BAB 3

BAB 3

3.Mendeskripsikan tata surya dan jagad raya.

A. TATA SURYA (THE SOLAR SYSTEM) Tata Surya, adalah suatu sistem di jagat raya yang terdiri atas matahari sebagai pusatnya dan planet-planet (termasuk Planet Bumi), satelit-satelit alam (misalnya bulan), asteroid, komet, meteor, debu, kabut, dan bendabenda lainnya sebagai anggotanya yang beredar mengelilingi pusatnya, yakni matahari pada orbit atau garis edarnya masing-masing. Berdasarkan pengertian tersebut, dapatlah diduga bahwa bintang-bintang yang lainnya kemungkinan besar mempunyai sistem seperti tata surya. Dengan kata lain, bukan tidak mungkin setiap bintang mempunyai sistem bintang seperti matahari, sebab matahari hanya merupakan satu dari milyaran bintang yang ada di jagat raya. 1. Teori terjadinya tata surya Teori-teori tentang proses terbentuknya tata surya dapat dikelompokan menjadi beberapa teori, yaitu sebagai berikut. a. Teori nebula (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. b. Teori planetesimal (Moulton dan Chamberlain) Moulton dan Chamberlain, berpendapat bahwa tata surya berasal dari adanya bahan-bahan padat kecil yang disebut planetesimal yang mengelilingi inti yang berwujud gas bersuhu tinggi. Gabungan bahan-bahan padat kecil itu kemudian membentuk planet-planet, sedangkan inti massa yang bersifat gas dan bersuhu tinggi membentuk matahari. c. Teori pasang surut (Jeans dan Jeffreys) Astronom Jeans dan 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. d. Teori bintang kembar (Lyttleton) Teori bintang kembar 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 planetplanet yang mengelilingi bintang yang tidak hancur, yaitu matahari. e. Teori 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 planetplanet. 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. 2. Struktur tata surya Benda-benda angkasa yang termasuk struktur utama dari tata surya adalah sebagai berikut: a. Matahari (The Sun) b. Planet-planet (The Planets) c. Bulan (The Moon) dan satelit alam lainnya d. Asteroid e. Komet a. Matahari (The Sun) sebagai pusat tata surya Matahari merupakan salah satu bintang di dalam Galaksi Bima Sakti yang mempunyai fungsi dan peranan paling penting di dalam struktur tata surya. Hal itu disebabkan matahari merupakan bagian dari tata surya yang mempunyai ukuran, massa, volume, temperatur, dan gravitasi yang paling besar, sehingga matahari mempunyai pengaruh yang sangat besar pula terhadap benda-benda angkasa yang beredar mengelilinginya. Matahari mempunyai garis tengah sekitar 1.392.000 km atau sekitar 109 kali garis tengah bumi. Massa atau berat totalnya sekitar 332.000 kali bumi, volumenya diperkirakan 1.300.000 kali bumi dan temperatur di permukaannya sekitar 6.0000 C, sedangkan temperatur di pusatnya sekitar 15.000.000 0 C. Temperatur matahari yang sangat tinggi menurut Dr. Bethe (1938) disebabkan oleh adanya reaksi inti di dalam tubuh matahari. Ia berpendapat bahwa dalam keadaan panas dan tekanan yang sangat tinggi, atom-atom di dalam tubuh matahari akan kehilangan elektron-elektronnya sehingga menjadi inti atom yang bergerak ke berbagai arah dengan kecepatan yang sangat tinggi dan menimbulkan tumbukan antarinti atom yang menyebabkan penghancuran sebagian massanya (Massa Defect) dan berubah menjadi energi panas dan cahaya yang dipancarkan ke berbagai arah. 1) Struktur Matahari Secara garis besar, struktur matahari terdiri atas tiga bagian utama, yaitu sebagai berikut. a) Atmosfer Matahari Atmosfer Matahari adalah lapisan paling luar dari matahari yang berbentuk gas, yang terdiri atas dua lapisan yaitu kromosfer dan korona. Kromosfer merupakan lapisan atmosfer Matahari bagian bawah yang terdiri atas gas yang renggang berwarna merah dengan ketebalan sekitar 10.000 km. Lapisan gas ini merupakan lapisan yang paling dinamis karena seringkali muncul tonjolon cahaya berbentuk lidah api yang memancar sampai ketinggian lebih dari 200.000 km yang disebut Prominensa (Protuberans). Korona adalah lapisan atmosfer matahari bagian atas yang terdiri atas gas yang sangat renggang berwarna putih atau kuning kebiruan dan mempunyai ketebalan mencapai ribuan kilometer. Lapisan atmosfer Matahari yaitu kromosfer dan korona dalam keadaan normal tidak dapat terlihat jelas dari bumi, sebab tingkat terangnya lebih rendah daripada lapisan permukaan Matahari. Atmosfer Matahari (Kromosfer, Korona, dan Prominensa) hanya dapat terlihat jelas apabila bulatan matahari tertutup oleh bulatan bulan ketika terjadi gerhana matahari total atau melalui pengamatan dengan menggunakan alat Koronagraf. b) Fotosfer Matahari Fotosfer Matahari adalah lapisan berupa bulatan berwarna perak kekuningan yang terdiri atas gas padat bersuhu tinggi. Pada fotosfer matahari seringkali terlihat adanya bintik atau noda hitam berdiameter sekitar 300.000 km, bahkan ada yang berdiameter lebih besar daripada diameter bumi dengan kedalaman sekitar 800 km yang disebut umbra. Di sekeliling umbra biasanya terdapat lingkaran yang lebih