BAB II

ALAM SEMESTA DAN TATA SURYA

2.1 ALAM SEMESTA

Alam semesta merujuk pada semua benda yang wujud, yang dapat dilihat dan tidak dapat dilihat (udara). Alam semesta berawal dari ledakan besar yang membentuk ruang, massa dan tenaga.

2.1.1 Pandangan orang terdahulu tentang alam semesta

A. Menurut orang Yunani kuno

Mereka mengira bahwa langit itu sangat dekat dengna bumi dan bumi sangat kecil bila dibandingkan dengan langit. Bumi diatur oleh beberapa Dewa antara lain Helios (Dewa Matahari) dan Zeus (Dewa Guntur).

Anggapan itu semakin lama tidak diikuti lagi karena adanya pengamatan dan pemikiran yang lebih maju dari Pythagoras, Aristoteles, Ptolomeus dan lain-lain.
B. Menurut Phytagoras

Dia beranggapan bahwa bumi berbentuk bulat atau tidak berujung pangkal.

C. Menurut Aristoteles

Planet dan bintang-bintang itu semua beredar mengelilingi Bumi. Bumi terdapt berlapis-lapis langit yang berjumlah delapan yang masing-masing langit terdiri dari kristal (kaca) yang tembus cahaya.

D. Menurut Ptolomeus

Benda-benda langit beredar mengelilingi bumi pada ruang besar yang kosong. Yang menjadi pusat benda langit adalah bumi, karena itu teori ini disebut teori geosentris.

E. Menurut Copernicus

Hanya bulan yang beredar mengelilingi bumi, sedangkan planet-planet lain tidak, tetapi semuanya beredar mengelilingi matahari.

F. Menurut Galileo Galilei

Jupiter bukan hanya sebuah titik cahaya kecil, melainkan berupa sebuah bola besar dengan empat buah pengiringnya. Ia menemukan jalur hitam di permukaan bulan dan diduga laut atau samudera.

G. Pandangan Modern

Hanya satu macam hukum alam yang berlaku untuk seluruh alam semesta, maka Tata Surya sebagai salah satu bagian alam semesta dalam skala kecil dianggap mewakili alam semesta yang maha besar, untuk mengajukan hipotesis-hipotesis yang sejalan dengan tentang terjadinya alam semesta.

TEORI UTAMA TERJADINYA ALAM SEMESTA

1. Teori Keadaan Tetap (Steady-State Theory)

Segala sesuatu di alam semesta ini kelihatan sama meskipun galaksi-galaksi menjauh satu dengan yang lain. Hal itu karena materi di alam semesta dapat terbentuk terus menerus dalam ruang kosong dengan kecepatan yang seimbang untuk mengganti materi yang berpindah.

Bahwa tiap-tiap galaksi terbentuk, tumbuh menjadi tua dan akhirnya mati pada saat bintang-bintang mendukung galaksi itu berevolusi mencapai keadaan bayang putih (katai putih).

Ahli-ahli astronomi yang mendukung teori ini antara lain: Fred Hoyle, Herman Bondi dan Thomas Gold.

2. Teori Dentuman Besar (Big Bang Theory)

Seluruh bahan dan tenaga dalam alam semesta pernah terpadu dalam satu bola raksasa yang terdiri dari neutran dan tenaga pancaran yang disebut “Ylem” (baca: ailem).

Masa penting yang berlangsung selama sejarah awal alam semesta:

1. Era radiasi dari saat alam semestaa baru lahir sedetik sampai sejuta tahun kemudian.
2. Era pendidinginan dan alam semesta berumur sejuta tahun dan terus berlanjut selama gerak memuai alam semesta yang diikuti alam senyuap gema sisa dentuman besar. Sisa gema akan tertangkap dalam bentuk radiasi bersuhu 5⁰K < ⁰C = 273⁰K.

3. Teori Osilasi (oscillation theory)

Semua materi bergerak saling menjauhi yan bermula dari massa termampat. Materi itu akhirnya memperlambat dan pada suatu saat akan lebih lambat dari kecepatan lepas kritis, berhenti dan mulai mengkerut akibat gaya gravitasi. Dalam proses itu tidak ada materi yang rusak, hilang atau tercipta melainkan hanya berubah tatanannya atau mengalami goyangan (oscillation).

2.2 TATA SURYA

Tata Surya terbentuk sejak 4,6 milyar tahun yang lalu dan merupakan hasil pengumpulan gas dan debu di angkasa yang membentuk matahari dan planet-planet yang mengelilinginya. Tata Surya dikekalkan oleh pengaruh gaya gravitasi matahari dan sistem yang setara Tata Turya. Tata Surya terdiri dari matahari sebagai pusat, planet, satelit, komet dan benda-benda langit yang mengelilinginya.

2.1.2.1 Teori-Teori Pembentukan Tata Surya

1. Tata Surya berasal dari matahari yang sebagian materinya terlepas dan menjadi planet dan satelit.

A. Teori Pasang Surut

Tata Surya berasal dari terlemparnya sebagian materi matahari akibat bertumbukan dengan sebuah komet dan bintang. Sebagian materi matahari tertarik oleh gaya gravitasi bumi yang akhirnya memadat menjadi planet dan satelit. Teori ini dikemukakaan oleh Buffon, Birkerton, Chamberlain, dan Moulton.

