang bersangkutan untuk mengakomodir data yang sudah
didapat. Kalau pertentangannya terlalu banyak, modelnya bisa dibuang dan tidak
digunakan lagi.
Topik-topik yang dipelajari oleh
astronom-astronom teoretis antara lain: dinamika dan evolusi bintang-bintang; formasi galaksi; struktur skala besar materi di alam semesta; asal-usul sinar kosmik; relativitas umum; dan kosmologi fisik (termasukkosmologi dawai dan fisika
astropartikel).
Relativitas astrofisika dipakai untuk mengukur ciri-ciri struktur skala besar,
di mana ada peran yang besar dari gaya gravitasi; juga sebagai dasar dari
fisika lubang hitam dan penelitian gelombang gravitasional.
Beberapa model/teori yang sudah
diterima dan dipelajari luas yaitu teori Dentuman Besar, inflasi kosmik, materi gelap, dan teori-teori fisika fundamental. Kelompok model
dan teori ini sudah diintegrasikan dalam model
Lambda-CDM.
Beberapa contoh proses:
Proses fisik
|
Alat eksperimen
|
Model teoretis
|
Yang dijelaskan
|
Efek Nordtvedt (sistem gravitasi yang
mandiri)
|
|||
Dentuman
Besar(Big Bang)
|
|||
Masalah
kerataan alam semesta (flatness problem)
|
|||
Keruntuhan gravitasi
|
Astronomi sinar-X
|
Relativitas umum
|
|
Siklus CNO pada
bintang-bintang
|
Wacana
yang tengah hangat dalam astronomi pada beberapa tahun terakhir adalah materi gelap dan energi gelap, penemuan dan kontroversi mengenai topik-topik ini bermula
dari penelitian atas galaksi-galaksi.
2.3.2 Cabang-cabang spesifik
Secara spesifik cabang ilmu astronomi dibagi ke beberapang cabang sebagai
berikut :
1. Astronomi surya
Dalam astronomi surya mempelajari
suatu ilmu tentang matahari.Matahari adalah bintang yang terdekat dari Bumi
pada sekitar 8 menit cahaya, dan yang paling sering diteliti; ia merupakan bintang
katai pada deret utama dengan klasifikasi G2 V dan usia
sekitar 4,6 milyar tahun. Walau tidak sampai tingkat bintang
variabel, Matahari mengalami sedikit perubahan cahaya melalui
aktivitas yang dikenal sebagai siklus bintik Matahari —
fluktuasi pada angka bintik-bintik Matahari selama
sebelas tahun. Bintik Matahari ialah daerah dengan suhu yang lebih rendah dan
aktivitas magnetis yang hebat.
Luminositas
Matahari terus bertambah kuat secara tetap sepanjang hidupnya, dan sejak
pertama kali menjadi bintang deret utama sudah bertambah sebanyak 40%. Matahari
juga telah tercatat melakukan perubahan periodik dalam luminositas, sesuatu
yang bisa menyebabkan akibat-akibat yang signifikan atas kehidupan di atas
Bumi. Misalnya periode minimum Maunder,
yang sampai menyebabkan fenomena zaman es kecil pada Abad
Pertengahan.
Permukaan luar Matahari yang bisa
kita lihat disebut fotosfer. Di atasnya ada
lapisan tipis yang biasanya tidak terlihat karena terangnya fotosfer, yaitu kromosfer.
Di atasnya lagi ada lapisan transisi di mana suhu bisa naik secara cepat, dan
di atasnya terdapatlah korona yang sangat panas.
Di tengah-tengah Matahari ialah
daerah inti; ada tingkat suhu dan tekanan yang cukup di sini sehingga fusi
nuklir dapat terjadi. Di atasnya terdapat zona
radiatif; di sini plasma akan menghantarkan panas melalui proses
radiasi. Di atas zona radiatif adalah zona
konvektif; materi gas di zona ini akan menghantarkan energi sebagian besar
lewat pergerakan materi gas itu sendiri. Zona inilah yang dipercaya sebagai
sumber aktivitas magnetis penghasil bintik-bintik Matahari.
Terdapat angin surya berupa
partikel-partikel plasma yang bertiup keluar dari Matahari secara terus-menerus
sampai mencapai titik heliopause.
Angin ini bertemu dengan magnetosfer Bumi dan membentuk
sabuk-sabuk
radiasi Van Allen dan — di mana garis-garis medan magnet Bumi turun
menujur atmosfer — menghasilkan aurora.
Ilmu
keplanetan
Cabang astronomi ini meneliti
susunan planet,
bulan,
planet
katai, komet,
asteroid,
serta benda-benda langit lain yang mengelilingi bintang, terutama Matahari,
walau ilmu ini meliputi juga planet-planet luar surya. Tata
Surya kita sendiri sudah dipelajari secara mendalam — pertama-tama
melalui teleskop dan kemudian menggunakan wahana-wahana
antariksa — sehingga pemahaman sekarang mengenai formasi dan evolusi
sistem keplanetan ini sudah sangat baik, walaupun masih ada penemuan-penemuan
baru yang terjadi.
Tata Surya dibagi menjadi beberapa
kelompok: planet-planet bagian dalam, sabuk
asteroid, dan planet-planet bagian luar. Planet-planet bagian dalam
adalah planet-planet bersifat kebumian
yaitu Merkurius,
Venus,
Bumi dan Mars.
Planet-planet bagian luar adalah raksasa-raksasa
gas Tata Surya yaitu Yupiter, Saturnus,
Uranus,
dan Neptunus.
Apabila kita pergi lebih jauh lagi, maka akan ditemukan benda-benda trans-Neptunus:
pertama sabuk
Kuiper dan akhirnya awan Oort yang bisa membentang
sampai satu tahun cahaya.