terang disebut penumbra. Noda-noda hitam pada matahari secara keseluruhan dinamakan Sun spots. Pergeseran sun spots pada permukaan fotosfer matahari dapatlah dijadikan acuan atau bukti yang kuat tentang gerakan rotasi matahari yang berlangsung sekitar 25,5 hari di bagian ekuator dan sekitar 27 hari di bagian kutub matahari untuk satu kali putaran. Perbedaan waktu rotasi di ekuator dan kutub matahari disebabkan oleh materi dari matahari yang terdiri atas gas yang berbeda tingkat kerenggangannya (densitas). c) Barisfer atau inti Matahari Inti Matahari, adalah bagian dari matahari yang letaknya paling dalam, berdiameter sekitar 500.000 km dan temperatur sekitar 15.000.0000 C. Pada barisfer berlangsung reaksi inti beranting putar yang menyebabkan terjadinya sintesa hidrogen menjadi helium dengan karbon sebagai katalisatornya. 2) Pergerakan Matahari Matahari tidaklah dalam keadaan statis, tetapi selalu bergerak baik secara individu maupun sistem. Adapun gerakan matahari secara garis besar terdiri atas gerak rotasi dan revolusi. Rotasi Matahari, adalah gerakan matahari berputar pada sumbunya yang berlangsung sekitar 25,5 hari di bagian ekuator dan sekitar 27 hari di bagian kutub matahari untuk satu kali putaran. Perbedaan waktu rotasi di ekuator dan kutub matahari disebabkan oleh materi dari matahari yang terdiri atas gas yang berbeda tingkat kerenggangannya (densitas). Revolusi Matahari, adalah gerakan matahari beserta anggota-anggotanya mengelilingi pusat galaksi Bima Sakti. 3) Peranan Matahari terhadap kehidupan di planet Bumi Matahari merupakan benda angkasa yang mempunyai cahaya sendiri. Oleh karena itu, matahari mempunyai peranan sangat penting, antara lain sebagai sumber cahaya dan panas bagi planet-planet di sekitarnya termasuk planet bumi, sehingga kehidupan manusia, tumbuhan dan hewan di planet bumi dapat berlangsung. Selain sebagai sumber panas dan cahaya, matahari mempunyai peranan penting lainnya, yaitu sebagai pengatur variasi iklim dan cuaca di muka bumi, sehingga memungkinkan terjadinya variasi kehidupan di muka bumi. b. Planet-planet (The planets) Kata planet berasal dari bahasa Yunani yaitu planetai, yang berarti pengembara. Hal ini disebabkan kedudukan planet terhadap bintang tidaklah tetap. Planet adalah benda angkasa yang tidak mempunyai cahaya sendiri, berbentuk bulatan, dan beredar mengelilingi bintang (Matahari). Sebagian besar planet mempunyai pengiring atau pengikut yang disebut Satelit yang beredar mengelilingi planet. Sebelumnya, para ahli menetapkan bahwa di dalam tata surya terdapat sembilan planet. Sembilan planet tersebut berdasarkan urutannya dari matahari yang terdiri atas planet Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus dan Pluto. Sejalan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang dimiliki manusia, maka berdasarkan Sidang Umum International Astronomical Union (IAU) ke-26, pada tanggal 25 Agustus 2006 di Praha, ditetapkan delapan planet dengan mengeluarkan Planet Pluto dari Sistem Tata Surya kita. Sementara itu, Pluto diturunkan statusnya sebagai kategori planet kerdil bersama-sama dengan Xena dan Asteroid Ceres. Keputusan mengeluarkan Pluto yang sudah menjadi anggota keluarga planet tata surya selama 76 tahun merupakan konsekuensi ditetapkannya definisi baru tentang planet. Dalam resolusi tersebut, sebuah benda langit bisa disebut planet apabila memenuhi tiga syarat, yakni mengorbit matahari, berukuran cukup besar sehingga mampu mempertahankan bentuk bulat, dan memiliki jalur orbit yang jelas dan “bersih” (tidak ada benda langit lain pada orbit tersebut). Dari kriteria ini, planet Pluto memiliki kelemahan, antara lain ukurannya sangat kecil dan bentuk orbitnya yang memanjang dan memotong orbit Neptunus, sehingga dalam perjalanannya mengelilingi matahari, Pluto kadang-kadang lebih dekat dengan matahari dibandingkan Neptunus Planet-planet yang ada di tata surya dapat diklasifikasikan berdasarkan beberapa kriteria, antara lain sebagai berikut. 1) Berdasarkan massanya, planet dapat dikelompokan menjadi dua macam, yaitu sebagai berikut: a) Planet bermassa besar (Superior planet), terdiri atas Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus. b) Planet bermassa kecil (Inferior Planet), terdiri atas Merkurius, Venus, Bumi, dan Mars. 2) Berdasarkan jaraknya ke matahari, planet dapat dibedakan atas planet dalam dan planet luar. a) Planet dalam (Interior planet), yaitu planet-planet yang jarak rataratanya ke matahari lebih pendek daripada jarak rata-rata Planet Bumi ke Matahari. Berdasarkan kriteria tersebut, maka yang termasuk planet dalam, adalah Planet Merkurius dan Venus. Planet Merkurius ataupun Venus mempunyai kecepatan beredar mengelilingi matahari berbeda-beda, sehingga letak atau kedudukan planet tersebut bila dilihat dari bumi akan berubah-ubah pula. Sudut yang dibentuk oleh garis yang menghubungkan Bumi-Matahari dengan suatu planet disebut elongasi. Besarnya sudut elongasi yang dibentuk oleh garis yang