B. Teori Bintang Kembar

Matahari merupakan bintang kembar. Bintang yang satu meledak dan menjadi kepingan-kepingan. Karena pengaruh gaya gravitasi bintang yang satunya, maka kepingan-kepingan ini bergerak mengitari bintang itu dan menjadi planet dan bintang yang tidak meledak menjadi matahari.

2. Tata Surya berasal dari kabut atau nebula yang terdiri dari helium dan hidrogen

A. Teori Kondensasi (Hipotesis Kabut)

Matahari dan planet-planet berasal dari kabut pijar yang berpilin. Akibat perputaran sebagian massa kabut terlepas dan membentuk gelang-gelang disekeliling bagian utama gumpalan kabut tersebut. Gelang itu lambat laun membentuk gumpalan yang memadat menjadi planet. Teori ini dikemukakan oleh Immanuel Kant dan Pierre Laplace.

B. Teori Planetesimal

Didalam kabut terdapat materi padat yang berhamburan yang disebut planetisimal. Benda-benda padat ini kemudian saling menarik dengan gaya tariknya masing-masing dan lambat laun terbentuk gumpalan besar yang disebut planet.

Teori ini dikemukanan leh T.C. Chamberlain dan F.R Moviton.

C. Teori Vorteks

Nebula terdiri dari vorteks-vorteks (putaran-putaran) yang merupakan sifat gesekan gas yang dapat menyebabkan pola sel-sel bergolak (turbulen). Pada batas antar sel-sel turbulen, terjadi tumbukan antar partikel yang kemudian membesar, dan manjadi planet. Teori ini dikemukakan oleh Von W.

3. Tata Surya berasal dari awan dan debu

A. Teori Protoplanet

Planet terbentuk melalui turbulensi (golakan) nebula yang membantu tumbukan planetisimal sehingga membesar menjadi protoplanet dan menjadi planet. Teori ini dikemukakan oleh Karl Von Weiszacker & Gerard P. Kuiper.

B. Teori Turbulensi

Alam semesta berisi eter dan materi yang dipenuhi dengan pusaran-pusaran yang mengakibatkan munculnya tata surya. Teori ini dikemukakan oleh Rene Descartes.

Hukum Peredaran Planet

1. Hukum Keppler I

Bahwa lintasan berbentuk elips dengan matahari sebagai salah satu titik fokusnya. Hukum ini menjelaskan bahwa jarak planet-planet ke matahari tidaklah tetap melainkan berubah-ubah. Kedudukan terjauh dari matahari disebut Aphelium dan kedudukan terdekat ke matahari disebut Perihelium.

2. Hukum Keppler II

Garis penghubung ke matahari menyapu luas daerah yang sama dalam selang waktu yang sama. Karena orbit planet berbentuk elips, maka konsekuensinya makin dekat jarak planet ke matahari, maka cepat pula gerak orbitnya. Dalam peredarannya mengelilingi matahari planet memiliki jarak yang tidak tetap. Hal ini dipengaruhi oleh gravitasi matahari.

3. Hukum Keppler III

Jarak rata-rata planet ke matahari pangkat tiga dibagi periode sideris kuadrat merupakan bilangan konstan.

RUMUS: T² -

K

R³

Dengan T = Periode

R = Jarak rata-rata planet-matahari

K = suatu ketetapan yang nilainya sama untuk semua planet

Konsekuensinya, semakin jauh jarak planet maka lambat pula pergerakannya.

2.1.2.2 Anggota Tata Surya

A. MATAHARI

Adalah bola gas pijar yang merupakan bintang terdekat dnegna bumi. Matahari mempunyai katulistiwa dan kutub karena gerak rotasinya. Garis tengah ekuatorialnya 864.000 mil. Sedangkan garis tenagah antara kutubnya 43 mil lebih pendek. Selain sebagai pusat peredaran, matahari merupakan pusat sumber tenaga dalam tata surya karena 98% massa Tata Surya terkumpul pada matahari. Matahari teridri dari inti dan tiga lapisan kulit (fotosfer, kromosfer, dan Korona) Agar terus bersinar, matahari menukar zat hidrogen dengan zat helium melalui reaksi fusi nuklir pada kadar 600 juta ton.

B. PLANET

1. Pengertian Planet

Adalah benda langit yang mengelilingi matahari dengan lintasan tertentu dan bergaris tengah lebih besar dari 4500 km. Planet bersinar karena planet memantulkan cahaya matahari yang diterimanya. Setiap planet mempunyai periode rotasi dan revolusi yang berbeda. Planet bergerak dari barat ke timur kecuali Venus dan Uranus. Planet mempunayi massa yang cukup untuk memiliki gravitasi tersendiri agar dapat mengatasi tekanan rigid body sehingga mempunyai bentuk kesetimbangan hidrostatik (bentuk hampir bulat). Ukuran planet tidak terlalu besar hingga dapat menyebabkan fusi termonuklir terhadap deuterium di intinya. Setiap planet “membersihkan lingkungan “ (clearing the neighborhood; mengosongkan orbit agar tidak ditempati benda-benda angkasa berukuran cukup besar lainnya selain satelitnya sendiri) di daerah di sekitar orbitnya. Revolusi planet adalah gerak sebuah planet dalam orbitnya mengitari matahari. Rotasi planet adalah perputaran planet mengitari porosnya sendiri. Planet bergerak mengitari matahari dengan orbit atau garis edar berbentuk elips. Perihelium adalah titik pada orbit disaat planet berada pada posisi paling dekat ke matahari. Apelium adalah titik pada orbit disaat planet berada pada posisi paling jauh ke matahari.