Terbentuknya planet-planet bermula
pada sebuah cakram protoplanet yang
mengitari Matahari pada periode-periode awalnya. Dari cakram ini terwujudlah
gumpalan-gumpalan materi melalui proses yang melibatkan tarikan gravitasi,
benturan, dan akresi; gumpalan-gumpalan ini kemudian lama-kelamaan menjadi
kumpulan protoplanet. Karena tekanan radiasi
dari angin
surya terus mendorong materi-materi yang belum menggumpal, hanya
planet-planet yang massanya cukup besar yang mampu mempertahankan atmosfer
berbentuk gas. Planet-planet muda ini terus menyapu dan memuntahkan
materi-materi yang tersisa, menghasilkan sebuah periode penghancuran yang
hebat. Sisa-sisa periode ini bisa dilihat melalui banyaknya kawah-kawah
tabrakan di permukaan Bulan. Adapun dalam jangka waktu ini sebagian
dari protoplanet-protoplanet yang ada mungkin bertabrakan satu sama lain; kemungkinan
besar tabrakan seperti itulah yang melahirkan Bulan kita
Ketika suatu planet mencapai massa
tertentu, materi-materi dengan massa jenis yang berlainan mulai saling
memisahkan diri dalam proses yang disebut diferensiasi planet. Proses
demikian bisa menghasilkan inti yang berbatu-batu atau terdiri dari
materi-materi logam, diliputi oleh lapisan mantel dan lalu permukaan luar. Inti
planet ini bisa terbagi menjadi daerah-daerah yang padat dan cair, dan beberapa
mampu menghasilkan medan magnet mereka sendiri,
sehingga planet dapat terlindungi dari angin surya.
Panas di bagian dalam sebuah planet
atau bulan datang dari benturan yang dihasilkan sendiri oleh planet/bulan
tersebut, atau oleh materi-materi radioaktif (misalnya uranium,
torium,
), atau pemanasan pasang surut.
Beberapa planet dan bulan berhasil mengumpulkan cukup panas untuk menjalankan
proses-proses geologis seperti vulkanisme dan
aktivitas-aktivitas tektonik. Apabila planet/bulan tersebut juga memiliki atmosfer,
maka erosi
pada permukaan (melalui angin atau air) juga dapat terjadi. Planet/bulan yang
lebih kecil dan tanpa pemanasan pasang surut akan menjadi dingin lebih cepat
dan kegiatan-kegiatan geologisnya akan berakhir, terkecuali pembentukan
kawah-kawah tabrakan.
Berikut defenisi dan bagian bagian
planet beserta ilmu tentang keplanetan lainnya.
2. Astronomi bintang
Untuk memahami alam semesta,
penelitian atas bintang-bintang
dan bagaimana mereka berevolusi sangatlah
fundamental. Astrofisika yang berkenaan dengan bintang sendiri bisa diketahui
baik lewat segi pengamatan maupun segi teoretis, serta juga melalui simulasi
komputer
Bintang terbentuk
pada awan-awan molekul
raksasa, yaitu daerah-daerah yang padat akan debu dan gas. Ketika
kehilangan kestabilannya, serpihan-serpihan dari awan-awan ini bisa runtuh di
bawah gaya gravitasi dan membentuk protobintang.
Apabila bagian intinya mencapai kepadatan dan suhu tertentu, fusi
nuklir akan dipicu dan akan terbentuklah sebuah bintang deret
utama.
Nyaris semua unsur yang lebih berat
dari hidrogen
dan helium
merupakan hasil dari proses yang terjadi di dalam
inti bintang-bintang.
Ciri-ciri yang akan dimiliki oleh
suatu bintang secara garis besar ditentukan oleh massa awalnya: semakin besar
massanya, maka semakin tinggi pula luminositasnya, dan semakin cepat pula ia
akan menghabiskan bahan bakar hidrogen pada inti. Lambat laun, bahan bakar
hidrogen ini akan diubah menjadi helium, dan bintang yang bersangkutan akan
mulai berevolusi. Untuk melakukan fusi helium, diperlukan suhu inti yang lebih
tinggi, oleh sebab itu intinya akan semakin padat dan ukuran bintang pun
berlipat ganda — bintang ini telah menjadi sebuah raksasa
merah. Fase raksasa merah ini relatif singkat, sampai bahan bakar
heliumnya juga sudah habis terpakai. Kalau bintang tersebut memiliki massa yang
sangat besar, maka akan dimulai fase-fase evolusi di mana ia semakin mengecil
secara bertahap, sebab terpaksa melakukan fusi nuklir terhadap unsur-unsur yang
lebih berat.
Adapun nasib akhir sebuah bintang
bergantung pula pada massa. Jika massanya lebih dari sekitar delapan kali lipat
Matahari kita, maka gravitasi intinya akan runtuh dan menghasilkan sebuah supernova;
jika tidak, akan menjadi nebula planet, dan terus
berevolusi menjadi sebuah katai putih. Yang tersisa
setelah supernova meletus adalah sebuah bintang neutron
yang sangat padat, atau, apabila materi sisanya mencapai tiga kali lipat massa
Matahari, lubang hitam. Bintang-bintang
biner yang saling berdekatan evolusinya bisa lebih rumit lagi,
misalnya, bisa terjadi pemindahan massa ke arah bintang rekannya yang dapat
menyebabkan supernova.
Nebula-nebula planet dan
supernova-supernova diperlukan untuk proses distribusi logam di medium antarbintang; kalau
tidak demikian, seluruh bintang-bintang baru (dan juga sistem-sistem planet
mereka) hanya akan tersusun dari hidrogen dan helium saja.
3. Astronomi galaksi
Tata
Surya kita beredar di dalam Bima
Sakti, sebuah galaksi spiral berpalang di Grup Lokal.
Ia merupakan salah satu yang paling menonjol di kumpulan galaksi tersebut. Bima
Sakti merotasi materi-materi gas, debu, bintang, dan benda-benda lain, semuanya
berkumpul akibat tarikan gaya gravitasi bersama. Bumi sendiri terletak pada
sebuah lengan galaksi berdebu yang ada di bagian luar, sehingga banyak daerah-daerah
Bima Sakti yang tidak terlihat.
Pada pusat galaksi ialah bagian
inti, semacam tonjolan berbentuk seperti batang; diyakini bahwa terdapat sebuah
lubang
hitam supermasif di bagian pusat ini. Bagian ini dikelilingi oleh
empat lengan utama yang melingkar dari tengah menuju arah luar, dan isinya kaya
akan fenomena-fenomena pembentukan bintang, sehingga memuat banyak
bintang-bintang muda (metalisitas populasi I).
Cakram ini lalu diliputi oleh cincin galaksi
yang berisi bintang-bintang yang lebih tua (metalisitas
populasi II) dan juga gugusan-gugusan bintang
berbentuk bola (globular), yaitu semacam kumpulan-kumpulan
bintang yang relatif lebih padat.