menghubungkan Bumi-Matahari-Merkurius yaitu antara 00-280, sedangkan sudut elongasi Bumi-matahari-Venus adalah 00-500. Berdasarkan besarnya sudut elongasi paling besar yang dapat dicapai oleh planet tersebut, sehingga dapat dihitung lamanya waktu planet Merkurius dan Venus terlihat dari bumi, yakni Planet Merkurius 28 dapat terlihat dari bumi paling lama sekitar ––– × 24 jam = 360 1 jam 52 menit, sedangkan Planet Venus dapat terlihat dari bumi 50 paling lama sekitar ––– × 24 jam = 3 jam 20 menit. Elongasi 360 planet dalam (interior planet) dapat dibedakan menjadi dua, yaitu elongasi barat, jika posisi suatu planet berada di sebelah barat matahari dilihat dari bumi dan elongasi timur, jika posisi suatu planet berada di sebelah timur matahari dilihat dari bumi. Planet Venus ataupun Merkurius yang berada pada posisi elongasi barat akan terbit terlebih dahulu di ufuk timur pada saat matahari masih berada di bawah horizon timur, sehingga planet tersebut terlihat berkilauan dilihat dari bumi karena sinar matahari yang diterimanya dipantulkan kembali ke bumi. Oleh karena itu, orang-orang di bumi menyebut Planet Venus atau Merkurius yang sedang berada pada kedudukan elongasi barat sebagai Bintang Timur. Sebaliknya apabila planet Merkurius atau Venus sedang berada pada posisi elongasi Timur, maka-planet-planet itu akan memantulkan cahaya matahari beberapa saat setelah matahari terbenam di ufuk barat, sehingga akan terlihat dari bumi sebagai Bintang Senja. b) Planet luar (Eksterior planet), yaitu planet-planet yang jarak rataratanya ke matahari lebih panjang daripada jarak rata-rata Planet Bumi ke Matahari. Termasuk ke dalam kelompok planet luar, yaitu Planet Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus. Dilihat dari bumi, sudut elongasi kelompok planet luar berkisar antara 00–1800. Bila elongasi salah satu planet mencapai 1800 hal ini berarti planet tersebut sedang berada dalam kedudukan oposisi, yaitu kedudukan suatu planet berlawanan arah dengan posisi matahari dilihat dari bumi. Pada saat oposisi, berarti planet tersebut berada pada jarak paling dekat dengan bumi. Bila elongasi salah satu planet mencapai 00 berarti planet tersebut mencapai kedudukan konjungsi, yaitu suatu kedudukan planet yang berada dalam posisi searah dengan matahari dilihat dari bumi. Pada saat konjungsi, berarti planet tersebut berada pada jarak paling jauh dengan bumi. Contoh soal: 1) Matahari terbit di ufuk timur pukul 06.00 dan terbenam di ufuk barat pukul 18.00, pukul berapakah planet Merkurius akan terbit, apabila planet tersebut sedang elongasi barat sebesar 15 0 ? Jawab: Diketahui : Elongasi barat Planet Merkurius sebesar 15 0 15 Waktu yang diperlukan : ––– × 24 jam = 1 jam 360 Planet Merkurius terbit : Pukul 06.00 – 1 jam = pukul 05.00 2) Matahari terbit di ufuk timur pukul 06.00 dan terbenam di ufuk barat pukul 18.00, pukul berapakah Planet Mars akan terbenam, apabila planet tersebut sedang elongasi timur sebesar 45,5 0? Jawab : Diketahui : Elongasi timur Planet Mars sebesar 45,5 0 45,5 Waktu yang diperlukan : –––– × 24 jam = 3 jam 18 menit 360 Planet Mars terbenam : pukul 18.00 – 3 jam 18 menit = pukul 21.18 l Berikut ini dijelaskan satu persatu mengenai planet-planet sebagai anggota tata surya. 1) Merkurius Merkurius merupakan planet paling dekat ke matahari, jarak rata-ratanya hanya sekitar 57,8 juta km. Akibatnya, suhu udara pada siang hari sangat panas (mencapai 4000C), sedangkan malam hari sangat dingin (mencapai -2000 C). Perbedaan suhu harian yang sangat besar disebabkan planet ini tidak mempunyai atmosfer. Merkurius berukuran paling kecil, garis tengahnya hanya 4.850 km hampir sama dengan ukuran bulan (diameter 3.476 km). Planet ini beredar mengelilingi matahari dalam suatu orbit eliptis (lonjong) dengan periode revolusinya sekitar 88 hari, sedangkan periode rotasinya sekitar 59 hari. 2) Venus Venus merupakan planet yang letaknya paling dekat ke bumi, yaitu sekitar 42 juta km, sehingga dapat terlihat jelas dari bumi sebagai suatu noktah kecil yang sangat terang dan berkilauan menyerupai bintang pada pagi atau senja hari. Venus sering disebut sebagai bintang kejora pada saat Planet Venus berada pada posisi elongasi barat dan bintang senja pada waktu elongasi timur. Kecemerlangan planet Venus disebabkan pula oleh adanya atmosfer berupa awan putih yang menyelubunginya dan berfungsi memantulkan cahaya matahari. Jarak rata-rata Venus ke matahari sekitar 108 juta km, diselubungi atmosfer yang sangat tebal terdiri atas gas karbondioksida dan sulfat, sehingga pada siang hari suhunya dapat mencapai 4770 C, sedangkan pada malam hari suhunya tetap tinggi karena panas yang diterima tertahan atmosfer. Diameter planet Venus sekitar 12.140 km, periode rotasinya sekitar 244 hari dengan arah sesuai jarum jam, dan periode revolusinya sekitar 225 hari. 3) Bumi (The Earth) Bumi merupakan planet yang berada pada urutan ketiga dari matahari. Jarak rata-ratanya ke matahari sekitar 150 juta km, periode revolusinya sekitar 365,25 hari, dan periode rotasinya sekitar 23 jam 56 menit dengan arah barat-timur. Planet bumi mempunyai satu satelit alam yang selalu beredar mengelilingi bumi yaitu Bulan (The Moon). Diameter Bumi sekitar 12.756 km hampir sama dengan diameter Planet Venus. 