2. Teori Peredaran Planet

a) Teori Geosentris: bumi sebagai pusat alam semesta dan dalam keadaan diam serta planet bergerak mengikutinya.

b) Teori Heliosentris: matahari sebagai pusat dan planet bergerak mengelilinginya.

3. Pengelompokan Planet

a. Berdasarkan Bumi sebagai Pembatas

· Planet Inferior adalah planet yang orbitnya terletak di dalam orbit bumi yang mengitari matahari yaitu Merkurius dan Venus.

· Planet Superior adalah planet yang orbitnya terletak di luar orbit bumi yang mengitari matahari yaitu Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus, Pluto.

b. Berdasarkan Asterori sebagai Pembatas

· Planet Dalam (Inner Planets) adalah planet-palanet yang orbitnya disebelah dalam lintasan asteroid yaitu Merkurius, Venus, Bumi dan Mars.

· Planet Luar (Outer Planets) adalah planet-planet yang orbitnya disebelah luar lintasan asteroid yaitu Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus dan Pluto.

c. Berdasarkan Ukuran dan Komposisi Bahan Penyusun

· Planet Terriestrial (membumi) adalah planet yang ukurannya dan komposisi penyusunnya mirip bumi seperti Merkurius, Venus dan Mars.

· Planet Jovian (raksasa) adalah planet yang ukurannya dan komposisi penyusunannya mirip Jupiter (es dan gas hidrogen) seperti Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus.

4. Penamaan Planet:

A. Merkurius

adalah planet yang paling dekat dengan matahari sehingga bergerak paling cepat (periode revolusi paling kecil). Suhu di permukaanya mencapai 430^°C, tetapi pada malam hari suhunya menjadi sangat dingin mencapai - 178^°C.

Merkurius mempunyai garis tengah pada bagian equator ± 4.880 km, massa jenis 5.210 kg-m^-3. Jarak rata-rata dari matahari 57,9 juta km, (jarak terdekat 45,9 juta km dan jarak terjauh 69,7 juta km). Karena jaraknya yang sangat dekat dengan matahari Merkurius bergerak sangat cepat mengelilingi matahari, sehingga 1 tahun di planet Merkurius hanya 88 hari di bumi. Merkurius berotasi selama 58,64 hari. Merkurius memiliki diameter 4879,4 km. Merkurius tidak mengandung atmosfer karena adanya pelepasan termal molekul gasnya dan efek erosive angin matahari. Merkurius tidak memiliki satelit

B. Venus

Memiliki radius 6.052 km dan berevolusi dalam waktu 224,7 hari. Venus terdiri dari 97% karbon dioksida (C0₂) dan 3% nitrogen sehingga hampir tidak mungkin terdapat kehidupan. Venus memiliki diameter 12.100 km dan berotasi dalam waktu 243 hari. Sebaliknya masa orbit Venus hanya dalam waktu 225 hari. Venus memiliki massa jenis 5200 kg m³ dan suhu dipermukaan 480 ºC. Jarak rata-rata Venus dan Matahari adalah 108,2 juta km. Venus terlihat lebih terang dari planet lain karena memiliki atmosfer berupa awan tebal berwarna putih. Atmosfir inilah yang memantulkan cahaya matahari sehingga terlihat berkilau di bumi.

C. Bumi

Usia bumi diperkirakan mencapai 4,6 milyar tahun. Jarak rata-rata antara bumi dan matahari adalah 149,6 juta km. Bumi berevolusi dalam waktu 365 hari dan berotasi selama 24 jam. Memiliki diameter 12.755 km. Satelit Bumi adalah Bulan yang bergerak mengelilingi Bumi selama 29,5 hari. Suhu di bumi berkisar dari -70% ºC hingga 55 ºC. Bumi tersusun dari inti dalam bumi (besi, nikel beku), inti luar (mantel silika, kerak bumi). Bumi mempunyai lapisan udara (atmosfer) dan medan magnet (magnetosfer) yang melindungi permukaan bumi dari angin, matahari, sinar ultra ungu, dan radiasi di angkasa. Sebagian atmosfer bumi terdiri dari gas nitrogen (80%) dan gas oksigen (20%). Lapisan ozon melindungi bumi dan sinar ultra violet.

D. Mars

Mars disebut juga planet merah, karena warnanya merah. Jarak antara mars dan matahari adalah 228 juta km. Suhu di bagian kutub -123⁰C dan suhu di katulistiwa 15⁰C-25⁰C. Periode rotasi mars 24,9 jam dan periode revolusinya 1,9 tahun (±686 hari). Mars memiliki 2 buah satelit (Phobos dan Deimos). Mars mempunyai atmosfer udara yang mencapai 1/100 atm dan suhu permukaannya mencapai 150-300 ºK. Gas utama di atmosfer mars adalah karbondioksida (92%).