Daerah di antara bintang-bintang
disebut medium antarbintang, yaitu
daerah dengan kandungan materi yang jarang — bagian-bagiannya yang relatif
terpadat adalah awan-awan molekul berisi hidrogen
dan unsur lainnya, tempat di mana banyak bintang baru akan lahir. Awalnya akan
terbentuk sebuah inti pra-bintang
atau nebula gelap
yang merapat dan kemudian runtuh (dalam volume yang ditentukan oleh panjang Jeans)
untuk membangun protobintang.
Ketika sudah banyak bintang besar
yang muncul, mereka akan mengubah awan molekul menjadi awan daerah H II,
yaitu awan dengan gas berpijar dan plasma. Pada akhirnya angin
serta ledakan supernova yang berasal dari bintang-bintang ini akan memencarkan
awan yang tersisa, biasanya menghasilkan sebuah (atau lebih dari satu) gugusan bintang terbuka
yang baru. Gugusan-gugusan ini lambat laun berpendar, dan bintang-bintangnya
bergabung dengan Bima Sakti.
Sejumlah penelitian kinematika
berkenaan dengan materi-materi di Bima Sakti (dan galaksi lainnya) menunjukkan
bahwa materi-materi yang tampak massanya kurang dari massa seluruh galaksi. Ini
menandakan terdapat apa yang disebut materi
gelap yang bertanggung jawab atas sebagian besar massa keseluruhan,
tapi banyak hal yang belum diketahui mengenai materi misterius ini.
4. Astronomi ekstragalaksi
Penelitian benda-benda yang berada
di luar galaksi kita — astronomi ekstragalaksi — merupakan cabang yang
mempelajari formasi
dan evolusi galaksi-galaksi, morfologi
dan klasifikasi mereka, serta pengamatan atas galaksi-galaksi aktif
beserta grup-grup
dan gugusan-gugusan galaksi. Ini, terutama yang disebutkan
belakangan, penting untuk memahami struktur alam semesta dalam skala besar.
Kebanyakan galaksi
akan membentuk wujud-wujud tertentu, sehingga pengklasifikasiannya bisa disusun
berdasarkan wujud-wujud tersebut. Biasanya, mereka dibagi-bagi menjadi galaksi-galaksi spiral,
elips, dan tak beraturan.
Persis seperti namanya, galaksi
elips berbentuk seperti elips. Bintang-bintang berputar pata garis edarnya
secara acak tanpa
menuju arah yang jelas. Galaksi-galaksi seperti ini kandungan debu
antarbintangnya sangat sedikit atau malah tidak ada; daerah penghasil
bintangnya tidak banyak; dan rata-rata penghuninya bintang-bintang yang sudah
tua. Biasanya galaksi elips ditemukan pada bagian inti gugusan galaksi, dan
bisa terlahir melalui peleburan galaksi-galaksi besar.
Galaksi spiral membentuk cakram
gepeng yang berotasi, biasanya dengan tonjolan atau batangan pada bagian tengah
dan lengan-lengan spiral cemerlang yang timbul dari bagian tersebut.
Lengan-lengan ini ialah lapangan berdebu tempat lahirnya bintang-bintang baru,
dan penghuninya adalah bintang-bintang muda yang bermassa besar dan berpijar
biru. Umumnya, galaksi spiral akan dikelilingi oleh cincin yang tersusun atas
bintang-bintang yang lebih tua. Contoh galaksi semacam ini adalah Bima
Sakti dan Andromeda.
Galaksi-galaksi tak beraturan
bentuknya kacau dan tidak menyerupai bangun tertentu seperti spiral atau elips.
Kira-kira seperempat dari galaksi-galaksi tergolong tak beraturan, barangkali
disebabkan oleh interaksi gravitasi.
Sebuah galaksi dikatakan aktif
apabila memancarkan jumlah energi yang signifikan dari sumber selain
bintang-bintang, debu, atau gas; juga, apabila sumber tenaganya berasal dari
daerah padat di sekitar inti — kemungkinan sebuah lubang hitam supermasif yang
memancarkan radiasi benda-benda yang ia telan.
Apabila sebuah galaksi aktif
memiliki radiasi spektrum radio yang sangat terang serta memancarkan jalaran
gas dalam jumlah besar, maka galaksi tersebut tergolong galaksi radio.
Contoh galaksi seperti ini adalah galaksi-galaksi Seyfert,
kuasar,
dan blazar.
Kuasar sekarang diyakini sebagai benda yang paling dapat dipastikan sangat
cemerlang; tidak pernah ditemukan spesimen yang redup.
Struktur skala besar dari alam
semesta sekarang digambarkan sebagai kumpulan dari grup-grup dan
gugusan-gugusan galaksi. Struktur ini diklasifikasi lagi dalam sebuah hierarki
pengelompokan; yang terbesar adalah maha-gugusan
(supercluster). Kemudian kelompok-kelompok ini disusun menjadi filamen-filamen
dan dinding-dinding galaksi, dengan kehampaan di
antara mereka.
5. Kosmologi
Kosmologi, berasal dari bahasa
Yunani kosmos (κόσμος, "dunia") dan akhiran -logia dari
logos (λόγος, "pembelajaran") dapat dipahami sebagai upaya
meneliti alam semesta secara keseluruhan.
Pengamatan atas struktur skala besar
alam semesta, yaitu cabang yang dikenal sebagai kosmologi
fisik, telah menyumbangkan pemahaman yang mendalam tentang formasi
dan evolusi jagat raya. Salah satu teori yang paling penting (dan sudah
diterima luas) adalah teori Dentuman
Besar, yang menyatakan bahwa dunia bermula pada satu titik dan
mengembang selama 13,7 milyar tahun sampai ke masa sekarang. Gagasan ini bisa
dilacak kembali pada penemuan radiasi latar belakang
gelombang mikro kosmis pada tahun 1965.
Selama proses pengembangan ini, alam
telah mengalami beberapa tingkat evolusi. Pada awalnya, diduga bahwa terdapat inflasi
kosmik yang sangat cepat, mengakibatkan homogenisasi pada
kondisi-kondisi awal. Setelah itu melalui nukleosintesis
dihasilkan ketersediaan unsur-unsur untuk periode awal alam semesta. (Lihat
juga nukleokosmokronologi.)
Ketika atom-atom pertama
bermunculan, antariksa menjadi transparan terhadap radiasi, melepaskan energi
yang sekarang dikenal sebagai radiasi CMB. Alam semesta yang tengah mengembang
pun memasuki Zaman Kegelapan, sebab tidak ada sumber daya bintang yang bisa
memancarkan cahaya.
