A.
Pengertian
Jagat Raya
Jagat Raya merupakan ruang yang sangat
luas tak terbatas. Jagat raya terdiri atas bermilyar-milyar galaksi, dan setiap
galaksi terdiri atas bermilyar-milyar bintang. Benda-benda langit yang
bertebaran di jagat raya sebenarnya masing-masing terikat pada suatu susunan
atau kumpulan-kumpulan tertentu, dan benda-benda langit ini ada yang bisa
terlihat secara langsung dengan mata telanjang maupun dengan teropong yang
besar. Besar kecilnya ukuran benda-benda langit yang terlihat bisa disebabkan
jarak antara benda-benda langit yang sangat jauh. Apabila langit dalam keadaan
cerah, kita akan melihat bintang-bintang di langit yang jumlahnya sangat
banyak. Disamping itu, kita akan melihat kenampakan seperti embun tipis yang
membentang dari utara ke selatan. Embun atau kabut tipis ini ternyata merupakan
kumpulan bintang-bintang yang jumlahnya banyak sekali, sebagai bagian daerah
galaksi kita yakni Bima Sakti atau Kabut Susu (Milky Way). Galaksi kita ini
berbentuk cakram (spiral). Bagian tengah galaksi Bima Sakti lebih tebal,
terdiri sekitar 80 milyar bintang, dan bagian tepinya semakin menipis terdiri
sekitar 20 milyar bintang. Dengan melihat galaksi Bima Sakti, sesungguhnya kita
berada di tengah-tengah rapatnya bintang-bintang.
B.
Perkembangan
Jagad Raya
Edwin Hubble seorang astronom Amerika
Serikat melakukan pengamatan terhadap galaksi, yaitu dengan pengukuran jarak
berdasarkan spektrum. Panjang gelombang galaksi-galaksi banyak yang bergeser
dari panjang gelombang yang seharusnya. Pergeseran panjang gelombang ini
dikenal dengan nama efek Doppler. Hasil pengamatan Hubble menunjukkan bahwa
spektrum galaksi bergeser ke arah panjang gelombang merah, yang berarti galaksi
bergerak menjauhi pengamat. Makin besar pergeseran merahnya makin cepat
gerakannya. Jika galaksi-galaksi saling menjauh maka konsekuensi logisnya dulu
saling berdekatan. Dengan menghitung mundur pergerakan galaksi-galaksi di alam
semesta, maka dahulu galaksi-galaksi tentulah saling berdekatan, bahkan
menyatu, dengan kerapatan massanya yang sangat besar. Pada kondisi ini tentunya
temperatur dan energi jagad raya ini amat sangat tinggi. Hal ini berarti bahwa
galaksi-galaksi bergerak saling menjauh dan jagat raya mengembang menjadi lebih
luas
C.
Teori
Terjadinya Jagat Raya
1.
Teori
Ledakan Besar (Big Bang)
Berdasarkan
teori jagat raya mengembang, dahulu kala galaksi-galaksi pernah saling
berdekatan. Dengan demikian, mungkin semua galaksi dalam jagat raya berasal
dari masa tunggal.
Dalam keadaan masa tunggal, jagat raya memiliki suhu dan
energii sangat besar. Untuk itu,
hanya
ledakan besarlah yang dapat menghancurkan masa tunggal
menjadi serpihan-
serpihan sebagai awal jagat raya. Teori ini didukung oleh Stephen Hawking,
seorang ahli fisika teoretis.
2. Teori
Keadaan Tetap
Teori
ini dipelopori oleh Fred Hoyle. Ia berpendapat bahwa materi baru (hydrogen)
diciptakan setiap saat untuk mengisi ruang kosong yang timbul dari pengembangan
jagat raya. Dalam kasus ini jagat raya tetap dan akan selalu tampak sama. Teori
ini bertentangan dengan hukum kekekalan energi, yakni energi tidak dapat
diciptakan dan dimusnahkan tetapi hanya dapat berubah bentuk.
D.
Pandangan
Manusia Terhadap Jagat Raya
Beberapa
pandangan mengenai jagat raya dapat dikelompokkan sebagai berikut:
1. Egosentris
/ Antroposentris, yaitu anggapan bahwa yang menjadi pusat alam semesta adalah
manusia.
2. Geosentris,
yaitu anggapan bahwayang menjadi pusat jagat raya adalah bumi.
3. Heliosentris,
yaitu anggapan bahwa yang menjadi pusat jagat raya adalah matahari.
4. Galaktosentris,
yaitu anggapan bahwa yang menjadi pusat jagat raya adalah galaksi.
Untuk
lebih mengenal beberapa anggapan atau pandangan manusis mengenai jagat raya,
kita kenal pandangan beberapa ahli berikut:
1.
Eodoxus
Eodoxus mengamati
adanya gerakan rektograde benda-benda langit. Dia berpendapat bahwa bumi diam
dan berada di tengah-tengah jagat raya. Di jagat raya terdapat beberapa lapisan
bola kaca atau bola langit dimana bintang-bintang berada pada bola kaca paling
luar atau paling jauh, kemudian disusul bola kaca tempat beredarnya Saturnus,
Yupiter, Mars, Matahari, Venus, dan sebagainya.
2.