4) Mars Mars merupakan planet luar (eksterior planet) yang paling dekat ke bumi. Planet ini tampak sangat jelas dari bumi setiap 2 tahun 2 bulan sekali yaitu pada kedudukan oposisi. Sebab saat itu jaraknya hanya sekitar 56 juta km dari bumi, sehingga merupakan satu-satunya planet yang bagian permukaannya dapat diamati dari bumi dengan mempergunakan teleskop, sedangkan planet lain terlalu sulit diamati karena diselubungi oleh gas berupa awan tebal selain jaraknya yang terlalu jauh. Keadaan di Mars paling mirip dengan bumi, sehingga memungkinkan terdapatnya kehidupan. Karena itu, para astronom lebih banyak menghabiskan waktu mempelajari Mars daripada planet lain. Jarak rata-rata ke Matahari sekitar 228 juta km, periode revolusinya sekitar 687 hari, sedangkan periode rotasi sekitar 24 jam 37 menit. Diameter planet sekitar setengah dari diameter bumi (6.790 km), diselimuti lapisan atmosfer yang tipis, dengan suhu udara relatif lebih rendah daripada suhu udara di bumi. Planet Mars mempunyai dua satelit alam, yakni Phobos dan Deimos. 5) Jupiter Jupiter merupakan planet terbesar di tata surya, diameter sekitar 142.600 km, terdiri atas materi dengan tingkat kerapatannya rendah, terutama hidrogen dan helium. Jarak rata-ratanya ke matahari sekitar 778 juta km, berotasi pada sumbunya dengan sangat cepat yakni sekitar 9 jam 50 menit, sedangkan periode revolusinya sekitar 11,9 tahun. Planet Jupiter mempunyai satelit alam yang jumlahnya paling banyak yaitu sekitar 13 satelit, di antaranya terdapat beberapa satelit yang ukurannya besar yaitu Ganimedes, Calisto, Galilea, Io dan Europa. 6) Saturnus Saturnus merupakan planet terbesar ke dua setelah Jupiter, diameternya sekitar 120.200 km, periode rotasinya sekitar 10 jam 14 menit, dan revolusinya sekitar 29,5 tahun. Planet ini mempunyai tiga cincin tipis yang arahnya selalu sejajar dengan ekuatornya, yaitu Cincin Luar (diameter 273.600 km), Cincin Tengah (diameter 152.000 km), dan Cincin Dalam (diameter 160.000 km). Antara Cincin Dalam dengan permukaan Saturnus dipisahkan oleh ruang kosong yang berjarak sekitar 11.265 km. Planet Saturnus mempunyai atmosfer sangat rapat satelit alam berjumlah sekitar 11 satelit, diantaranya Titan, Rhea, Thetys, dan Dione. 7) Uranus Uranus mempunyai diameter 49.000 km hampir empat kali lipat diameter bumi. Periode revolusinya sekitar 84 tahun, sedangkan rotasinya sekitar 10 jam 49 menit. Berbeda dengan planet lainnya, sumbu rotasi pada planet ini searah dengan arah datangnya sinar matahari, sehingga kutubnya seringkali menghadap ke arah matahari. Atmosfernya dipenuhi hidrogen, helium dan metana. Di luar batas atmosfer, Planet Uranus terdapat lima satelit alam yang mengelilinginya, yaitu Miranda, Ariel, Umbriel, Titania, dan Oberon. Jarak rata-rata ke matahari sekitar 2.870 juta km. Planet inipun merupakan planet raksasa yang sebagian besar massanya berupa gas dan bercincin, ketebalan cincinnya hanya sekitar 1 meter terdiri atas partikel-partikel gas yang sangat tipis dan redup. 8) Neptunus Neptunus merupakan planet superior dengan diameter 50.200 km, letaknya paling jauh dari matahari. Jarak rata-rata ke matahari sekitar 4.497 juta km. Periode revolusinya sekitar 164,8 tahun, sedangkan periode rotasinya sekitar 15 jam 48 menit. Atmosfer Neptunus dipenuhi oleh hidrogen, helium, metana, dan amoniak yang lebih padat dibandingkan dengan Jupiter dan Saturnus. Satelit alam yang beredar mengelilingi Neptunus ada dua, yaitu Triton dan Nereid. Planet Neptunus mempunyai dua cincin utama dan dua cincin redup di bagian dalam yang mempunyai lebar sekitar 15 km. Walaupun sekarang Pluto sudah tidak termasuk planet sebagai anggota tata surya, tetapi tidak ada salahnya untuk diketahui demi menambah wawasan pengetahuan. Pluto memiliki diameter sekitar 6.400 km, letaknya paling jauh dari matahari. Jarak rata-ratanya ke matahari yaitu sekitar 5.900 juta km. Periode revolusinya sekitar 247,7 tahun, sedangkan periode rotasinya sekitar 153 jam. Jarak Pluto yang sangat jauh dari matahari mengakibatkan suhu planet ini menjadi sangat dingin dengan tingkat kepadatan tinggi pula. Walaupun demikian, Planet Pluto memiliki satu satelit alam yang mengelilingi planet itu dalam jarak sekitar 17.000 km yang dinamakan Charon. c. Komet Komet merupakan anggota tata surya yang terdiri atas pecahan benda angkasa, es dan gas yang membeku. Komet mengorbit matahari dalam suatu lintasan sangat elips. Strukturnya terdiri atas kepala dan ekor komet. Kepala komet mempunyai diameter lebih atas 65.000 km, meliputi inti komet dan selubung gas yang disebut koma, sedangkan ekor komet dapat mempunyai panjang sampai ribuan kilometer yang arahnya selalu menjauhi matahari. Berdasarkan bentuk dan panjang lintasannya, komet dapat diklasifikasikan menjadi dua, yaitu sebagai berikut. 