Susunan materi yang hierarkis mulai
terbentuk lewat variasi-variasi kecil pada massa jenis. Materi lalu terhimpun
pada daerah-daerah dengan massa jenis yang paling tinggi, melahirkan awan-awan
gas dan bintang-bintang yang paling purba (metalisitas
III). Bintang-bintang besar ini memicu proses reionisasi
dan dipercaya telah menciptakan banyak unsur-unsur berat pada alam semesta
dini; unsur-unsur ini cenderung meluruh kembali menjadi unsur-unsur yang lebih
ringan, memperpanjang siklus.
Pengumpulan yang dipicu oleh
gravitasi mengakibatkan materi membentuk filamen-filamen dan menyisakan
ruang-ruang hampa di antaranya. Lambat laun, gas dan debu melebur dan membentuk
galaksi-galaksi primitif. Lama-kelamaan semakin banyak materi yang ditarik, dan
tersusun menjadi grup dan gugusan galaksi. Pada akhirnya, maha-gugusan yang
lebih besar pun terwujud.
Benda-benda lain yang memegang
peranan penting dalam struktur alam semesta adalah materi
gelap dan energi gelap. Benda-benda inilah
yang ternyata merupakan komponen utama dunia kita, di mana massa mereka
mencapai 96% dari massa keseluruhan alam semesta. Oleh sebab itu, upaya-upaya
terus dibuat untuk meneliti dan memahami segi fisika benda-benda ini.
2.5
Benda-benda
Langit
Berikut dibawah ini merupakan
macam-macam benda langit dan pengrtian nya:
1. Matahari
Berikut ini bentuk-bentuk bagian
matahari :
A.Inti
Inti Matahari diperkirakan merentang
dari pusatnya sampai 20–25% radius Matahari. Kepadatannya mencapai
150 g/cm3 (sekitar 150 kali lipat kepadatan air) dan suhu
mendekati 15,7 juta kelvin (K).Sebaliknya,
suhu permukaan Matahari kurang lebih 5.800 K. Analisis terkini terhadap
data misi SOHO menunjukkan
adanya tingkat rotasi yang lebih cepat di bagian inti ketimbang di seluruh zona
radiatif. Sepanjang masa hidup Matahari, energi dihasilkan oleh fusi nuklir melalui
serangkaian tahap yang disebut rantai p–p (proton–proton); proses ini
mengubah hidrogen menjadi helium. Hanya 0,8% energi Matahari yang
berasal dari siklus CNO.
Inti adalah
satu-satunya wilayah Matahari yang menghasilkan energi termal yang cukup
melalui fusi; 99% tenaganya tercipta di dalam 24% radius Matahari, dan fusi
hampir berhenti sepenuhnya pada tingkat 30% radius. Sisanya dipanaskan oleh
energi yang ditransfer ke luar oleh radiasi dari inti ke layar konvektif di
luarnya. Energi yang diproduksi melalui fusi di inti harus melintasi beberapa
lapisan dalam perjalanan menuju fotosfer sebelum lepas ke angkasa dalam bentuk
sinar matahari atau energi kinetik partikel.
B. Zona radiatif
Kurang lebih
di bawah 0,7 radius Matahari, material Matahari cukup panas dan padat
sampai-sampai radiasi termal adalah cara utama untuk mentransfer energi dari inti.
Zona ini tidak diatur oleh konveksi termal; meski
begitu suhunya turun dari kira-kira 7 juta ke 2 juta kelvin seiring
bertambahnya jarak dari inti. Gradien suhu ini kurang dari nilai tingkat selang adiabatik sehingga
tidak dapat menciptakan konveksi. Energi ditransfer oleh radiasi—ion hidrogen dan helium memancarkan foton, yang hanya bergerak sedikit
sebelum diserap kembali oleh ion-ion lain. Kepadatannya turun seratus kali
lipat (dari 20 g/cm3 ke 0,2 g/cm3) dari 0,25 radius
Matahari di atas zona radiasi.
Zona
radiatif dan zona konvektif dipisahkan oleh sebuah lapisan transisi, takhoklin. Ini adalah wilayah ketika
perubahan fenomena mencolok antara rotasi seragam di zona radiatif dan rotasi
diferensial di zona konveksi menghasilkan celah besar—kondisi ketika
lapisan-lapisan horizontal saling bergesekan berlawanan arah. Gerakan cair yang
ditemukan di zona konveksi di atasnya perlahan menghilang dari atas sampai
bawah lapisan ini, sama seperti karakteristik tenang zona radiatif di bawah.
Saat ini, diperkirakan bahwa sebuah dinamo magnetik di dalma lapisan ini
menciptakan medan magnet Matahari
(baca dinamo matahari).
C. Zona konvektif
Di lapisan
terluar Matahari, dari permukaannya sampai kira-kira 200.000 km di
bawahnya (70% radius Matahari dari pusat), suhunya lebih rendah daripada di
zona radiatif dan atom yang lebih berat tidak sepenuhnya terionisasikan.
Akibatnya, transportasi panas radiatif kurang efektif. Kepadatan gas-gas ini
sangat rendah untuk memungkinkan arus konvektif terbentuk. Material yang
dipanaskan di takhoklin memanas dan memuai, sehingga mengurangi kepadatannya
dan memungkinkan material tersebut naik. Pengaruhnya, konveksi termal
berkembang saat sel panas mengangkut
mayoritas panas ke luar hingga fotosfer Matahari. Setelah material tersebut
mendingin di fotosfer, kepadatannya meningkat, lalu tenggelam ke dasar zona
konveksi. Di sana material memanfaatkan panas dari atas zona radiatif dan
siklus ini berlanjut. Di fotosfer, suhu menurun hingga 5.7000 K dan
kepadatannya turun hingga 0,2 g/m3 (sekitar 1/6.000 kepadatan udara
di permukaan laut).
Kolom panas
di zona konveksi membentuk jejak di permukaan Matahari yang disebut granulasi dan supergranulasi. Konveksi turbulen di bagian
terluar interior Matahari ini menghasilkan dinamo "berskala kecil"
yang menciptakan kutub magnetik utara dan selatan di seluruh permukaan
Matahari. Kolom panas Matahari disebut sel Bénard dan berbentuk prisma heksagon.
D. Fotosfer
Permukaan
Matahari yang tampak, fotosfer, adalah lapisan yang di bawahnya Matahari
menjadi opak terhadap cahaya tampak. Di atas
fotosfer, sinar matahari yang tampak bebas berkelana ke angkasa dan energinya
terlepas sepenuhnya dari Matahari. Perubahan opasitas diakibatkan oleh
berkurangnya jumlah ion H− yang mudah menyerap cahaya tampak.