Claudius
Ptolomeus / Ptolemy (140 M)
Pendapatnya: bumi
berada dalam keadaan diam di jagat raya, kemudian berturut-turut dikelilingi
oleh Bulan, Venus, Mercurius, Matahari, Mars, Jupiter, dan Saturnus. Ketujuh
benda langit tersebut selalu beredar mengelilingi bumi menjalani lintasan
masing-masing yang berbentuk lingkaran dan berturut-turut semakin jauh letaknya
dari bumi, semakin besar pula bentuk lingkarannya. Semua benda langit itu
terkurung oleh bola langit, dimana pada dindingnya melekat bintang-bintang yang
juga beredar mengelilingi bumi sepanjang lingkaran yang terletak paling
jauh/paling luar. Pandangan ini kemudian dikenal sebagai pandangan geosentris
dan dikenal pula sebagai system Ptolomeus atau system geosentrik. Kesulitan
terbesar pandangan ini adalah pembuktian bahwa beberapa planet secara periodik
mempunyai gerakan yang berbalik didalam lintasannya.
3.
Nicolas
Copernicus (1473-1543 M)
Merupakan tokoh pertama
yang memiliki pandangan heliosentris, yakni matahari sebagai pusat tata surya.
Didalam system heliosentris ini, bintang- bintang masih dianggap melekat pada
sebuah bola langit, dan beredar mengelilingi matahari. Antara matahari dan
bintang-bintang terdapat planet-planet termasuk bumi yang selalu beredar
mengelilinginya sepanjang lintasan-lintasan yang masng-masing berbentuk lingkaran.
Gerakan membalik planet-planet oleh Teori Copernicus dapat diterangkan karena
kecepatan bergerak planet-planet dan bumi dalam mengelilingi matahari
masing-masing tidak sama. Hukum Copernicus berbunyi:
a. Bumi beredar
mengelilingi sumbunya sekali sehari.
b. Bumi mengelilingi
matahari sekali dalam satu tahun.
Adapun kelemahan teori
Copernicus adalah anggapannya bahwa:
a. Bintang-bintang
beredar mengelilingi matahari.
b. Lintasan
planet-planet berbentuk lingkaran.
http://zulkifliamma.blogspot.com/2009_01_01_archive.html
http://astrofunclub.wordpress.com/2011/08/14/model-jagat-raya/
4. Tycho
Brahe (1546-1601 M)
Memadukan
geosentris dan heliosentris, sehingga ia berpendapat terdapat dua pusat jagat
raya yaitu bumi dan matahari. Bulan dan matahari beredar mengelilingi bumi,
sedangkan matahari dikelilingi planet-planet lain. Dan pada bagian luar bola
langit, terdapat bintang yang beredar pada orbitnya.
Persamaan Teori
Ptolomeus, Copernicus, dan Tycho Brahe:
a. Terdapat pusat
(pengendali tata surya atau jagat raya)
b. Bintang ditempatkan
pada bagian paling luar sphere
c. Sepakat terdapat
satu bola langit
d. Bulan adalah satelit
bumi sehingga pasti beredar mengelilingi bumi
e. Bentuk orbit berupa
lingkaran.
5. Galileo
Galilei (1564-1642 M)
Merupakan tokoh penemu
teropong (teleskop) pada tahun 1609, serta orang pertama yang menemukan hukum
“jatuh bebas”. Ia berpendapat bahwa bumi berbentuk bulat, dan bukan merupakan
pusat alam semesta. Keterangan Galilei ditentang oleh gereja, dan baru pada
tahun 1965 namanya direhabilitasi.
E. Anggota Jagat Raya
1. Galaksi
Benda-benda
langit berada dan bergerak di antariksa dengan sangat rapi dan teratur,
menunjukkan suatu keteraturan dengan perhitungan yang sangat cermat. Beberapa
benda-benda langit berkelompok membentuk suatu system bintang atau tata bintang
yang kemudian disebut sebagai galaksi. Sebuah galaksi terdiri dari berjuta-juta
bahkan bermilyar bintang atau benda langit. Jarak antara bintang-bintang pada
umumnya amat jauh sehingga alam semesta tampak “kosong”. Akan tetapi ada pula
beberapa puluh ribu bintang yang tampak mengelompok mengelilingi sebuah pusat
sehingga tampak seperti kabut. Selain itu ada pula benda langit yang memang merupakan
kabut (nebula) yang terdiri atas gumpalan gas kosmis yang maha besar. Ciri-ciri
sebuah galaksi (yang membedakannya dengan kabut kosmis atau nebula biasa)
adalah:
a. Galaksi-galaksi
mempunyai cahaya sendiri sehingga bukan cahaya fluorescensi atau cahaya
pantulan, dan cahaya itu member spectrum serap yang menunjukkan bahwa benda
penyinarnya itu adalah benda padat yang diliputi oleh gas-gas.
b. Jarak
antara galaksi yang satu dengan galaksi yang lain sejauh jutaan tahun cahaya.
c. Galaksi-galaksi
mempunyai bentuk-bentuk tertentu yang selalu mempunyai inti yang bercahaya di
pusatnya sehingga mudah dikenali.
Pada tahun 1925, Hubble
mengajukan klasifikasi galaksi yang sekarang telah diterima, Dalam bentuk
aslinya, klasifikasi itu membagi galaksi kedalam 4 kelas utama sebagai berikut:
a. Bulat
Panjang (E). Galaksi ini mempunyai struktur yang halus, dari suatu pusat yang
terang sampai tepi-tepi yang batasnya tidak begitu jelas.
b. Spiral
Normal (S). Galaksi bentuk ini menunjukkan lengkungan-lengkungan spiral yang
keluar dari sebuah nucleus atau pusat galaksi yang terang.
c. Spiral
Berpalang (SB). Lengkungan spiral galaksi bentuk ini keluar dari tepi-tepi
paling ujung dari sebuah palang pada nukleusnya.
d.
Galaksi
tak beraturan (I). Beberapa diantaranya setipe dengan dua galaksi yang disebut
Awan Magelanik dan diklasifikasikan magelanik tak beraturan (Im).