1) Komet berekor panjang, yaitu komet yang garis lintasannya sangat jauh melalui daerah-daerah yang sangat dingin di angkasa, sehingga berkesempatan menyerap gas-gas di daerah yang dilaluinya, ketika mendekati matahari komet tersebut melepaskan gas sehingga membentuk koma dan ekor yang sangat panjang. Contohnya komet Kohoutek yang melintas ke dekat matahari setiap 75.000 tahun sekali dan Komet Halley setiap 76 tahun sekali. 2) Komet berekor pendek, yaitu komet yang garis lintasannya sangat pendek sehingga kurang mempunyai 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 tak berekor. Contohnya Komet Encke yang melintas mendekati matahari setiap 3,3 tahun sekali. Pada tahun 1705, Edmond Halley memperkirakan bahwa komet terlihat pada tahun 1531, 1607, dan 1682 dan kembali lagi tahun 1758. Karena hal tersebut maka salah satu dari sekian banyak komet diberikan nama komet Halley. Rata-rata periode munculnya orbit komet Halley adalah antara setiap 76-79 tahun sekali. Komet Halley terakhir terlihat pada tahun 1986 yang lalu. Inti atau pusat dari Komet Halley di perkirakan kurang lebih 1.024 km. Inti dari Halley sangat gelap. Diperkirakan Komet Halley akan nampak lagi tahun 2061. Selain komet Halley terdapat berbagai macam nama komet lainnya yang di antaranya, komet Hyakutake dan komet Hale-Bopp. Sekitar 251 juta tahun yang telah lalu, terjadi kepunahan sangat besar disebabkan komet yang menabrak bumi. Kesimpulan itu diperoleh dari atom yang terjebak di dalam kerangka molekul karbon. Tetapi belum diketahui di mana letak tempat tabrakan komet dengan bumi tersebut. Pada saat kejadian bumi masih berupa satu benua raksasa (Pangea). Para ilmuwan berhasil mengidentifikasi jalur komet atau asteroid yang menabrak bumi. Di dalam lapisan batu yang ada pada saat itu terdapat molekul karbon rumit yang disebut fullerene berisi isotop helium dan argon yang terjebak di dalamnya. Fullerene berisi sedikitnya 60 atom karbon dalam struktur yang mirip bola sepak. Para peneliti memperkirakan komet tersebut berdiameter 6 hingga 12 km. Asteroid atau komet sebesar ini yang memusnahkan dinosaurus pada 67 juta tahun lalu. Para ilmuwan menentukan ukuran atas dasar dua faktor. Jika berukuran kurang dari 6 km, dampaknya tidak global. Tapi jika berukuran lebih besar dari 12 km, maka fullerene yang mengandung gas disebarkan ke seluruh dunia. d. Asteroid Asteroid atau planetoid adalah benda-benda langit berukuran kecil yang bergerak mengelilingi matahari. Sebagian besar asteroid ditemukan antara orbit Mars dan Jupiter. Dalam orbit ini, terdapat lebih dari 1.150 asteroid yang memiliki diameter lebih dari 30 km. Dalam tata surya kita, diperkirakan terdapat 30.000 asteroid, dan 6.000 di antarnya telah diketahui dengan pasti orbitnya. e. Meteor dan meteorit Meteor, adalah benda angkasa berupa pecahan batuan yang jatuh masuk ke dalam atmosfer bumi. Ketika meteor masuk ke dalam atmosfer bumi akan terjadi gesekan dengan udara, sehingga benda tersebut akan menjadi panas dan terbakar. Meteor yang tidak habis terbakar di atmosfer bumi dan sampai ke permukaan bumi disebut meteorit. Tumbukan meteorit berukuran besar seringkali menimbulkan lubang besar di permukaan bumi yang disebut kawah meteorit, contohnya Kawah Meteorit Arizona di Amerika Serikat yang lebarnya sekitar 1.265 m. Berdasarkan jenis kandungan unsurnya, meteorit dibedakan menjadi dua kelompok meteorit, yaitu sebagai berikut. 1) Meteorit batu, yaitu meteorit yang kandungan materinya sebagian besar terdiri atas kalsium dan magnesium. 2) Meteorit logam, yaitu meteorit yang kandungan materinya sebagian besar terdiri atas ferum dan nikel. f. Bulan (The moon) Bulan merupakan benda angkasa berbentuk bulat yang beredar mengelilingi bumi dalam suatu lintasan garis edar tertentu (orbit). Oleh karena itu, bulan disebut sebagai satelit alam bumi (satelit artinya pengikut). Diameternya ± 3.476 km atau sekitar tiga perempat diameter bumi, jarak rata-rata ke bumi sekitar 384.000 km. Periode revolusi bulan terhadap bumi sekitar 27,3 hari, sedangkan periode rotasinya tepat sama dengan revolusinya yaitu 27,3 hari atau satu bulan sideris, yaitu peredaran bulan mengelilingi bumi dalam suatu lingkaran penuh (3600). Ciri bahwa bulan telah menyelesaikan satu lingkaran penuh, apabila posisi bulan terhadap bintang adalah tetap, atau jika dilihat dari bumi posisi bulan telah kembali pada keadaan semula. Bulan merupakan benda angkasa sangat kecil gravitasinya, hanya 1/6 gravitasi bumi, akibatnya bulan tidak mampu mengikat atmosfer. Ketiadaan atmosfer di bulan menjadikan keadaan bulan menjadi sangat sunyi karena tidak ada media yang berfungsi merambatkan gelombang suara. Akibat lainnya adalah pada siang hari suhu permukaan bulan menjadi sangat panas, yakni dapat mencapai 1000 C, sedangkan pada bagian bulan yang mengalami malam hari suhu permukaannya menjadi sangat