E. Jupiter

Jarak rata-rata antara Jupiter dan Matahari adalah 778,3 juta km. Jupiter adalah planet terbesar dan terberat dengan diameter 14.980 km dan memiliki massa 318 kali massa Bumi. Periode rotasi Jupiter adalah 9,8 jam dan periode revolusi adalah 11,86 tahun. Suhunya berkisar dari -140⁰C sampai 21⁰C. Komposisi utama Jupiter adalah hidrogen, helium, argon, karbon, oksigen, dan nitrogen berbentuk cair dan gas. Atmosfir Jupiter mengandung amoniak dan metana.Jupiter memiliki 63 satelit diantaranya Io, Europa, Ganymede, Callisto.

F. Saturnus (Planet Bercincin)

Saturnus berevolusi dalam waktu 29,46 tahun dan berotasi dalam waktu 10 jam 14 menit. Jarak rata-rata saturnus dan matahari adalah 1.427 juta km. Setiap 378 hari, Bumi, Saturnus, dan Matahari akan berada dalam satu gari lurus. Saturnus memiliki diameter 120.660 km Saturnus dikelilingi beribu-ribu cincin yang diperkirakan terbentuk dari bongkahan zat meteorit. Saturnus memiliki 18 satelit antara lain Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, dan Titan yang merupakan satelit terbesar. Atmosfer Saturnus tebal dan tersusun dari hidrogen dan helium dan mengandung amoniak dan metana.

G. Uranus

Uranus berotasi dalam waktu 17,25 jam dan berevolusi dalam waktu 84 tahun. Jarak rata-rata uranus ke matahari adalah 2.871 juta km. Suhu di permukaannya berkisar antara -233⁰C hingga 213⁰C. Uranus terdiri dari gas (hidrogen, methana, helium). Uranus berotasi berlawanan dengan arah rotasi Bumi. Uranus berotasi pada sisinya seperti sebuah gasing yang rebah. Akibatnya satu sisi planet terus menerus mengalami siang selama 42 tahun dan sisi lain mengalami malam selama 42 tahun secara terus menerus. Tidak seperti kebanyakan planet yang memiliki poros hampir tegak lurus dengan garis orbit planet, uranus memiliki poros yang sejajar dengan orbitnya. Akibatnya kutub Uranus lebih panas daripada sisi lain. Uranus memilik 9 lapis cincin yang tipis. Uranus memiliki 18 Satelit alami antara lain Ariel, Umbriel, Titania dan Oberon.

H. Neptunus

Berotasi dalam waktu 16,1 jam dan berevolusi dalam waktu 164,8 tahun. Jarak rata-rata Neptunus ke Matahari adalah 4.497 juta km, 3 lapis cincin dan massa 17,2 massa Bumi, dan diameter 49.530 km. Komposisi penyusunnya adalah besi dan unsur berat lain. Neptunus memiliki atmosfer yang tersusun dari hidrogen, helium, dan metana. Suhunya berkisar –213 ºC (60 K). Neptunus mempunyai 8 satelit antara lain, Triton, Nereid, Lanissa, dan Proteus.

Catatan:

Planet Kerdil adalah:

Benda langit yang mengorbit matahari, mempunyai massa yang cukup bagi gaya gravitasinya untuk mengatasi gaya-gaya luar lainnya sehingga dengan keseimbangan hidrostatiknya mempunyai bentuk hampir bulat serta belum menyingkirkan objek-objek lain di sekitar orbitnya.

Yang termasuk dalam Planet Kerdil adalah:

1. Ceres adalah benda angkasa terbesar di sabuk asteroid utama. Mempunyai massa 9,45 ± 0,04 x 10²⁰ kg dengan diameter 950 km.

2. Pluto (134340)

Pluto mempunyai lintasan orbit yang lonjong. Pluto berubah statusnya dari planet menjadi planet kerdil/kacai karena Pluto belum mengosongkan daerah di sekitar orbitnya (sabuk kuiper).

Jarak pluto dengan matahari adalah 5.900,1 km. Memiliki diameter 4.862 km dan massa 0,002 massa bumi. Pluto berotasi dalam waktu 6,39 hari dan berevolusi dalama waktu 248,4 tahun. Suhunya berkisar berkisar -233⁰C hingga -223⁰C. Pluto terdiri dari batuan (70%) dan es (30%). Atmosfernya sangat tipis, terdiri dari nitrogen, karbon monoksida, dan metana yang hampir selalu berupa gas beku.

Satelit Pluto adalah Charon. Ukurannya ½ dari ukuran Pluto, memiliki diameter 1.196 km dan permukaanya tersusun air dan es.

3. Xena (UB 313)

Obyek ini berukuran lebih besar dari pluto dan memiliki satelit (2.700 km pada Oktober 2003)

4. Sedna

Adalah benda angkasa terbesar yang mengelilingi matahari dan memiliki orbit normal. Sedna berada antara 7,5 milyar hingga 10 milyar km dari Bumi dan mempunyai lebar penampang sekitar 2000 km.

Dan ada beberapa planet lain yang belum dimasukkan dalam Tata Surya.