Untuk menentukan kecepatan galaksi, Hubble menggunakan Efek Doppler.
Efek Doppler adalah fenomena yang dialami, apabila sumber gelombang seperti
cahaya atau suara bergerak terhadap seorang pengamat atau pendengar. Apabila
sumber itu mendekati seseorang, orang ini akan mengetahui bahwa frekuensi
gelombang naik, suara menjadi bernada lebih tinggi atau cahaya condong menuju
ujung spektrum yaitu ungu. Apabila sumber itu menjauh orang, suara menjadi
bernada lebih rendah, atau cahaya condong menuju warna merah di ujung spectrum.
Pada pemeriksaan cahaya dari galaksi dengan spektroskop, Hubble memperlihatkan
bahwa garis-garis berubah dari posisi biasanya menuju ke ujung spectrum merah.
Ia menyimpulkan bahwa hal ini disebabkan oleh menjauhnya galaksi dari bumi.
Galaksi Bima Sakti (Milky Way), merupakan galaksi tempat tata surya kita
berada. Galaksi Bima Sakti terdiri dari bintang-bintang, kabut-kabut kosmis,
debu-debu, dan gas-gas kosmis lainnya yang tersebar tidak merata. Sebagian
besar terdapat di bagian tengah atau pusat galaksi Bima Sakti. Jadi, matahari
bersama bintang-bintang yang dapat kita lihat dengan mata telanjang serta
beribu-ribu bintang lain yang dapat Nampak hanya melalui teleskop, membentuk
suatu system bintang yang sangat besar berbentuk spiral dimana bagian tengahnya
menebal cembung dan dibagian tepi memipih (menyerupai bentuk cakram). Galaksi
Bima Sakti diperkirakan mempunyai diameter 100.000 tahun cahaya dan tebalnya 10.000
tahun cahaya. Matahari terletak sekitar 35.000 tahun cahaya dari pusat sistem
galaksi. Seluruh bagian galaksi Bima Sakti senantiasa berotasi atau berputar
terhadap inti galaksi.
2.
Bintang
Bintang adalah benda langit yang dapat memancarkan
cahaya dan panas sendiri. Diduga bintang berwujud bola gas yang amat besar,
yang sangat panas, dan menyala-nyala. Bintang-bintang dapat digolongkan sesuai
spectrumnya, yaitu garis cahaya terkuat yang dipancarkannya. Dikenal terdapat
tujuh golongan bintang, yakni golongan O, B, A, F, G, K, dan M.
a.
Bintang
golongan O adalah bintang termuda sekaligus terpanas diantara bintang-bintang
lainnya dengan suhu permukaan antara 30.2730C hingga 60.2730C. Populasinya
adalah yang terkecil, hanya 0,003% diantara bintang-bintang yang ada. Bintang
ini berwarna biru.
b.
Bintang
golongan B, memiliki suhu permukaan antara 10.2730C hingga 30.2730C. Bintang
ini berwarna biru keputihan, dengan populasi sekitar 0,13%.
c.
Bintang
golongan A, memiliki suhu permukaan antara 7.7730C hingga 10.2730C. Bintang ini
berwarna putih, dan populasinya hanya 0,63% diantara bintang-bintang.
d.
Bintang
golongan F, memiliki suhu permukaan antara 6.2730C hingga 7.7730C. Bintang ini
berwarna putih kekuningan, dengan populasi 3,1% diantara bintang-bintang.
e.
Bintang
golongan G, memiliki suhu permukaan antara 5.2730C hingga 6.2730C. Bintang ini
ditandai dengan ion kalsium tunggal yang kuat dengan warna kuning. Populasinya
adalah 8%.
f.
Bintang
golongan K, memiliki suhu permukaan antara 3.7730C hingga 5.2730C, ditandai
dengan warna jingga, memiliki populasi tergolong besar yakni 13% diantara
bintang-bintang.
g.
Bintang golongan M, merupakan bintang tertua
dan sekaligus terdingin. Bintang ini memiliki suhu permukaan lebih kecil
daripada 3.7730C. Bintang ini ditandai dengan warna merah, dengan populasi yang
terbesar yakni 78% diantara bintang-bintang.
|
TATA
SURYA
|
A.
Pengertian
Tata Surya
Tata
Surya merupakan kumpulan benda langit yang terdiri atas sebuah bintang yang
disebut Matahari dan semua objek yang terikat oleh gaya gravitasinya.
Objek-objek tersebut termasuk delapan buah planet yang sudah diketahui dengan
orbit berbentuk elips, lima planet kerdil/katai, 173 satelit alami yang telah
diidentifikasi, dan jutaan benda langit (meteor, asteroid, komet) lainnya.
Matahari, planet-planet, satelit, Meteor, asteroid, dan komet merupakan anggota
dari tata surya.
Tata
Surya terbagi menjadi Matahari, empat planet bagian dalam (Merkurius, Venus,
Bumi, dan Mars), sabuk asteroid, empat planet bagian luar (Jupiter, Saturnus,
Uranus, dan Neptunus), dan di bagian terluar adalah Sabuk Kuiper dan piringan
tersebar. Awan Oort diperkirakan terletak di daerah terjauh yang berjarak
sekitar seribu kali di luar bagian yang terluar.
B.
Proses
Terjadinya Tata Surya
Teori-teori
tentang proses terbentuknya tata surya dapat dikelompokan menjadi beberapa
teori, yaitu sebagai berikut.