Sebalinya, cahaya tampak yang kita lihat dihasilkan dalam bentuk elektron dan
bereaksi dengan atom hidrogen untuk
menghasilkan ion H−.Tebal fotosfer puluhan sampai ratusan kilometer,
sedikit kurang opak daripada udara di Bumi. Karena
bagian atas fotosfer lebih dingin daripada bagian bawahnya, citra Matahari
tampak lebih terang di tengah daripada pinggir atau lengan cakram
matahari; fenomena ini disebut penggelapan lengan. Spektrum sinar matahari kurang
lebih sama dengan spektrum benda hitam yang
beradiasi sekitar 6.000 K, berbaur
dengan jalur penyerapan atomik dari lapisan tipis di atas
fotosfer. Fotosfer memiliki kepadatan partikel sebesar ~1023 m−3
(sekitar 0,37% jumlah partikel per volume atmosfer Bumi di permukaan
laut). Fotosfer tidak sepenuhnya terionisasikan—cakupan ionisasinya sekitar 3%,
sehingga nyaris seluruh hidrogen dibiarkan berbentuk atom.
Selama
penelitian awal terhadap spektrum optik fotosfer,
beberapa jalur penyerapan yang ditemukan tidak ada kaitannya dengan elemen kimia apapun yang
saat itu dikenal di Bumi. Pada tahun 1868, Norman Lockyer berhipotesis bahwa jalur-jalur
penyerapan ini terbentuk oleh elemen baru yang ia sebut helium, diambil
dari nama dewa matahari Yunani Helios. 25 tahun kemudian, helium berhasil
diisolasi di Bumi.
E. Atmosfer
Bagian
Matahari di atas fotosfer disebut atmosfer matahari. Atmosfer dapat
diamati menggunakan teleskop yang beroperasi di seluruh spektrum elektromagnet, mulai dari
radio hingga cahaya tampak sampai sinar gamma, dan
terdiri dari lima zona utama: suhu rendah, kromosfer, wilayah transisi, korona, dan heliosfer.
Heliosfer,
dianggap sebagai atmosfer terluar tipis Matahari, membentang ke luar melewati
orbit Pluto hingga heliopause yang membentuk batas dengan medium antarbintang. Kromosfer, wilayah transisi, dan korona jauh lebih
panas ketimbang permukaan Matahari. Alasannya belum terbukti tepat; bukti yang
ada memperkirakan bahwa gelombang Alfvén memiliki energi yang cukup untuk
memanaskan korona.
Lapisan
terdingin Matahari adalah wilayah suhu rendah yang terletak sekitar 500 km
di atas fotosfer dengan suhu kurang lebih 4.100 K. Bagian Matahari ini cukup dingin untuk memungkinkan
keberadaan molekul sederhana seperti karbon monoksida dan air,
yang dapt dideteksi melalui spektrum penyerapan mereka.
Di atas
lapisan suhu rendah ada lapisan setebal 2.000 km yang didominasi spektrum
emisi dan jalur penyerapan. Lapisan ini bernama kromosfer yang diambil
dari kata Yunani chroma, artinya warna, karena kromosfer terlihat
seperti cahaya berwarna di awal dan akhir gerhana matahari total. Suhu
kromosfer meningkat perlahan seiring ketinggiannya, berkisar sampai
20.000 K di dekat puncaknya. Di bagian teratas kromosfer, helium terionisasikan separuhnya.
Di atas
kromosfer, di a. wilayah transisi tipis
(sekitar 200 km), suhu naik cepat dari sekitar 20.000 K di atas kromosfer hingga mendekati suhu korona
sebesar 1.000.000 K.
Peningkatan suhu ini dibantu oleh ionisasi penuh helium di wilayah transisi,
yang mengurangi pendinginan radiatif plasma secara besar-besaran. Wilayah transisi
tidak terbentuk di ketinggian tetap. Wilayah ini membentuk semacam nimbus mengitari fitur-fitur kromosfer seperti spikula dan filamen dan memiliki gerakan tak teratur
yang konstan. Wilayah transisi sulit diamati dari permukaan Bumi, tetapi dapat
diamati dari luar angkasa menggunakan
instrumen yang sensitif terhadap spektrum ultraviolet ekstrem.
Korona adalah kepanjangan atmosfer telruar
Matahari yang volumenya lebih besar daripada Matahari itu sendiri. Korona terus
menyebar ke angkasa dan menjadi angin matahari yang
mengisi seluruh Tata Surya. Korona rendah, dekat permukaan Matahari, memiliki
kepadatan partikel sekitar 1015–1016 m−3.
Suhu rata-rata korona dan angin matahari sekitar 1.000.000–2.000.000 K; akan
tetapi, suhu di titik terpanasnya mencapai 8.000.000–20.000.000 K. Meski belum
ada teori lengkap seputar suhu korona, setidaknya sebagian panasnya diketahui
berasal dari rekoneksi magnetik.
Heliosfer, yaitu
volume di sekitar Matahari yang diisi plasma angin matahari, merentang dari
kurang lebih 20 radius matahari (0.1 AU) sampai batas terluar Tata Surya. Batas
terdalamnya ditetapkan sebagai lapisan tempat arus angin matahari menjadi superalfvénik—artinya
arus angin lebih cepat daripada kecepatan gelombang Alfvén. Turbulensi dan dorongan dinamis di
heliosfer tidak dapat memengaruhi bentuk korona matahari di dalamnya, karena
informasi hanya dapat bergerak pada kecepatan gelombang Alfvén. Angin matahari
terus bergerak ke luar melintasi heliosfer, membentuk medan magnet matahari
seperti spiral, sampai menyentuh heliopause lebih dari 50 AU dari
Matahari. Pada Desember 2004, wahana Voyager 1 melintasi
front kejut yang diduga sebagai bagian dari heliosfer. Kedua wahana Voyager
telah mencatat konsentrasi partikel energi yang tinggi saat mendekati batas
tersebut.