C. KOMET

Adalah benda angkasa dimana ketika mendekati matahari mengeluarkan gas berbentuk kepala yang bercahaya dan semburan yang terikat seperti ekor. Komet terbentuk dari batu, gas, debu yang membeku, zat beku lain (karbon, oksigen, hidrogen, dan nitrogen). Gas komet adalah uap air (80%), karbon monoksida (15%), gas lain-lain (5%). Orbit komet lebih lonjong dan panjang daripada planet lain sehingga jaraknya dengan matahari sangat bervariasi. Komet membutuhakn waktu yang lama untuk mengelilingi matahari. Komet dibedakan menurut rentangan waktu orbitnya. Rentangan waktu pendek adalah kurang dari 200 tahun dan rentangan waktu panjang adalah lebih dari 200 tahun. Bagian-bagian komet adalah inti (bagian padat yang menyerupai bintang amat kecil), koma (daerah kabut disekitar inti). Inti dan koma tersebut membentuk kepala komet Ketika komet menghampiri bagian dalam Tata Surya, radiasi matahari menyebabkan lapisan esterluarnya menguap. Arus debu dan gas yang dihasilkan membentuk suatu atmosfer yang besar tetapi sangat tipis di sekeliling komet yang disebut koma. Akibat tekanan radiasi matahari dan angin matahari pada koma, terbentulah ekor raksasa yang menjauhi matahari. Ekor komet berbeda-beda bentuk dan ukurannya. Semakin dekat komet dengan matahari maka ekornya semakin panjang. Ada juga komet yang tidak berekor.

D. ASTEROID ATAU PLANETOID

Asteroid adalah benda langit yang menempati orbit diantara Mars dan Jupiter. Beredar mengelillingi matahari dan berputar pada porosnya sendiri. Asteroid berasal dari pecahan planet yang bertabrakan. Asteroid yang paling besar bernama 2001 KX 76 yang mempunyai lintasan orbit didekat Pluto. Asteroid terbentuk dari material dibawah pengaruh interaksi gravitasi. Daerah lintasan Asteroid disebut sabuk asteroid. Asteroid yang berwarna gelap mengandung karbon, dan asteroid yang kecil mengandung besi dan nikel. Asteroid merupakan planet berbatu yang kecil dimana ukurannya yang kecil 1km dan yang terbesar 900 km. Sedangkan Asteroid yang paling jauh adalah Chiron yang mempunyai garis tengah kurang dari 200 mil dan orbit yang sangat ekliptik. Asteroid terbentuk oleh gaya ganggu Jupiter. Jika cahaya yang dipantulkan Asteroid dianalisis, hasilnya memperlihatkan bahwa Asteroid tersusun dari batuan yang emngandung mineral silikat seperti batuan besi. Asteroid yang orbitnya melewati Bumi disebut Asteroid “Apollo”.

2 TEORI TERBENTUKNYA ASTEROID

1. Asteroid adalah sisa-sisa dari sebuah planet yang hancur akibat ledakan atau tabrakan dengan objek lain. Pengamatan lebih jauh menunjukkan bahwa asteroid kemungkinan tidak pernah menjadi bagian dari sebuah planet karena pada kenyataannya apabila seluruh asteroid yang ada disatukan sebagai sebuah objek tunggal, maka objek hasil penggabungan tersebut akan memiliki diameter yang sangat kecil, tidak mencapai 1.400 km.

2. Asteroid adalah lebihan cakra protoplanet yang tidak membentuk planet ketika pembentukan sistem Tata Surya dahulu.

E. METEOROID, METEOR, METEORIT

Meteoroid adalah benda-benda kecil yang menglilingi matahari dan terdapat di ruang antar planet. Meteoroid memasuki atmosfer bumi dengan kelajuan tinggi yang dapat mengakibatkan panas dan terjadinya gesekan dengan atmosfer bumi dan bagian luar meteoroid akan berpijar. Lintasan meteoroid pijar diatmosfer bumi disebut meteor. Meteororid berukuran kecil dan akan habis terbakar sebelum sampai ke bumi. Meteoroid yang sampai ke permukaan bumi disebut meteorit. Ukuran meteoroid mulai dari sebutir biji padi sampai sebesar batu besar bulat. Meteorit dapat berukuran dan berbentuk apa saja dan diklasifikasikan sebagai metalik (logam) atau batuan. Meteorit logam memiliki komposisi kira-kira 91% besi, 8% nikel, sejumlah kecil kobalt dan fosfor, dan bekas dari banyak unsur-unsur lain. Meteorit batuan memiliki komposisi 36% oksigen, 26% besi, 18% silikon, dan 14% magnesium, dan sejumlah kecil unsur-unsur lain. Contoh: Meteorit Ahnigto.

F. BINTANG

Adalah benda langit yang memancarkan cahaya. Terdapat bintang semu (bintang yang tidak menghasilkan cahaya sendiri tetapi memantulkan cahaya dari bintang lain) dan bintang nyata (bintang yang menghasilkan cahaya sendiri).