1)
Teori
Nebula atau Hipotesis Kabut (Kant dan Laplace)
Teori Nebula pertama
kali dikemukakan seorang filsuf Jerman bernama Imanuel Kant. Menurutnya, tata
surya berasal dari nebula yaitu gas atau kabut tipis yang sangat luas dan
bersuhu tinggi yang berputar sangat lambat. Perputaran yang lambat itu
menyebabkan terbentuknya konsentrasi materi yang mempunyai berat jenis tinggi
yang disebut inti massa di beberapa tempat yang berbeda. Inti massa yang
terbesar terbentuk di tengah, sedangkan yang kecil terbentuk di sekitarnya.
Karena terjadi proses pendinginan, inti-inti massa yang lebih kecil berubah
menjadi planet-planet, sedangkan yang paling besar masih tetap dalam keadaan
pijar dan bersuhu tinggi yang disebut matahari. Teori nebula lainnya
dikemukakan oleh Pierre Simon Laplace. Menurut Laplace, tata surya berasal dari
bola gas yang bersuhu tinggi dan berputar sangat cepat. Karena perputaran yang
sangat cepat, sehingga terlepaslah bagian-bagian dari bola gas tersebut dalam
ukuran dan jangka waktu yang berbeda-beda. Bagian-bagian yang terlepas itu
berputar dan akhirnya mendingin membentuk planet-planet, sedangkan bola gas
asal dinamakan matahari.
2)
Teori
Planetesimal (Moulton dan Chamberlin)
Hipotesis planetisimal
dikemukakan oleh Thomas C. Chamberlin dan Forest R. Moulton, astronom Amerika.
Hipotesis planetisimal mengatakan bahwa matahari telah ada sebelumnya sebagai
salah satu dari bintang-bintang yang ada. Pada suatu masa, ada sebuah bintang
berpapasan pada jarak yang tidak terlalu jauh. Akibatnya terjadilah pasang naik
pada permukaan matahari maupun bintang itu. Sebagian massa matahari tertarik ke
arah bintang. Pada waktu bintang itu menjauh, sebagian massa matahari jatuh
kembali ke permukaan matahari dan sebagian lainnya terhambur ke ruang angkasa
sekitar matahari. Hal inilah yang dinamakan planetisimal yang kemudian menjadi
planet-planet dan benda angkasa lainnya dan beredar pada orbit masng-masing.
3)
Hipotesis
Pasang Surut Gas (Jeans dan Jeffreys)
Hipotesis pasang surut
bintang pertama kali dikemukakan oleh James Jeans pada tahun 1917. Astronom
Inggris Sir James Jeans dan Harold Jeffreys, mengemukakan pendapat bahwa tata
surya, pada awalnya hanya matahari saja tanpa mempunyai anggota. Planet-planet
dan anggota lainnya terbentuk karena adanya bagian dari matahari yang tertarik
dan terlepas oleh pengaruh gravitasi bintang yang melintas ke dekat matahari.
Bagian yang terlepas itu berbentuk seperti cerutu panjang (bagian tengah besar
dan kedua ujungnya mengecil) yang terus berputar mengelilingi matahari,
sehingga lama kelamaan mendingin membentuk bulatan-bulatan yang disebut planet.
4)
Hipotesis
Ledakan Bintang / Bintang Kembar (Lyttleton)
Hipotesis bintang
kembar awalnya dikemukakan oleh Fred Hoyle (1915-2001) pada tahun 1956.
Hipotesis mengemukakan bahwa dahulunya Tata Surya berupa dua bintang yang
hampir sama ukurannya dan berdekatan yang salah satunya meledak meninggalkan
serpihan-serpihan kecil. Serpihan itu terperangkap oleh gravitasi bintang yang
tidak meledak dan mulai mengelilinginya. Teori bintang kembar juga dikemukakan
astronom Inggris bernama Lyttleton. Teori ini menyatakan bahwa pada awalnya
matahari merupakan bintang kembar yang satu dengan lainnya saling mengelilingi,
pada suatu masa melintas bintang lainnya dan menabrak salah satu bintang kembar
itu dan menghancurkannya menjadi bagian-bagian kecil yang terus berputar dan
mendingin menjadi planet-planet yang mengelilingi bintang yang tidak hancur,
yaitu matahari.
5)
Hipotesis
Awan Debu (Weizsaecker dan Kuiper)
Weizsaecker dan Kuiper,
berpendapat bahwa tata surya berasal dari awan yang sangat luas yang terdiri
atas debu dan gas (hidrogen dan helium). Ketidakteraturan dalam awan tersebut
menyebabkan terjadinya penyusutan karena gaya tarik menarik dan gerakan
berputar yang sangat cepat dan teratur, sehingga terbentuklah piringan seperti
cakram. Inti cakram yang menggelembung menjadi matahari, sedangkan bagian
pinggirnya berubah menjadi planet-planet. Ahli astronomi lainnya yang
mengemukakan teori awan debu antara lain, F.L Whippel dari Amerika Serikat dan
Hannes Alven dari Swedia. Menurutnya, tata surya berawal dari matahari yang
berputar dengan cepat dengan piringan gas di sekelingnya yang kemudian
membentuk planet-planet yang beredar mengelilingi matahari.
C.
Matahari
Sebagai Pusat Tata Surya
Matahari
merupakan sumber energi untuk kehidupan yang berkelanjutan. Panas matahari
menghangatkan bumi dan membentuk iklim, sedangkan cahayanya menerangi Bumi
serta dipakai oleh tumbuhan untuk proses fotosintesis. Tanpa matahari, tidak
akan ada kehidupan di bumi karena banyak reaksi kimia yang tidak dapat
berlangsung.
Matahari
merupakan bintang terdekat dengan Bumi dengan jarak rata-rata sekitar 150 juta
kilometer (93.026.724 mil) yang berbentuk seperti bola raksasa dengan diameter
1.392.000 kilometer atau 865.000 mil, sama dengan 109 kali diameter bumi.
