Makalah IPBA Bintang dan Dinamikanya
DISUSUN OLEH :
Kelompok 11 RENY (06101011037) INTAN MEGAWATI (0610101009) AGUS AIRLANGGA (06091011006)
Dosen Pengasuh : Syuhendri, S.Pd., M.Pd
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SRIWIJAYA INDRALAYA2012
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis haturkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan begitu banyak rizki dan hidayah-Nya kepada kita semua. Shalawat dan salam selalu kita curahkan kepada junjungan kita Nabi Besar Muhammad SAW, sebagai Rahmatan lil’alamin yang telah membawa umat manusia dari jalan kegelapan menuju kehidupan yang mendapat sinar illahi seperti sekarang ini. Alhamdulillah makalah yang berjudul “Binatang dan Dinamikanya” ini dapat diselesaikan semata-mata atas kehendak-Nya dan rahmat serta cinta kasih-Nya yang berlimpah. Rasa syukur kami atas kemurahan-Nya karena telah diberi kesempatan untuk menyelesaikan makalah ini. Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam proses pembuatan makalah ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu, secara khusus penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada bapak Syuhendri, S.Pd., M.Pd selaku dosen pengasuh mata kuliah IPBA yang telah membimbing kami dalam mata kuliah ini. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan makalah ini masih banyak kekurangan, oleh sebab itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun. Dan semoga dengan terselesaikannya penyusunan makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Amin. Inderalaya, Desember 2012
(Penulis)
BAB I PENDAHULUAN A.
Latar Belakang
Bintang merupakan benda langit yang memancarkan cahaya. Terdapat bintang semu dan bintang nyata. Bintang semu adalah bintang yang tidak menghasilkan cahaya sendiri, tetapi memantulkan cahaya yang diterima dari bintang lain. Bintang nyata adalah bintang yang menghasilkan cahaya sendiri. Secara umum sebutan bintang adalah objek luar angkasa yang menghasilkan cahaya sendiri (bintang nyata).Menurut ilmu astronomi, definisi bintang adalah: Semua benda masif (bermassa antara 0,08 hingga 200 massa matahari) yang sedang dan pernah melangsungkan pembangkitan energi melalui reaksi fusi nuklir. Oleh sebab itu bintang katai putih dan bintang neutron yang sudah tidak memancarkan cahaya atau energi tetap disebut sebagai bintang. Bintang terdekat dengan Bumi adalah Matahari pada jarak sekitar 149,680,000 kilometer, diikuti oleh Proxima Centauri dalam rasi bintang Centaurus berjarak sekitar empat tahun cahaya. Bintang-bintang telah menjadi bagian dari setiap kebudayaan. Bintangbintang digunakan dalam praktek-praktek keagamaan, dalam navigasi, dan bercocok tanam. Kalender Gregorian, yang digunakan hampir di semua bagian dunia, adalah kalender matahari, mendasarkan diri pada posisi Bumi relatif terhadap bintang terdekat, Matahari. Astronom-astronom awal seperti Tycho Brahe berhasil mengenali ‘bintang-bintang baru’ di langit (kemudian dinamakan novae) menunjukkan bahwa langit tidaklah kekal. Pada 1584 Giordano Bruno mengusulkan bahwa bintang-bintang sebenarnya adalah matahari-matahari lain, dan mungkin saja memiliki planet-planet seperti Bumi di dalam orbitnya, [1] ide yang telah diusulkan sebelumnya oleh filsuf-filsuf Yunani kuno seperti Democritus dan Epicurus.[2] Pada abad berikutnya, ide bahwa bintang adalah matahari yang jauh mencapai konsensus di antara para astronom. Untuk menjelaskan mengapa bintang-bintang ini tidak memberikan tarikan gravitasi pada tata surya, Isaac Newton mengusulkan bahwa bintang-bintang terdistribusi secara merata di seluruh langit, sebuah ide yang berasal dari teolog Richard Bentley.