1. Proses Terbentuknya Bintang

Pembentukan bintang dimulai dengan ketidakstabilan gravitasi di dalam awan molekul. Berdasarkan syarat instablitas Jean, bintang tidak terbentuk sendiri-sendiri malainkan dalam kelompok yang berasal dari suatu reruntuhan di awan molekul yang besar. Setelah itu akan terjadi konglomerasi individual dari debu dan gas yang padat (globula bok). Runtuhnya globula bok membuat kerapatan bertambah. Pada proses ini energi gravitasi diubah menjadi energi panas sehingga temperatur meningkat. Ketika awan protobintang ini mencapai kasetimbangan hidrostatik, sebuah protobintang akan terbentuk di intinya. Bintang pra deret utama ini sering dikelilingi oleh piringan protoplanet. Ketika peningkatan temperatur di inti protobintang mencapai kisaran 10 juta Kelvin, hidrogen di inti terbakar menjadi helium dalam suatu reaksi termonuklir. Reaksi nuklir di dalam inti bintang mensuplai cukup energi untuk mempertahankan tekanan di pusat sehingga proses pengerutan berhenti. Protobintang kini memulai kehidupan baru sebagai bintang deret utama.

2. Menentukan Jarak Bintang

a. Metode Paralaks

Paralaks adalah pergeseran sebuah benda yagn sangat jauh bila dilihat oleh pengamat yang tempatnya bergeser terhadap benda dan bukan karena benda tersebut bergeser. Satu tahun cahaya adalah jarak tempuh cahaya dalam 1 tahun. 1 parsek di definisikan sebagai jarak bintang dari bumi ketika bintang memiliki paralaks sebesar 1 detik gusur.

Metode Paralaks ada 2 macam:

· Metode Paralaks Trigonometri

Akibat perputaran Bumi mengelilingi Matahari, maka bintang-bintang yang dekat tampak bergeser letaknya terhadap latar belakang bintang-bintang yang jauh. Dengan megukur sudut pergeseran (sudut paralaks), dan karena diketahui jarak Bumi ke Matahari, maka jarak bintang dapt ditentukan. Sudut paralaks ini sangat kecil hingga cara ini hanya bisa digunakan untuk bintang-bintang yang jaraknya relatif dekat, yaitu hanya sampai beberapa ratus tahun cahaya.

· Metode Paralaks Spektroskopik

Misalkan kita menemukan sebuah bintang bertipe G2 yang terletak di deret utama dan memiliki magnetudo tampak (m) sebesar +8. Dengan informasi ini jarak bintang dapat ditentukan, karena magnitudo mutlak (M) bintang dapat ditentukan dengan melihat diagram Hertzprung-Russel. Bila magnetudo tampak dan magnetudo mutlak diketahui, maka jarak (d) bintang dalm satuan parsek dapat langsung diketahui.

b. Magnitudo Bintang

Adalah ukuran tingkat terang/kecerahan sebuah bintang.

· Magnitudo semu sebuah bintang adalah kecerahan sebuah bintang yang dilihat oleh pengamat di bumi.

· Magnitudo mutlak/absolut sebuah bintang adalah magnitudo sesungguhnya yang akan dimiliki oleh sebuah bintang jika bintang diletakkan pada jarak 10 persek (32,6 tahun cahaya) dari Bumi.

3. Spektrum Bintang

Spektrum bintang adalah gelombang elektromagnetik yang dipancarkan sebagai cahaya polikromatik yang dapat diukur kedalam warna-warna.

Spektrum radiasi yang dipancarkan bintang berupa spektrum kontinue yang mengandung semua panjang gelombang yang sesuai dengan suhu permukaan bintang Spektrum bintang dapat direkam dan dicetak dengan menggunakan spektograf celah yang dapat diklssifikasikan ke dalam beberapa kelas spektra.

Bintang yang paling terang adalah bintang BO. Spektrum sebuah bintang memiliki garis gelap (garis emisi) dan garis terang (absorpsi) yang berasal dari proses transisi elektron suatu atom yang berpindah ke tingkat yang lebih tinggi sambil menyerap energi. Bila elektron berpindah ke tingkat yang lebih rendah akan memancarkan energi dan akibatnya timbullah garis-garis emisi, garis yang terlihat terang. Apabila suatu bintang bergerak mendekati kita, maka spektrum cahayanya akan bergeser ke arah panjang gelombang biru (pergeseran biru). Apabila bintang bergerak menjauhi kita, maka spektrumnya bergeser ke arah panjang gelombang merah (pergeseran merah).

4. Klasifikasi Spektrum Bintang

a. Klasifikasi Harvard (kelas spektrum)

Klasifikasi ini dikembangkan oleh William Fleming, Annie Jump Cannon, Antonia Maury, dan Henrietta Swan Leavitt.

Kelas bintang O dan B adalah bintang terpanas karena suhunya mencapai 30.000 hingga 60.000⁰C dan berwarna biru. Kelas bintang M adalah bintang yang paling dingin karena suhunya kurang dari 3.500K dan berwarna merah. G adalah bintang kuning yang suhunya menengah. Warna yang dominan pada kelas bintang O, B, A adalah biru. Warna bintang menunjukkan temperatur bintang yang bersangkutan. Semakin biru warna suatu bintang, semakin panas temperatur bintang tersebut.

Bintang dengan temperatur 30.000⁰C dan berwarna biru, sementara bintang bersuhu 3000⁰C berwarna merah. Matahari kita sendiri merupakan bintang kuning dengan suhu sedang, berkisar 6000⁰C.