Matahari terbentuk dari gas hidrogen (74%) dan helium (25%). Senyawa penyusun
lainnya terdiri dari besi, nikel, silikon, sulfur, magnesium, karbon, neon,
kalsium, dan kromium. Cahaya matahari berasal dari hasil reaksi fusi hidrogen
menjadi helium. Matahari termasuk bintang berwarna kuning (Bintang golongan G)
yang berperan sebagai pusat tata surya. Seluruh komponen tata surya termasuk 8
planet dan satelit masing-masing, planet-planet kerdil, asteroid, komet, dan
debu angkasa berputar mengelilingi matahari.
Nicolas
Copernicus adalah orang pertama yang mengemukakan teori bahwa matahari adalah
pusat peredaran tata surya di abad 16. Teori ini kemudian dibuktikan oleh
Galileo Galilei dan pengamat angkasa lainnya. Teori yang kemudian dikenal
dengan nama ini mematahkan teori geosentris (bumi sebagai pusat tata surya)
yang dikemukakan oleh Ptolemy dan telah bertahan sejak abad ke dua sebelum
masehi.
Matahari
tergolong bintang tipe G, dengan ciri memiliki suhu permukaan sekitar 6.0000C
dan umumnya bertahan selama 10 juta tahun. Matahari diperkirakan berusia
sekitar 7 juta tahun lagi, sebelum hidrogen di intinya habis. Bila hal tersebut
terjadi, matahari akan berekspansi menjadi bintang raksasa berwarna merah yang
dingin dan 'memakan' planet-planet kecil di sekitarnya (mungkin termasuk Bumi)
sebelum akhirnya kembali menjadi bintang kerdil berwarna putih kembali.
Matahari
memiliki gaya gravitasi sebanding dengan 28 kali gravitasi di Bumi. Secara
teori hal tersebut berarti bila seseorang memiliki berat 100 kg di Bumi maka
bila berjalan di permukaan matahari beratnya akan terasa seperti 2.800 kg.
Gravitasi matahari memungkinkannya menarik semua komponen-komponen penyusunnya
membentuk suatu bentuk bola sempurna. Gravitasi matahari jugalah yang menahan
planet-planet yang mengelilinginya tetap berada pada orbit masing-masing.
Pengaruh dari gravitasi matahari masih dapat terasa hingga jarak 2 tahun cahaya.
Radiasi
matahari, lebih dikenal sebagai cahaya matahari, adalah campuran gelombang
elektromagnetik yang terdiri dari gelombang inframerah, cahaya tampak, sinar
ultraviolet. Semua gelombang elektromagnetik ini bergerak dengan kecepatan
sekitar 3,0 x 108 m/s. Oleh karena itu radiasi atau cahaya memerlukan waktu 8
menit untuk sampai ke bumi. Matahari juga menghasilkan sinar gamma, namun
frekuensinya semakin kecil seiring dengan jaraknya meninggalkan inti.
Sama halnya
dengan Bumi, Matahari juga berotasi pada sumbunya selama sekitar 27 hari untuk
mencapai satu kali putaran. Gerakan rotasi ini pertama kali diketahui melalui
pengamatan terhadap perubahan posisi bintik matahari. Sumbu rotasi matahari
miring sejauh 7,25° dari sumbu orbit bumi sehingga kutub utara matahari akan
lebih terlihat di bulan September sementara kutub selatan matahari lebih
terlihat di bulan Maret.
D.
Struktur
Matahari
Matahari memiliki 6 lapisan yang
memiliki karakteristik yang berbeda. Lapisan-lapisan tersebut diantaranya
adalah : inti matahari, zona radioaktif, dan zona konvektif yang membentuk
lapisan dalam (interior); fotosfer; kromosfer; dan korona sebagai daerah
terluar dari matahari.
1. Inti Matahari
Inti matahari adalah
area terdalam dari matahari dan merupakan tempat berlangsungnya reaksi fusi
nuklir helium menjadi hidrogen. Reaksi fusi nuklir (termonuklir) ini diperoleh
dari energi panas di dalam inti sehingga menyebabkan pergerakan elektron dan
proton sangat cepat dan bertabrakan satu dengan yang lain. Energi hasil reaksi
termonuklir di inti berupa sinar gamma dan neutrino memberi tenaga sangat besar
sekaligus menghasilkan seluruh energi panas dan cahaya yang diterima di bumi.
Energi tersebut dibawa keluar dari matahari melalui radiasi. Inti matahari
memiliki suhu pemecahan atom-atom menjadi elektron, proton, dan neutron.
Neutron yang tidak bermuatan akan meninggalkan inti menuju bagian matahari yang
lebih luar.
2. Zona
Radiatif
Zona ini adalah
daerah yang menyelubungi inti matahari. Energi dari inti dalam bentuk radiasi
berkumpul di daerah ini sebelum diteruskan ke bagian matahari yang lebih luar.
Kepadatan zona radiatif adalah sekitar 20 g/cm3 dengan suhu dari bagian dalam
ke luar antara 7 juta hingga 2 juta derajat Celcius. Suhu dan densitas zona
radiatif masih cukup tinggi, namun tidak memungkinkan terjadinya reaksi fusi
nuklir.