F. Medan magnet
Matahari
adalah bintang yang magnetnya aktif. Matahari memiliki medan magnet kuat dan
yang berubah-ubah tiap tahun dan berbalik arah setiap sebelas tahun di sekitar
maksimum matahari.Medan magnet Matahari mencadi penyebab sejumlah
dampak yang secara kolektif disebut aktivitas matahari, termasuk titik matahari di permukaan Matahari, semburan matahari, dan
variasi angin matahari yang mengangkut material melintasi Tata Surya. Dampak
aktivitas matahari terhadap Bumi meliputi aurora di lintang tengah sampai tinggi dan
gangguan komunikasi radio dan tenaga listrik. Aktivitas
matahari diduga memainkan peran besar dalam pembentukan dan evolusi Tata Surya. Aktivitas
matahari mengubah struktur atmosfer terluar Bumi.
Semua materi
di Matahari berbentuk gas dan bersuhu
tinggi, disebut plasma. Ini
membuat Matahari bisa berotasi lebih cepat di khatulistiwa (sekitar 25 hari)
daripada lintang yang lebih tinggi (sekitar 35 hari di dekat kutubnya). Rotasi diferensial lintang Matahari menyebabkan jalur medan magnetnya saling
terikat seiring waktu, menghasilkan lingkaran medan magnet dari
permukaan Matahari dan mencetus pembentukan titik matahari dan prominensa matahari. Aksi ikat-ikatan ini menciptakan dinamo matahari dan siklus aktivitas magnetik 11 tahun; medan
magnet Matahari berbalik arah setiap 11 tahun.Medan magnet matahari membentang
jauh melewati Matahari itu sendiri. Plasma angin matahari yang termagnetkan
membawa medan magnet Mathari ke luar angkasa dan membentuk medan magnet antarplanet.
2.
Planet
Jumlah
planet anggota tata surya yang telah diketahui ada 8 buah yaitu :
1)
Merkurius
5) Yupiter
2)
Venus
6) Saturnus
3)
Bumi
7) Uranus
4)
Mars
8) Neptunus
yang selalu
mengelilingi matahari. Berdasarkan kedudukan garis edarnya, planet-planet dapat
dibagi menjadi dua kelompok, yaitu planet dalam dan planet luar. Planet dalam adalah planet yang garis
edarnya terletak di antara garis edar bumi dan matahari. Yaitu Merkurius
dan Venus. Adapun Planet Luar
adalah planet-planet yang jarak jarak garis edarnya dari matahari lebih jauh
daripada garis edar bumi. Yaitu Mars. Yupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus.
Diantara planet-planet tersebut yang dapat dilihat langsung dengan mata
adalah Merkurius, Venus, Mars, Yupiter, dan Saturnus.
a) Planet Dalam
1.
Merkurius
Merkurius
adalah planet terdekat dari matahari, jaraknya sekitar 59 juta kilometer dari
matahari. Merkurius tidak mudah dilihat dengan mata telanjang. Merkurius tetapi
sering terlihat disaat fajar dan senja hari, sehingga dianggap sebagai bintang
pagi dan bintang malam.
Merkurius
merupakan planet terkecil kedua setelah planet Pluto, diameternya sekitar 4.862
km. merkurius bergerak mengelilingi matahari sekali putaran dalam waktu 88 hari
dan berotasi dengan periode 59 hari. Merkurius tidak memiliki satelit.
2.
Venus
Venus
merupakan planet terdekat kedua dari matahari dalam tata surya kita.
Jaraknya
dari matahari sekitar 108 juta km. permukaan planet ini diselimuti awan tebal
karbondioksida sehingga sulit dilihat. Awan tersebut menahan energi matahari
yang mengenai permukaan Venus sehingga energi tetap terperangkap. Hal ini
menyebabkan suhu permukaan planet Venus luar biasa tingginya, sekitar 480 C.
suhu ini cukup panas untuk melebur logam.
Ukuran Venus
hamper sama dengan Bumi, diameternya hanya berselisih sekitar 600 km lebih
kecil dari bumi. Venus mengelilingi matahari sekali putaran dalam 225 hari.
Periode rotasinya 243 hari dengan arah rotasi berlawanan dengan planet-plaenet
lain. Venus juga tidak memiliki satelit.
3.
bumi
Bumi
sebenarnya bukan planet yang
terbesar, namun bagi kita adalah
terpenting
dari seluruh planet, karena inilah tempat tinggal kita. Bumi adalah planet
kitiga dalam tata surya kita. Keadaan permukaan planet bumi sangat berbeda
dengan permukan planet Merkurius dan Venus. Suhu dan tekanan di permukaan bumi
memungkinkan air berada dalam wujud padat, cair, maupun gas.
Bumi berdiameter sekitar 12.700 km. rata-rata
periode revolusinya 365,25 hari dan periode rotasinya sekitar 24 jam. Bumi
memiliki satu satelit, yaitu Bulan.
b) Planet Luar
1. Mars
Mars
merupakan planet keempat dari matahari. Mars berukuran lebih kecil
dari bumi,
diameternya sekitar 6.800 km. jaraknya dari matahari sekitar 228 juta
kilometer, dengan periode revolusinya 687 hari, dan berotasi dengan periode
sekitar 24,6 jam.
2. Yupiter
Yupiter
adalah planet kelima dalam tata surya kita dan merupakan planet
Terbesar.
Garis tengah Yupiter 142.860 km, volumenya sekitar 1.300 kali volume bumi.
Meskipun letaknya jauh, yupiter lebih mudah dilihat karena dua hal, yaitu
ukurannya sangat besar dan memantulkan lebih dari 70% cahaya matahari yang
diterimanya. Yupiter memiliki 16 satelit empat diantaranya Io, Eropa, Ganymeda, dan Calisto.
3. Saturnus
Saturnus
merupakan benda langit yang sangat mempesona karena cincinnya.
Cincin
saturnus kelihatan lebih lebar dibandingkan cincin planet yang lain, karena
terdiri atas ratusan cincin-cincin kecil. Cincin kecil tersusun dari gas
beku dan butiran-butiran debu. Keindahan saturnus ini tidak begitu menonjol
karena letaknya sangat jauh. Saturnus berjarak 1.428 juta km dari matahari,
jarak ini hamper 10 kali jarak bumi-matahari, dengan diameter 120.00 km.
saturnus memiliki 21 satelit yang terbesar adalah Titan.
4. Uranus
Uranus
berotasi pada sumbu yang sebidang edarnya mengelilingi mathari. Ini berbeda
dengan planet-planet yang lain. Uranus berotasi dalam waktu 11 jam dan
berevolusi dalam waktu sekitar 84 tahun. Jarak Uranus dari matahari sekitar
2.870 juta km, dan diameter Uranus sekitar 50.100 km. Uranus memiliki 5
bsatelit yaitu Miranda, Ariel, Umbriel,
Titania, dan Oberon.