Kelas	Temperatur	Warna Bintang	Massa	Radius	Luminositas	Garis-Garis Hidrogen	Contoh Bintang
O B A F G K M	30.000-60.000K 10.000-30.000K 7.500-10.000K 6.000-7.500K 5.000-6.000K 3.500-5.000K 2.000-3.500K	Biru Biru-Putih Putih Kuning-Putih Kuning Jingga Merah	60 18 3,2 1,7 1,1 0,8 0,3	15 7 2,5 1,3 1,1 0,9 0,4	1.400.000 20.000 80 6 1,2 0,4 0,04	Lemah Menengah Kuat Menengah Lemah Sangat lemah Hampir tak terlihat	Spica Rigel Sirius Procyon Matahari Arcturus Betelqeuse

b. Klasifikasi Yerkes (Kelas Luminositas)

Klasifikasi ini dikembangkan oleh William Wilson Morgan, Phillip C. Keenan dan Edith Kellman pada tahun 1943, yang mendasarkan pada ketajaman garis-garis spektrum yang sensitif pada gravitasi permukaan bintang. Gravitasi permukaan berhubungan dengan luminositas yag merupakan fungsi dari radius bintang.

Klasifikasi Yerkes Membagi bintang-bintang ke dalam kelas-kelas:

O maha maharaksasa (hypergiants)

· I maha raksasa (supergiant)

§ I a maha raksasa terang

§ I ab kelas antara maha raksasa terang dan yang kurang terang

§ I b maha raksasa kurang terang

· II raksasa terang (bright giants)

· III raksasa (giants)

· IV sub raksasa (sub giants)

· V deret utama atau katai (main sequence atau dwarf)

· VI sub katai (subdwarfs)

· VII katai putih (white dwarfs)

5. Evolusi Bintang

Adalah proses lahir, berkembang dan matinya sebuah bintang yang memerlukan jutaan atau bahkan miliaran tahun.

a. Asal bintang

Berawal dari awan gas hidrogen dan debu angkasa (nebula). Gaya tarik gravitasi antar molekul menyebabkan terbentuknya gumpalan-gumpalan. Ketika gumpalan-gumpalan gas mengerut (memadat), molekul-molekul gas menjadi lebih sering bertubrukan satu sama lain dengan laju yang semakin tinggi sehingga menyebabkan gumpalan-gumpalan gas terus meningkat. Suatu saat suhu gas cukup tinggi hingga ketika atom-atom hidrogen bertubrukan, atom-atom tersebut tidak terpental, tetapi bergabung membentuk helium dan terjadi reaksi fusi rantai proton-proton dengan membuat bintang bersinar.

b. Bintang Katai Kuning

Adalah bintang yang memiliki massa kecil M <>

c. Bintang Biru

Adalah bintang yang memiliki massa M > 1,4. Ketika hidrogen telah habis, bintang memuai (kontraksi) menjadi bintang maha raksasa biru kemudian mendingin menjadi bintang maha raksasa merah. Massa bintang yang besar menghasilkan gaya gravitasi yang besar, sehingga menyebabkan bintang runtuh dan menindihnya. Ledakan dasyat itulah yang membentuk Supernova. Crab Nebula adalah sisa dari supernova yang dilihat di bumi oleh astronom Cina pada tahun 1054.

· Bintang Neutron

Supernova akan membentuk bintang neutron atau lobang hitam. Untuk massa asal bintang 1,4 <>

· Lubang Hitam

Untuk massa asal bintang M > 3,0 tidak ada yang bisa menahan pengerutan gravitasi. Bintang mengalami keruntuhan sempurna dan gaya tarik gravitasi memberhentikan segala sesuatu untuk keluar dari permukaan termasuk cahaya. Bintang menghilang dari pandangan dan terbentuklah Lubang Hitam.

6. Jarak Bintang

Data dibawah ini adalah 11 bintang terdekat dengna bumi, yaitu bintang-bintang dalam 2 parsel atau 10 tahun cahaya. Jarak bintang terjauh dalam Galaksi diperkirakan 19.325 PC (63.000 tahun cahaya).

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.

Proxima Centauri Alpha Centauri A Alpha Centauri B Barnard’s Star Wolf 359 Lalande 21185 Sirius A Sirius B UV Ceti A UV Ceti B Ross

1,31 pc 1,34 pc 1,34 pc 1,8 pc 2,3 pc 2,5 pc 2,65 pc 2,65 pc 2,7 pc 2,7 pc 154 pc

(4,28 tahun cahaya) (4,35 tahun cahaya) (4,35 tahun cahaya) (5,8 tahun cahaya) (7,6 tahun cahaya) (8,1 tahun cahaya) (8,7 tahun cahaya) (8,7 tahun cahaya) (8,8 tahun cahaya) (8,8 tahun cahaya) (9,5 tahun cahaya)

7. Warna dan Ukuran Bintang

Bintang sering dihubungkan dengan warna (merah, oranye, kuning, biru, putih) perbandingan dan kecemerlangannya. Bintang biru dan putih lebih panas daripada matahari, dan bintang oranye dan merah lebih dingin.

Perbandingan ukuran dan kecemerlangan sinar bintang dengan matahari.