3. Zona
Konvektif
Zona ini adalah
lapisan di mana suhu mulai menurun. Suhunya sekitar 2 juta derajat Celcius (3.5
juta derajat Fahrenheit). Setelah keluar dari zona radiatif, atom-atom
berenergi dari inti matahari akan bergerak menuju lapisan lebih luar yang
memiliki suhu lebih rendah. Penurunan suhu tersebut menyebabkan terjadinya
perlambatan gerakan atom sehingga pergerakan secara radiasi menjadi kurang efisien
lagi. Energi dari inti matahari membutuhkan waktu 170.000 tahun untuk mencapai
zona konvektif. Saat berada di zona konvektif, pergerakan atom akan terjadi
secara konveksi di area sepanjang beberapa ratus kilometer yang tersusun atas
sel-sel gas raksasa yang terus bersirkulasi. Atom-atom bersuhu tinggi yang baru
keluar dari zona radiatif akan bergerak dengan lambat mencapai lapisan terluar
zona konvektif yang lebih dingin menyebabakan atom-atom tersebut
"jatuh" kembali ke lapisan teratas zona radiatif yang panas yang
kemudian kembali naik lagi. Peristiwa ini terus berulang menyebabkan adanya
pergerakan bolak-balik yang menyebabakan transfer energi seperti yang terjadi
saat memanaskan air dalam panci. Oleh sebab itu, zona konvektif dikenal juga
dengan nama zona pendidihan (the boiling zone). Materi energi akan mencapai
bagian atas zona konvektif dalam waktu beberapa minggu.
4. Fotosfer
Fotosfer merupakan
permukaan matahari yang meliputi wilayah setebal 500 kilometer dengan suhu
sekitar 5.500 derajat Celcius (10.000 derajat Fahrenheit). Sebagian besar
radiasi matahari yang dilepaskan keluar berasal dari fotosfer. Energi tersebut
diobservasi sebagai sinar matahari di bumi, 8 menit setelah meninggalkan
matahari.
5. Kromosfer
Kromosfer adalah
lapisan di atas fotosfer. Warna dari kromosfer biasanya tidak terlihat karena
tertutup cahaya yang begitu terang yang dihasilkan fotosfer. Namun saat terjadi
gerhana matahari total, di mana bulan menutupi fotosfer, bagian kromosfer akan
terlihat sebagai bingkai berwarna merah di sekeliling matahari.Warna merah
tersebut disebabkan oleh tingginya kandungan helium di sana.
6. Korona
Korona merupakan
lapisan terluar dari matahari. Lapisan ini berwarna putih, namun hanya dapat
dilihat saat terjadi gerhana karena cahaya yang dipancarkan tidak sekuat bagian
matahari yang lebih dalam. Saat gerhana total terjadi, korona terlihat
membentuk mahkota cahaya berwarna putih di sekeliling matahari. Lapisan korona
memiliki suhu yang lebih tinggi dari bagian dalam matahari dengan rata-rata 2
juta derajat Fahrenheit, namun di beberapa bagian bisa mencapai suhu 5 juta
derajat Fahrenheit.sekitar 15 juta derajat Celcius (27 juta derajat
Fahrenheit). Suhu dan tekanan yang sedemikian tingginya memungkinkan adanya
Beberapa ciri khas
yang dimiliki matahari diantaranya adalah:
a.
Lidah
Matahari (Prominensa)
Lidah api di
matahari atau juga disebut prominensa merupakan bagian matahari yang sangat
besar, terang, yang mencuat keluar dari permukaan matahari, seringkali
berbentuk loop (putaran).
Prominensa terjadi di
lapisan photosphere pada matahari dan bergerak keluar menuju korona matahari.
Jika korona merupakan gas-gas ionized yang sangat panas, dinamakan plasma, yang
tidak begitu memperlihatkan sinarnya, prominensa berisikan plasma yang lebih
dingin.
b.
Bintik
Matahari (Spot)
Bintik matahari
adalah granula-granula cembung kecil yang ditemukan di bagian fotosfer matahari
dengan jumlah yang tak terhitung. Bintik matahari tercipta saat garis medan
magnet matahari menembus bagian fotosfer. Ukuran bintik matahari dapat lebih
besar daripada bumi. Bintik matahari memiliki daerah yang gelap bernama umbra,
yang dikelilingi oleh daerah yang lebih terang disebut penumbra. Warna bintik
matahari terlihat lebih gelap karena suhunya yang jauh lebih rendah dari fotosfer.
Suhu di daerah umbra adalah sekitar 2.200°C sedangkan di daerah penumbra adalah
3.500°C.
c.
Angin
Matahari
Angin matahari adalah
suatu aliran partikel bermuatan (yakni plasma) yang menyebar ke segala arah
dari atmosfer terluar matahari yang dikenal dengan korona. Kecepatan alirnya
sekitar 400 km/dt, dengan waktu tempuh dari matahari ke bumi selama 4-5 hari.
Angin matahari tersusun terutama oleh elektron ber-energi tinggi dan proton,
yang mampu melepaskan diri dari gravitasi sebuah bintang karena energi
termalnya yang sangat tinggi. Banyak fenomena yang diakibatkan oleh angin
matahari, termasuk badai geomagnetik, aurora (cahaya utara), sebagai penyebab
mengapa arah ekor komet selalu menjauhi matahari, serta formasi bintang-bintang
jauh.
d.
Badai
Matahari
Badai matahari adalah
ledakan besar di atmosfer matahari yang dapat melepaskan energi sebesar 6 ×
1025 joule. Istilah ini juga digunakan untuk fenomena yang mirip di bintang
lain. Badai matahari mempengaruhi semua lapisan atmosfer matahari (fotosfer,
korona dan kromosfer). Kebanyakan badai terjadi di wilayah aktif disekitar
bintik matahari. Sinar X dan radiasi ultraviolet yang dikeluarkan oleh badai
matahari dapat mempengaruhi ionosfer Bumi dan mengganggu komunikasi radio.
E. Gerakan
Planet Mengelilingi Matahari
1.