5. Neptunus
Neptunus
merupakan planet kedelapan dalam tata surya kita. Jaraknya darimatahari sekitar
4.500 juta km. untuk sekali putaran mengelilingi matahari, Neptunus membutuhkan
waktu 165 tahun. Periode rotasinya 16 jam. Diameter Neptunus hampir empat kali
siameter bumi, yaitu sekitar 48.600 km. neptunus memiliki delapan satelit, dua
diantaranya adalah Triton dan Nereid.
4.
Satelit
Satelit adalah anggota tata surya yang ukurannya lebih kecil daripada planet, berputar pada porosnya, beredar mengelilingi planet, kemudian bersama-sama dengan planet, berputar mengelilingi matahari. Satelit melakukan tigagerakan, yaitu berputar pada porosnya, berevolusi mengelilingi planet, dan berevolusi bersama planet mengelilingi matahari. Satelit ada dua macam yaitu :
Satelit adalah anggota tata surya yang ukurannya lebih kecil daripada planet, berputar pada porosnya, beredar mengelilingi planet, kemudian bersama-sama dengan planet, berputar mengelilingi matahari. Satelit melakukan tigagerakan, yaitu berputar pada porosnya, berevolusi mengelilingi planet, dan berevolusi bersama planet mengelilingi matahari. Satelit ada dua macam yaitu :
a)
Satelit alamiah yaitu satelit alamiah sudah ada dalam
tata surya dan bukan buatan manusia. contoh satelit alam adalah bulan.
b)
Satelit buatan yaitu satelit yang sengaja dibuat oleh
manusia yang memasuki ruang angkasa masuk ke orbit bumi, baik yang
berawak maupun yang tidak berawak.
Satelit buatan berguna untuk :
a.
Satelit astronomi: satelit yang digunakan untuk
mengamati planet, galaksi, dan benda luar angkasa lainnya.
b.
Satelit komunikasi: satelit buatan yang dipasang di
angkasa dengan tujuan telekomunikasi.
c.
Satelit pengamat bumi:satelit yang dirancang khusus
untuk mengamati bumi seperti pengamatan lingkungan, meteorologi, pembuatan
peta, dan lain sebagainya.
d.
Satelit navigasi: satelit yang menggunakan sinyal
radio yang disalurkan ke penerima dipermukaan tanah untuk menentukan lokasi
sebuah titik dipermukaan bumi seperti mengukur jarak antar bangunan.
e.
Satelit mata-mata: satelit pengamat bumi yang
digunakan untuk tujuan militer atau mata-mata.
f.
Satelit cuaca: satelit yang diguanakan untuk mengamati
cuaca dan iklim di bumi.
Satelit
Indonesia adalah satelit palapa dan disingkat SKSD (Sistem Komunikasi Satelit
Domestik)Palapa. Pusat pengendali satelit Palapa adalah di Cibinong, Bogor,
Jawa Barat.
5.
Asteroid
Asteroid
adalah benda-benda angkasa yang berada dalam serbuk asteroid, yakni daerah
antara orbit Mars dan Jupiter.
Ada dua teori asal mula asteroid :
Ada dua teori asal mula asteroid :
a)
Asteroid berasal dari planet yang terletak di antara
Mars dan Jupiter meledak karena efek gaya ganggu Jupiter dan membentuk
asteroid-asteroid.
b)
Asteroid terbentuk pada awal terbentuk pada awal
terbentuknya tata surya terdapat gukup partikel di antara Mars dan Jupiter yang
membentuk batu-batu berkelompok.
6. Meteor dan meteorid
Meteor
adalah benda-benda angkasa yang jatuh ke bumi yang pada saat menembus atmosfer
terbakar sehingga timbul nyala yang terlihat dari bumi. Meteorit adalah meteor
yang jatuh ke permukaan bumi.
Berdasarkan materi yang terkandung di dalamnya, meteorit di bedakan menjadi dua yaitu:
Berdasarkan materi yang terkandung di dalamnya, meteorit di bedakan menjadi dua yaitu:
1. meteorit
besi : terdiri 90% zat besi dan 10% nikel
2. meteorit batu : terdiri 10% besi dan nikel dan lainnya berupa silikon
2. meteorit batu : terdiri 10% besi dan nikel dan lainnya berupa silikon
7.
komet
Komet adalah benda langit yang
mengelilingi matahari
dengan garis edar berbentuk lonjong atau parabolis atau hiperbolis.
Kata "komet" berasal dari bahasa
Yunani, yang berarti "rambut panjang". Istilah lainnya adalah bintang berekor yang tidak
tidak tepat karena komet sama sekali bukan bintang Orang
Jawa menyebutnya sebagai lintang kemukus karena memiliki ekor seperti
buah kemukus
yang telah dikeringkan.
Komet terbentuk dari es dan debu Komet terdiri
dari kumpulan debu
dan gas yang membeku pada saat
berada jauh dari Matahari. Ketika mendekati Matahari, sebagian bahan penyusun komet menguap membentuk
kepala gas dan ekor.
Komet juga mengelilingi Matahari, sehingga termasuk dalam sistem tata surya.
Komet merupakan gas pijar dengan garis edar yang
berbeda-beda. Panjang "ekor" komet dapat mencapai jutaan km. Beberapa komet menempuh
jarak lebih jauh di luar angkasa daripada planet. Beberapa komet membutuhkan ribuan tahun untuk
menyelesaikan satu kali mengorbit Matahari.
Bagian-Bagian Komet
Bagian-bagian
komet terdiri dari inti, koma,
awan hidrogen, dan ekor. Bagian-bagian
komet sebagai berikut.
·
Inti, merupakan bahan yang sangat padat, diameternya mencapai beberapa
kilometer, dan terbentuk dari penguapan
bahan-bahan es penyusun komet, yang kemudian berubah
menjadi gas.
·
Lapisan hidrogen, yaitu lapisan yang menyelubungi koma, tidak tampak
oleh mata
manusia. Diameter awan hidrogen sekitar 20 juta
kilometer.