dingin, yakni dapat mencapai -1500 C. Bulan mengelilingi bumi dalam jangka waktu satu bulan. Pergerakan bulan dari waktu ke waktu menyebabkan terjadinya perubahan sudut yang dibentuk oleh garis yang menghubungkan antara matahari, bumi, dan bulan. Perubahan sudut itu mengakibatkan terjadinya perubahan tampak bulan dilihat dari bumi yang disebut fase bulan. Apabila bulan berada pada posisi terdekat ke matahari maka bagian bulan yang menghadap ke bumi akan tampak gelap, keadaan seperti itu disebut fase bulan baru. Sementara bulan melanjutkan pergerakannya mengitari bumi, tampak bulan berubah pula menjadi fase bulan sabit, lalu bulan setengah, bulan tiga perempat, kemudian bulan purnama. Setelah tercapai fase purnama, fase berikutnya adalah kebalikannya hingga akhirnya terjadi fase gelap atau bulan baru. 3. Gerhana Bumi dan bulan merupakan benda angkasa yang tidak mempunyai cahaya sendiri. Tanpa adanya cahaya matahari yang dipantulkan oleh bumi maupun bulan, maka bumi tidak akan kelihatan dari bulan demikian juga bulan tidak akan kelihatan dari bumi. Apabila dalam peredarannya, baik bumi maupun bulan berada dalam suatu garis lurus dengan matahari maka memungkinkan terjadinya gerhana matahari atau gerhana bulan. a. Gerhana matahari Gerhana matahari adalah gerhana yang terjadi akibat bayang-bayang bulan mengenai bumi, artinya cahaya matahari yang menuju bumi pada siang hari terhalang oleh bulatan bulan.Oleh karena diameter bulan tidak lebih besar daripada diameter bumi maka gerhana matahari hanya terjadi pada sebagian kecil permukaan bumi saja dan hanya berlangsung kurang lebih 7 menit. b. Gerhana bulan Gerhana bulan, adalah gerhana yang terjadi akibat bayang-bayang bumi mengenai bulan, artinya cahaya matahari yang menuju bulan pada malam hari terhalang oleh bulatan bumi. Karena diameter bumi lebih besar daripada diameter bulan, seluruh bulatan bulan akan tertutup oleh bulatan bumi, sehingga ketika terjadi peristiwa gerhana bulan maka seluruh permukaan bumi yang pada saat itu sedang malam hari akan akan mengalami gerhana bulan yang berlangsung kurang lebih 1 jam 40 menit. B. JAGAT RAYA Pernahkah kamu memikirkan tentang proses terbentuknya alam semesta atau jagat raya ini? Tuhan telah menganugrahkan kita akal untuk berfikir tentang apa yang ada di bumi dan di langit sebagai ciptaan-Nya. Walau sampai saat ini, masih banyak sisi gelap dari penciptaan alam semesta ini yang belum diketahui manusia. Orang melihat kenyataan bahwa matahari dikelilingi oleh planet-planet yang orbitnya berbentuk hampir mendekati bentuk lingkaran dan lintasannya hampir berimpit. Arah peredaran semua planet itu adalah sama, yaitu berlawanan dengan arah perputaran jarum jam. Jika kita memandangnya dari Kutub Utara, ternyata arah revolusi planet-planet itu sama dengan arah rotasi matahari dan juga arah satelit-satelit pada planet. Arah seperti ini merupakan arah negatif, sedangkan arah benda langit yang berlawanan arah dengan arah tersebut dinamakn arah positif, seperti arah peredaran matahari terbit dari timur dan terbenam di barat, jika kita mengamatinya dari bumi. Melihat kenyataan tersebut, para ahli di bidangnya menggunakan hukum yang berlaku bagi benda yang berputar untuk menganalisis kejadian yang berlaku di alam. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa tata surya terbentuk dari material purba yang berputar dengan arah seperti di atas, arah negatif. Sekalipun pada kenyataannya, terdapat penyimpangan arah rotasi dari arah yang umum. 1. Teori terbentuknya jagat raya Terdapat dua teori utama yang mendasari terjadinya alam semesta atau jagat raya ini, yaitu teori ledakan besar dan teori mengembang dan memampat, sebagai berikut. a. Teori ledakan besar (The big bang theory) Menurut teori ledakan besar, jagat raya berawal dari adanya suatu massa yang sangat besar dengan berat jenis besar pula yang mengalami ledakan yang sangat dahsyat karena adanya reaksi pada inti massa. Ketika terjadi ledakan besar, bagian-bagian dari massa tersebut berserakan terpental menjauhi pusat ledakan. Setelah milyaran tahun kemudian, bagian-bagian yang terpental itu membentuk kelompok-kelompok yang kita kenal sebagai galaksi-galaksi. b. Teori mengembang dan memampat (The oscillating theory) Teori ini dikenal pula dengan nama teori ekspansi dan konstraksi. Menurut teori ini, jagat raya terbentuk karena adanya suatu siklus materi yang diawali dengan masa ekspansi atau mengembang yang disebabkan oleh adanya reaksi inti hidrogen, pada tahap ini terbentuklah galaksi-galaksi.Tahap ini diperkirakan berlangsung selama 30 milyar tahun, selanjutnya galaksi-galaksi dan bintang yang telah terbentuk akan meredup, kemudian memampat yang didahului dengan keluarnya pancaran panas yang sangat tinggi. Setelah tahap memampat maka tahap berikutnya adalah tahap mengembang dan kemudian memampat lagi. 2. Galaksi dalam jagat raya Galaksi adalah kumpulan bintang yang membentuk suatu sistem yang terdiri atas satu atau lebih benda angkasa yang