Hukum
Kepler
Johanes Kepler
seorang berkebangsaan Jerman sependapat dengan Galilei. Kepler berhasil
menyusun 3 hukum yang terkenal dengan nama “Tiga Hukum Kepler”yang kemudian
menjadi dasar-dasar ilmu kinematika. 3 Hukum Kepler:
·
Hukum
Kepler I
Lintasan planet
mengelilingi matahari berbentuk elips dimana matahari berada pada salah satu
titik fokusnya (bukan pada pusatnya). Dalam satu kali orbit, gaya tarik menarik
tidak selalu sama sehingga terdapat jarak terjauh dengan matahari (aphelium)
sehingga mempunyai gaya tarik lemah, dan jarak terdekat dengan matahari
(perihelium) yang berakibat gaya tarik matahari terhadap planet menjadi kuat.
Gambar Hukum
Kepler I
Sumber:
www.commons.wikimedia.org
·
Hukum
Kepler II
Garis yang
menghubungkan planet dan matahari selama revolusi planet, melewati bidang yang
sama luasnya dalam jangka waktu yang sama. Suatu planet berada paling dekat
dengan matahari, gerakannya paling cepat. Begitu pula sebaliknya.
Gambar Hukum
Kepler II
Sumber:
www.lcsd.gov.hk Luas a = Luas b = Luas c (catatan: waktu tempuh sama)
·
Hukum
Kepler III
Kuadrat waktu
revolusi planet-planet berbanding lurus dengan pangkat tiga jarak rata-rata
planet dari matahari. P2 / J3 = Konstan P : waktu revolusi J : jarak antara
planet tersebut dengan matahari
2.
Hukum
Titius-Bode
Hukum Titius-Bode
(1766) berbunyi: “Jarak antara planet-planet dan matahari merupakan deret ukur:
0, 3, 6, 12, 24, 48 dan seterusnya (dengan mengecualikan suku pertama) dengan
perbandingan dua, kemudian tiap-tiap suku ditambah dengan 4.
3.
Hukum
Newton
“Dua buah benda
tarik-menarik dengan kekuatan berbanding lurus dengan hasil perbanyakan kedua
massanya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua benda itu.”
F. Anggota
Tata Surya
1.
Planet
Planet adalah benda
langit yang mengelilingi bintang sebagai pusat tata surya (matahari). Planet
tidak dapat menghasilkan cahaya sendiri namun dapat memantulkan cahaya. Planet
bergerak dengan arah yang sama mengelilingi matahari, tetapi dengan lintasan dan
jarak terhadap matahari yang berbeda-beda, lintasan planet merupakan bidang
yang berbentuk elips. Kebanyakan planet mempunyai satelit (pengiring) seperti
bulan sebagai satelit bumi. Planet yang tidak mempunyai satelit (pengiring)
yaitu merkurius dan venus. 8 Planet yang termasuk dalam anggota tata surya
adalah sebagai berikut:
1) Merkurius
Merkurius adalah
planet terdekat dengan matahari. Jarak antara merkurius dengan matahari tidak
tetap, kadang menempati jarak terdekat, kadang juga berada pada jarak terjauh
dengan matahari. Jarak rata-rata dengan matahari adalah 0,39 AU. Secara fisik,
diameter Merkurius mencapai 4.879 km. Waktu yang digunakan untuk melakukan satu
kali putaran pada porosnya (periode rotasi) adalah 58,6 hari. Volume merkurius
adalah sekitar 0,055 kali massa Bumi. Bentuk planet ini mirip Bulan, dengan
permukaan berupa lapisan tipis silikat. Komposisi pembentuk planet ini terdiri
atas besi dan unsur berat lain.
2) Venus
Venus adalah planet
terdekat kedua dari Matahari. Venus memiliki jarak terhadap matahari tidak
tetap. Jarak rata-rata antara Venus dengan matahari adalah 108 juta km.
Diameter Venus mencapai 12.100 km, sedangkan massanya sekitar 0,815 kali massa
bumi. Periode rotasinya adalah 243,2 hari, sedangkan periode revolusinya adalah
225 hari. Bentuk planet ini mirip Bumi dengan permukaan berupa awan tebal
dengan suhu permukaan 4800C. Komposisi pembentuk planet ini terdiri atas besi
dan unsur berat lain.
3) Bumi
Bumi adalah planet
terdekat ketiga matahari. Jarak rata-rata Bumi dengan Matahari adalah 150 juta
km. Diameter bumi adalah 12.760 km. Periode rotasinya adalah 24 jam, sedangkan
periode revolusinya 365,25 hari. Bumi terdiri dari tiga bagian: udara, air, dan
bagian padat (atmosfer, hidrosfer, dan litosfer). Udara yang mengelilingi Bumi
terdiri dari 78% nitrogen, 21% oksigen, dan 1% gas-gas lain. Air di Bumi hampir
96% tersusun dari hidrogen dan oksigen. Bagian gunung berapi, batuan endapan,
dan batuan metamorfik serta tanah. Bumi memiliki 1 buah satelit yakni bulan.
4) Mars
Mars merupakan planet
keempat dalam urutan tata surya. Jarak rata-rata dari matahari adalah 1,52 AU
atau 228 juta km. Diameter Mars mencapai 6.780 km, sedangkan massanya 0,11 kali
massa bumi. Periode rotasinya 24,6 jam, sedangkan periode revolusinya adalah
687 hari. Bentuk planet ini mirip Bumi dengan atmosfer mengandung CO, sedikit N
, Ar, CO, Ne, Kr, dan Xe. Jumlah satelit Mars adalah 2 buah yaitu Phobos dan
Deimos.