1. Sirius B : putih kerdil, garis tengahnya 1/100 garis tengah matahari, kecemerlangannya 1/400 dari matahari.
2. Bernard’s Star : merah kerdil, garis tengahnya 1/10 garis tengah matahari, kecemerlangannya 1/2000 dari matahari.
3. Matahari : kuning kerdil.
4. Capella : kuning raksasa, garis tengahnya 80 kali garis tengah matahari, kecemerlangannya 60.000 kali kilometer kecemerlangan matahari.
5. Ringel : biru putih raksasa, garis tengahnya 80 kali garis tengah matahari, kecemerlangannya 60.000 kali kecemerlangan matahari.
6. Batelgeux : merah sangat raksasa, garis tengahnya 300-400 kali garis tengah matahari, kecemerlangannya 15.000 kali kecemerlangan matahari.

G. GALAKSI

Adalah kumpulan bintang, gas, debu interstellar dan “jisim gelap” yang terdapat dalam alam semesta. Galaksi dalam sistem surya yaitu bumi dan matahari yagn disebut Bima Sakti. Sekitar 10-20% dari galaksi terdiri dari bintang, gas dan debu. Galaksi dikekalkan bersama oleh tarikan graviti dan komponen galaksi mengorbit satu pusat. Galaksi terbentuk dari proto galaksi.

Macam- macam Galaksi

1. Galaksi Bima Sakti (Milky Way atau De Melkweg)

Bima Sakti berbentuk keping dengan porosnya sebagai inti sistem. Mencakup lebih dari 100 milyar bintang, termasuk matahari dan Tata Surya. Galaksi ini berbentuk spiral, terbentang selebar 100.000 tahun cahaya dan bagian tengahnya mempunyai ketebalan mencapai 15.000 tahun cahaya. Tata Surya kita terletak kira-kira 30.000 tahun cahaya dari pusat galaksi. Bima sakti berotasi ke arah timur dengan inti sebagai pusatnya jika dipandang dari atas. Matahari bergerak megelilingi inti susunan Bima Sakti dengan kecepatan 450km/s dalam kurun waktu 225 juta tahun untuk satu kali putaran penuh.

2. Galaksi Andromeda (M31)

Galaksi ini berbentuk spiral yang terdiri dari 7 lengan yang membelit ketat dan tergores debu serta bernyala biru. Akibatnya cahaya bintang muda bermassa besar. Inti galaksi sangat terang dan berwarna putih. Sedangkan disekitarnya berwarna merah jambu. M31 memiliki bentuk kabut seperti lensa atau cakram. Jari-jarinya sekitar 50.000 tahun cahaya serta jarak dari bumi lebih dari 2 juta tahun cahaya.

3. Galaksi Roda Biru

Adalah galaksi yang berputar di Trianggulum sejauh 2 juta tahun cahaya dan merupakan galaksi yang kecil dan paling dekat.

4. Galaksi Dolar Perak (Silvery Coin)

Berupa galaksi spiral pipih yang terletak sejauh 13 juta tahun cahaya. Galaksi ini merupakan salah satu dari beberapa galaksi yang mendekati galksi Bima Sakti. Kecepatan majunya mengalahkan kecepatan pemuaian kosmos.

5. Galaksi Pusaran Air (M51)

Adalah galaksi spiral yang terlentang dan didampingi oleh pengiring yakni sebuah galaksi yang tidak teratur. Lengannya diterangi oleh bintang yang besar berupa debu dan gas. Pengiring kecil NGL 5195 termasuk kelas tidak beraturan. Keduanya bersentuhan menjauhi Bima Sakti dengan kecepatan yang sama dan berada pada jarak yang sama yaitu 14 juta tahun cahaya.

6. Kabut Magellan (Magellanic Clouds)

Galaksi ini terletak di konstelasi dorado dan tucan. Bintang-bintang yang terang dalam kabut Magellan memiliki jutaan kali kebenderangan matahari. Masing-masing disebut Giant super raksasa antara lain S Dorados dan super raksasa NGC 1910.

Klasifikasi galaksi berdasarkan perbedaan penampakannya:

a. Galaksi Spiral (Bentuk S)

Tampak seperti pusaran api raksasa dan mempunyai bentuk yang teratur. Jumlahnya ± 80% dari seluruh galaksi yang dikenal. Galaksi bentuk spiral terdiri dari inti dan lengkungan-lengkungan yang keluar dari inti sebagai pusatnya, contohnya galaksi Bima Sakti dan galaksi M31.

Ciri-ciri Galaksi Spiral:

· Mempunyai inti (pusat) yang berbentuk roda atau batang.

· Mempunyai selubung bulat yang membungkus pusat yang terdiri dari bintang dan gugus bintang.

· Mempunyai lengan spiral yang mengelilingi pusat di daerah Katulistiwa.

b. Galaksi Elips (bentuk E)

Inti galaksi ini lebih sederhana dibandingkan dengan galaksi bentuk spiral. Bentuknya seperti bola lonjong yang menipis ke bagian pinggirnya. Jumlahnya 17% dari galaksi yang sudah diketahui. Galaksi bentu elips terlihat lebih terang seperti bola lonjong besar yang bersinar. Jika dibandingkan dengan galaksi spiral maka galaksi bentuk elips merupakan bagian yang sederhana karena berdiri dari pusat roda dan selubung yang membungkus pusatnya.

c. Galaksi Tak Beraturan (bentuk TB)

3% dari jumlah galaksi adalah galaksi bentuk TB. Galaksi ini berupa gumpalan atau onggokan bintang yang semakin menebal dan sebagian menipis dalam batas yang tidak jelas.