berukuran besar dan dikelilingi oleh benda-benda angkasa lainnya sebagai anggotanya yang bergerak mengelilinginya secara teratur. Di dalam ilmu astronomi, galaksi diartikan sebagai suatu sistem yang terdiri atas bintang-bintang, gas dan debu yang amat luas, yang anggotanya mempunyai gaya tarik menarik (gravitasi). Suatu galaksi pada umumnya terdiri atas milyaran bintang-bintang yang mempunyai ukuran, warna, dan karakteristik yang sangat beraneka ragam. Secara garis besar, menurut morfologinya, galaksi dibagi menjadi tiga tipe, yaitu galaksi spiral, galaksi elips, dan galaksi tak beraturan. Pembagian tipe ini berdasarkan bentuk atau penampakan galaksi-galaksi tersebut. Galaksigalaksi yang diamati dan dipelajari oleh para astronom sejauh ini terdiri atas sekitar 75% galaksi spiral, 20% galaksi elips, dan 5% galaksi tak beraturan. Namun bukan berarti galaksi spiral adalah galaksi yang paling banyak terdapat di alam semesta ini. Sesungguhnya yang paling banyak terdapat di alam semesta ini adalah galaksi elips. Jika kita mengambil volume ruang angkasa yang sama, kita akan menemukan lebih banyak galaksi elips daripada galaksi spiral. Hanya saja galaksi tipe ini banyak yang redup, sehingga sulit untuk diamati. a. Galaksi spiral (Spiral galaxy) Galaksi spiral merupakan tipe yang paling umum dikenal orang. Mungkin karena bentuk spiralnya yang indah itu. Jika kita mendengar kata galaksi, biasanya yang terbayang adalah galaksi tipe ini. Galaksi kita termasuk galaksi spiral. Bagian-bagian utama galaksi spiral adalah halo, bidang galaksi (termasuk lengan spiral), dan bulge (bagian pusat galaksi yang menonjol). Anggota galaksi spiral adalah bintang-bintang muda dan tua. Bintang-bintang tua terdapat pada gugus-gugus bola yang tersebar menyelimuti galaksi. Gugus bola adalah kumpulan bintang-bintang yang berjumlah puluhan sampai ratusan ribu bintang yang lahir bersama-sama, mengumpul berbentuk bola. Gugus-gugus bola inilah yang membentuk halo bersama sama Bintang-bintang muda terdapat di lengan spiral galaksi yang berada di bidang galaksi. Bintang-bintang muda ini masih banyak diselimuti materi antarbintang, yaitu bahan yang membentuk bintang itu. Bulge pada galaksi spiral adalah bagian yang paling padat. Pada Bima Sakti, pusat galaksi terletak di arah Rasi Sagitarius, tetapi kita tidak dapat mengamatinya dengan mudah, sebab materi antarbintang banyak menyerap cahaya yang berasal dari pusat galaksi itu. Galaksi spiral berotasi dengan kecepatan yang jauh lebih besar daripada galaksi elips. Kecepatan rotasinya yang besar itulah menyebabkan galaksi ini memipih dan membentuk bidang galaksi. Besar kecilnya kecepatan rotasi pada galaksi spiral bergantung pada massa galaksi tersebut. Kecepatan rotasi tiap bagian galaksi spiral sendiri tidaklah sama. Semakin ke arah pusat galaksi, kecepatan rotasinya semakin besar. Contoh lain galaksi spiral selain Bima Sakti adalah galaksi Andromeda. Ukuran Andromeda ini sedikit lebih besar daripada Bima Sakti. Galaksi Andromeda dan Bima Sakti termasuk galaksi spiral raksasa. Jarak galaksi Andromeda ini sekitar 2,5 juta tahun cahaya. Untuk mengarungi jarak sejauh itu, cahaya memerlukan waktu 2,5 juta tahun. Ini berarti bahwa cahaya yang kita terima dari galaksi ini adalah cahaya yang dikirimnya 2,5 juta tahun yang lalu yang menggambarkan keadaan galaksi tersebut pada waktu itu. Jarak ini dalam ukuran astronomi masih terhitung dekat, jarak ke galaksi-galaksi lainnya jauh lebih fantastis. Bahkan ada yang sampai milyaran tahun cahaya. b. Galaksi elips (Elliptical galaxy) Galaksi berbentuk elips meliputi kurang lebih 17 % dari jumlah galaksi yang telah dikenal. Galaksi ini menyerupai bentuk dasar bulatan besar yang berbentuk lonjong (elips) di angkasa yang memancarkan sinar yang relatif terang. Contohnya, Galaksi Fornax dan Galaksi Skulpter. c. Galaksi tak beraturan (Irregular galaxy) Galaksi yang tidak mempunyai bentuk dasar spiral ataupun elips disebut galaksi tak beraturan. Dengan kata lain, galaksi ini terlihat seperti suatu kumpulan bintang dan benda-benda angkasa lainnya yang letaknya tidak beraturan. Contohnya Galaksi Magellan. pc). Bintang yang lebih muda ditemukan di lengan spiral. Pusat galaksi berada dalam gugusan bintang Sagitarius. Kutub utaranya di Coma Berenices, sedangkan kutub selatannya di Sculptor. Matahari ada di sudut dalam lengan spiral Carina Cygnus kira-kira 32.000 tahun cahaya (9.800 pc) dari pusat galaksi. Diperkirakan galaksi berumur 12-14 biliun tahun dan terdiri atas 100 biliun bintang. 