Inti komet adalah sebongkah batu dan salju. Ekor komet
arahnya selalu menjauh dari Matahari. Bagian ekor suatu komet terdiri dari dua
macam, yaitu ekor debu dan ekor gas. Bentuk ekor debu tampak
berbentuk lengkungan,
sedangkan ekor gas berbentuk lurus. Koma atau ekor komet tercipta
saat mendekati Matahari yaitu ketika sebagian inti meleleh menjadi gas. Angin
Matahari kemudian meniup gas tersebut sehingga menyerupai asap yang mengepul ke
arah belakang kepala komet. Ekor inilah yang terlihat bersinar dari bumi Sebuah
komet kadang mempunyai satu ekor dan ada yang dua atau lebih.
Berdasarkan bentuk dan panjang
lintasannya, komet dapat diklasifikasikan menjadi dua, yaitu sebagai berikut.
· Komet berekor panjang, yaitu komet
dengan garis lintasannya sangat jauh melalui daerah-daerah yang sangat dingin
di angkasa sehingga berkesempatan menyerap gas-gas daerah yang dilaluinya. Ketika
mendekati Matahari, komet tersebut melepaskan gas sehingga membentuk koma dan
ekor yang sangat panjang. Contohnya, komet Kohoutek yang melintas dekat
Matahari setiap 75.000 tahun sekali dan komet Halley setiap 76 tahun
sekali.
· Komet berekor pendek, yaitu komet
dengan garis lintasannya sangat pendek sehingga kurang memiliki kesempatan
untuk menyerap gas di daerah yang dilaluinya. Ketika mendekati Matahari, komet
tersebut melepaskan gas yang sangat sedikit sehingga hanya membentuk koma dan
ekor yang sangat pendek bahkan hampir tidak berekor. Contohnya komet Encke
yang melintas mendekati Matahari setiap 3,3 tahun sekali.
Sekarang telah dikenal banyak nama
komet, antara lain sebagai berikut.
·
Komet Ikeya-Seki, ditemukan pada bulan September
1965
oleh dua astronom Jepang, yaitu Ikeya dan T. Seki.
·
Komet Brooks Ditemukan Juli 1911 penemunya William
Robert Brooks dan nama belakangnya dijadikan nama komet ini.
·
Komet Kopff namanya berasal dari
nama penemunya yaitu August Kopff . Diperkirakan nampak setiap 6 tahun sekali.
7.5
Peranan ilmu astronomi dalam kehidupan sehari-hari
1. Utama-nya secara pragmatis
adalah penentuan/perhitungan almanak. Penentuan/perhitungan ini bagi sosio
kultur tertentu, kadang2 sangat sensitif.
Misalnya dalam Islam: penentuan tanggal 1 bulan Ramadhan dan penentuan tanggal 1 bulan syawal. Yang mana dalam almanak Islam, memakai peredaran bulan sebagai basis perhitungannya.
Misalnya dalam Islam: penentuan tanggal 1 bulan Ramadhan dan penentuan tanggal 1 bulan syawal. Yang mana dalam almanak Islam, memakai peredaran bulan sebagai basis perhitungannya.
Ada dua versi yaitu rukyat dan
hisab. Pada prinsipnya rukyat juga memakai hisab (perhitungan astronomi).
Sebetulnya dari berbagai versi perhitungan yg ada, tetap berdasarkan kapan
hilal (bulan muda) muncul. Hal ini dapat disatukan pendapatnya, (kalaudisepakati):
“Berapa derajat hilala kan kelihatan secaraoptis”.Sehingga perbedaan hari raya
lebaran tidak perlu terjadi.
2. Perhitungan/Patokan Arah bagi
para nelayan tradisional yang tidak mampu membeli peralatan navigasi yang
canggih. Dipakai terutama pada malam hari, dengan berpatokan pada rasi2
bintang.
3. Perhitungan kapan terjadinya
pasang surut air laut.
4. Perhitungan musim tanam para
petani. Di kalangan petani Jawa dikenal dengan istilah “petungan mongso”.
5. Untuk tujuan yang lebih canggih,
misalnya perhitungan manuver wahana antariksa untuk keperluan penelitian,
misalnya pada voyager milik USA.
Untuk bermanuver, harus dihitung kapan voyager bisa memasuki track/lintasan di sekitar sebuah planet, sehingga efek lontaran ketapel bisa dicapai untuk menuju ke lintasan tujuan berikutnya. Untuk keperluan seperti ini semua data2 lengkap astronomi mutlak diperlukan, seperti massa planet, radius planet, lintasan planet terhadap matahari, dsb.
Untuk bermanuver, harus dihitung kapan voyager bisa memasuki track/lintasan di sekitar sebuah planet, sehingga efek lontaran ketapel bisa dicapai untuk menuju ke lintasan tujuan berikutnya. Untuk keperluan seperti ini semua data2 lengkap astronomi mutlak diperlukan, seperti massa planet, radius planet, lintasan planet terhadap matahari, dsb.
III. KESIMPULAN
Kesimpulan
dari makalah ini adalah :
1.
Astronomi merupakan suatu ilmu fisika yang mempelajari benda-benda diruang
angkasa yang ada di alam semesta
2.
Ilmu astronomi memiliki cabang-cabang
yaitu cabang observasional, cabang teoritis dan cabang sfesifik
3.
Cabang-cabang observasional membahas
tentang astronomi radio,astronomi inframerah,astronomi optik, astronomi ultra
ungu,astronomi sinar gamma.
4.
Cabang-cabang sfesifik membahas tentang
astronomi surya,ilmu keplanetan,astronomi bintang,astronomi galaxi,astronomi
extragalaxi dan kosmologi
5.
Tata surya merupakan bagian dari
pembelajaran ilmu astronomi
6.
Tata surya terdiri dari
matahari,planet,satelit,asteroid,meteor dan meteorid dan komet
7.
Planet yang ada di tata surya berjumlah
8 palnet yaitu merkurius,venus,bumi,mars,jupiter,saturnus,uranus,neptunus
8.
Masing-masing planet yang ada di tata
surya memiliki ciri khas tersendiri dan ada juga yang memiliki satelit alami
9.
Ilmu astronomi digunakan dalam kehidupan
sehari-hari seperti dalam bidang navigasi bagi nelayan kapal, perhitungan
waktu, musim dan kalender.
DAFTAR
PUSTAKA
Amalia, Lily. 2004. Fisika 1 .Bandung: PT. Rosdakarya.
Barata, Bima. 2002. Fisika. Jakarta: Sagufindo Kinarya.
Darmodjo, Hendro dan Yeni. 2006. Materi Pokok Ilmu Alamiah Dasar.
Jakarta; Universitas Terbuka
Haryanto.1999.Ilmu Pengetahuan Alam.Jakarta:Erlangga.
Post a Comment