5) Jupiter
Jupiter adalah planet
terbesar dalam tata surya. Mempunyai jarak rata-rata dari matahari 5,2 AU atau
778,3 juta km. Diameternya 14.980 km dan memiliki massa 318 kali massa bumi.
Periode rotasinya 9,8 jam, sedangkan periode revolusinya adalah 11,86 tahun.
Atmosfer Jupiter mengandung hidrogen (H), helium (He), metana (CH), amonia (NH
). Jupiter memiliki 66 satelit, juga mempunyai empat cincin.
6) Saturnus
Saturnus adalah
planet terdekat keenam setelah Jupiter. Jarak rata-rata dari matahari adalah
9,54 AU atau 1.429,4 juta km. Diameternya mencapai 120.540 km dan memiliki
massa 59,2 kali dari massa bumi. Periode rotasi nya 10,7 jam, sedangkan periode
revolusinya adalah 29,5 tahun. Saturnus merupakan satu-satunya planet yang
memiliki cincin yang khas, berjumlah lebih dari 1000 buah namun tampak seperti
satu kesatuan. Atmosfer mengandung helium (He). Planet ini memiliki 62 satelit.
7) Uranus
Uranus memiliki jarak
rata-rata dengan matahari 19,18 AU atau 2.875 juta km. Diameternya 51.118 km
dan memiliki massa 14,54 massa bumi. Periode rotasinya 17,25 jam, sedangkan
periode revolusinya 84 tahun. Bentuk planet ini mirip dengan bulan dengan
permukaan berwarna hijau dan biru, dibungkus atmosfer yang mengandung hidrogen
(H), helium (He), metana (CH ), dan etana. Uranus memiliki 27 satelit dan 18
buah cincin.
8) Neptunus
Neptunus memiliki
jarak rata-rata dari matahari 30,1 AU atau 4.450 juta km. Diameternya 49.530 km
dan memiliki massa 17,2 kali massa bumi. Periode rotasinya 16,1 jam, Sedangkan
periode revolusinya 164,8 tahun. Bentuk planet ini mirip dengan bulan dengan
permukaan terdapat lapisan silikat. Planet Neptunus memiliki 13 buah satelit.
2.
Satelit
Satelit adalah
anggota tata surya yang ukurannya lebih kegil daripada planet, berputar pada
porosnya, beredar mengelilingi planet, kemudian bersama-sama dengan planet,
berputar mengelilingi matahari. Satelit melakukan tiga gerakan, yaitu berputar
pada porosnya, berevolusi mengelilingi planet, dan berevolusi bersama planet
mengelilingi matahari. Satelit ada dua macam yaitu :
a.
Satelit
alamiah
Satelit alamiah sudah
ada dalam tata surya dan bukan buatan manusia, misalnya bulan sebagai satelit
alamiah bumi.
b.
Satelit
buatan
Satelit buatan adalah
pesawat kendaraan ruang angkasa masuk ke orbit bumi, baik yang berawak maupun
yang tidak berawak.
3.
Asteroid
Asteroid atau
Planetoid adalah batu-batuan yang bergerak mengelilingi Matahari, tetapi
ukurannya sangat kecil untuk digolongkan sebagai planet, sehingga Asteroid
disebut Planetoid atau planet kerdil. Sebagian besar Asteroid menempati sabuk
utama yang berada di antara orbit Mars dengan Jupiter. 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 terbentuknya tata surya, terdapat cukup banyak partikel di
antara Mars dan Jupiter yang membentuk batu-batu berkelompok.
4.
Meteoroid,
Meteor, Meteorit
Meteoroid adalah
benda-benda padat yang bertebaran di angkasa yang berasal dari pecahahan
asteroid, materi ekor komet yang tercecer, atau pecahan benda langit lain.
Meteor atau bintang beralih adalah benda langit yang sangat kecil yang terdiri
atas debu, pasir, atau kersik langit yang bergerak mengelilingi Matahari
seperti planet. Timbulnya jalur cahaya di langit, karena meteor bergerak dengan
cepat ketika memasuki atmosfer bumi sehingga menjadi panas dan terbakar yang
pada akhirnya menyala. Meteorit atau batu bintang beralih adalah meteor yang
berukuran sangat besar sehingga tidak terbakar habis saat memasuki atmosfer.
5.
Komet
Komet adalah benda
langit yang diselimuti awan dan gas sehingga tampak seperti bintang berekor
ketika mendekati matahari. Bagian-bagian komet :
a.
Kepala
komet
Kepala komet terdiri
dari Inti komet (nucleus) dan rambut (Cuma). Kepala komet merupakan pusat sinar
atau cahaya sekaligus pusat energi bagi komet.
b.
Ekor
komet
Ekor komet dapat
dibedakan menjadi tiga bagian yaitu ekor gas (yang lurus terhadap kepala), ekor
debu (yang arahnya menyamping terhadap kepala komet), dan ekor ion (bagian ekor
komet yang tidak beraturan arahnya). Arah ekor komet selalu menjauh dari
matahari, karena ekor komet terdorong oleh radiasi matahari dan angin matahari.
Sumber :
http://www.lcsd.gov.hk/CE/Museum/Space/EducationResource/Universe/framed_e/lecture/ch03/ch03.html
http://www.lcsd.gov.hk/CE/Museum/Space/EducationResource/Universe/framed_e/lecture/ch07/ch07.html
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:1st_Kepler%C2%B4s_law.svg
http://www.lcsd.gov.hk/CE/Museum/Space/EducationResource/Universe/framed_e/lecture/ch18/ch18.html
http://www.lcsd.gov.hk/CE/Museum/Space/EducationResource/Universe/framed_e/lecture/ch19/ch19.htm