3. Galaksi Bima Sakti (The Milky Ways Galaxy) Galaksi kita termasuk galaksi spiral berbentuk seperti cakram dengan garis tengah kira-kira 100.000 tahun cahaya (30.600 pc). Bintang yang lebih tua ditemukan di pusat tonjolan dengan ketebalan 20.000 tahun cahaya (6.100 pc). Bintang yang lebih muda ditemukan di lengan spiral. Pusat galaksi berada dalam gugusan bintang Sagitarius. Kutub utaranya di Coma Berenices, sedangkan kutub selatannya di Sculptor. Matahari ada di sudut dalam lengan spiral Carina Cygnus kira-kira 32.000 tahun cahaya (9.800 pc) dari pusat galaksi. Diperkirakan galaksi berumur 12-14 biliun tahun dan terdiri atas 100 biliun bintang. Untuk membayangkan bagaimana kira-kira bentuk galaksi kita, maka kita dapat membayangkan dua buah telur mata sapi yang bagian bawahnya disatukan. Istilah tahun cahaya menggambarkan jarak yang ditempuh oleh cahaya dalam waktu satu tahun. Dengan kecepatan 300.000 km/s, dalam waktu satu tahun cahaya akan menempuh jarak sekitar 9,5 juta juta kilometer. Jadi, satu tahun cahaya adalah 9,5 juta juta km. Ini berarti garis tengah galaksi kita sekitar 100.000 × 9,5 juta juta km, atau 950 ribu juta juta km (950 diikuti oleh 15 buah nol di belakangnya). Untuk memudahkan perhitungan, digunakan satuan jarak yaitu tahun cahaya. Dengan satuan ini, tebal bagian pusat galaksi kita sekitar 10.000 tahun cahaya. Lalu, di mana letak Matahari kita? Matahari terletak sekitar 30.000 tahun cahaya dari pusat Bima Sakti. Matahari bukanlah bintang yang istimewa, tetapi hanyalah salah satu dari 200 milyar buah bintang anggota Bima Sakti. Bintang bintang anggota Bima Sakti ini tersebar dengan jarak dari satu bintang ke bintang lain berkisar 4 sampai 10 tahun cahaya. Bintang terdekat dengan matahari adalah Proxima Centauri (anggota dari sistem tiga bintang Alpha Centauri), yang berjarak 4,23 tahun cahaya. Semakin ke arah pusat galaksi, jarak antarbintang semakin dekat, atau dengan kata lain kerapatan galaksi ke arah pusat semakin besar. Bima Sakti bukanlah satu-satunya galaksi di alam semesta ini. Jumlah keseluruhan galaksi yang dapat dipotret dengan teleskop berdiameter 500 cm di Mt. Palomar mungkin sampai kira-kira satu milyar buah galaksi. Jadi, tidak salah jika kita mengira bahwa jika mempunyai teleskop yang lebih besar, kita akan dapat melihat jauh lebih banyak lagi. Sebelum kita memiliki metode pengukuran jarak yang cukup baik, para astronom mengira Bima Sakti adalah keseluruhan dari alam semesta. Bercakbercak cahaya yang tampak di langit pada mulanya diklasifikasikan sebagai nebula (kabut), yang juga adalah anggota Bima Sakti. Dikenal ada dua macam nebula, yaitu nebula gas dan nebula spiral. Harlow Shapley dan George Ellery Hale, merupakan dua orang astronom yang amat berjasa membangun pengertian tentang galaksi. Shapley telah mengembangkan metode untuk mengukur diameter Bima Sakti, sedangkan Hale, amat besar perannya dalam pengembangan teleskop-teleskop besar, yang digunakan untuk pengamatan bintang-bintang dan nebula. Atas jasa merekalah, sehingga kita mengetahui bahwa yang semula disebut nebula spiral itu adalah galaksi yang juga seperti Bima Sakti, terdiri atas ratusan juta sampai milyaran bintang, dan berada amat jauh dari kita, jauh di luar Bima Sakti. Melalui jalan yang telah mereka rintis, kita menyadari bahwa Bima Sakti hanyalah satu dari sekian banyak galaksi yang bertebaran di alam semesta yang amat luas ini. 4. Nebula Nebula adalah kabut atau awan debu dan gas yang bercahaya dalam suatu kumpulan sangat luas. Nebula banyak diyakini oleh para ahli sebagai suatu materi cikal bakal terbentuknya suatu sistem bintang, seperti sistem bintang matahari atau biasa disebut tata surya. Nebula yang terkenal, antara lain Nebula Orion M42 di rasi Orion dan Nebula Trifid di rasi Sagitarius. 5. Rasi bintang Kelompok bintang-bintang yang membentuk pola tertentu dan letaknya berdekatan disebut Rasi Bintang atau Konstelasi Bintang. Contohnya Rasi Bintang Pari (Crux) merupakan kumpulan dari empat bintang yang letaknya berdekatan, yakni Bintang Alfa, Beta, Gamma, dan Delta. Selain Rasi Bintang Pari, nama-nama rasi bintang lainnya antara lain Rasi Bintang Orion, Centauri, Ursa Mayor, Lyra, dan Aquilla. Di sekitar Ekliptika yang seolah-olah melingkari bola langit terdapat 12 rasi bintang yang disebut Zodiak. 12 Rasi bintang yang ada di sekitar ekliptika adalah Aries, Taurus, Gemini, Cancer, Leo, Virgo, Libra, Scorpio, Sagitarius, Capricornus, Aquarius, dan Pisces 6. Bintang (The star) Bintang adalah benda angkasa berbentuk bulat yang mempunyai cahaya sendiri. Salah satu bintang yang paling kita kenal adalah bintang Matahari (The Sun Star), nama-nama bintang lainnya yaitu Polaris, Antares, Aldebaran, Sirius, Spica, Betelguese, Hidra, Pegasus, Phoenix, Carina, dan lain-lain. Derajat terang atau tingkat kecemerlangan bintang disebut magnitudo. Magnitudo Bintang dihitung mulai dari 1 sampai 6. Bintang yang magnitudonya 1 lebih terang 2,5 kali daripada bintang yang bermagnitudo 2, dan seterusnya. Bintang pada tingkat kecemerlangan lebih terang daripada bintang bermagnitudo 1 diberi tanda – (minus). Matahari sebagai salah satu bintang mempunyai magnitudo sekitar – 26,8, artinya matahari merupakan bintang yang sangat cemerlang bila dilihat dari bumi. Hal ini dikarenakan letaknya paling dekat dengan bumi, sedangkan bintang yang sangat jauh dan hampir tidak terlihat oleh mata disebut bintang bermagnitudo 6.

x