Astronom Italia Geminiano Montanari merekam adanya perubahan luminositas pada bintang Algol pada 1667. Edmond Halley menerbitkan pengukuran pertama gerak diri dari sepasang bintang “tetap” dekat, memperlihatkan bahwa mereka berubah posisi dari sejak pengukuran yang dilakukan Ptolemaeus dan Hipparchus. Pengukuran langsung jarak bintang 61 Cygni dilakukan pada 1838 oleh Friedrich Bessel menggunakan teknik paralaks. William Herschel adalah astronom pertama yang mencoba menentukan distribusi bintang di langit. Selama 1780an ia melakukan pencacahan di sekitar 600 daerah langit berbeda. Ia kemudian menyimpulkan bahwa jumlah bintang bertambah secara tetap ke suatu arah langit, yakni pusat galaksi Bima Sakti. Putranya John Herschel mengulangi pekerjaan yang sama di hemisfer langit sebelah selatan dan menemukan hasil yang sama. Selain itu William Herschel juga menemukan bahwa beberapa pasangan bintang bukanlah bintang-bintang yang secara kebetulan berada dalam satu arah garis pandang, melainkan mereka memang secara fisik berpasangan membentuk sistem bintang ganda. Pada dasarnya matahari merupakan salah satu bintang yang berada di tata surya dan menjadi pusatnya. Matahari termasuk bintang karena dapat menghasilkan energi cahaya sendiri. Cahaya matahari dibandingkan bintang yang lain terasa lebih cemerlang. Hal itulah yang menyebabkan pada waktu siang hari kita tidak dapat melihat bintang selain matahari. B. Rumusan Masalah 1. Apakah yang dimaksud matahari sebagai bintang? 2. Apakah lapisan-lapisan matahari? 3. Bagaimanakah energi pancaran dan perputaran matahari? 4. Bagainamakah gerakan dan manfaat matahari bagi bumi? 5. Apakah yang dimaksud dengan Magnitudo dan konstelasi bintang? 6. Bagaimanakah jarak dan gerak bintang?
BAB II PEMBAHASAN 1. Matahari Sebagai Bintang Matahari merupakan satu bintang diantara jutaan bintang yang membentuk galaksi Bima Sakti. Terletak 30.000 tahun cahaya dari pusat Bima Sakti. Banyak bintang raksasa bahkan lebih besar lagi pada bagian tengah galaksi itu. Matahari pada salah satu ujung galaksi, tidak termasuk bintang raksasa tetapi berukuran sedang saja sama dengan Alpha Sejak jaman dahulu orang memberi nama gugus bintang (rasi bintang/konstelasi bintang) sesuai dengan bayangan yang timbul dalam fantasinya. Ada 12 kelompok bintang yang selalu lewat di daerah katulistiwa. Deretan rasi bintang itu membentuk gelang yang dinamakan sodiak. Nama Ke 12 rasi bintang itu adalah : Aries, Taurus, Gemini, Cancer, Leo, Virgo, Libra, Scorpio, Sagitarius, Capricornus, Aquarius, Pisces. Matahari adalah bintang yang paling dekat dengan Bumi. Dengan demikian, matahari merupakan bintang yang paling mudah diselidiki. Mempelajari matahari dengan teliti dapat mengetahui karakter bintang-bintang yang lain. Matahari atau juga disebut Surya (dari nama Dewa "Surya" - Dewa Matahari dalam kepercayaan Hindu) adalah bintang terdekat dengan Bumi dengan jarak rata-rata 149.680.000 kilometer (93.026.724 mil). Matahari adalah suatu bola gas yang pijar dan ternyata tidak berbentuk bulat betul. Matahari mempunyai katulistiwa dan kutub karena gerak rotasinya. Garis tengah ekuatorialnya 864.000 mil, sedangkan garis tengah antar kutubnya 43 mil lebih pendek. Matahari merupakan anggota Tata Surya yang paling besar, karena 98% massa Tata Surya terkumpul pada matahari. Matahari adalah bintang karena memiliki sumber cahaya sendiri. Matahari tampak sebagai bintang paling besar karena letak matahari paling dekat dari pada bintang- bintang yang lainnya. Penyusun Matahari adalah Hidrogen 75% dan Helium 20%. Warna Matahari berkaitan dengan suhu Matahari. Pada pagi/ sore hari warna Matahari kemerahan karena suhu belum tinggi. Pada siang hari warnanya putih kekuningan bahkan kebiruan karena suhunya tinggi. Energi Matahari sibentuk dalam inti Matahari berdasarkan fusi nuklir dari dua inti hydrogen menjadi satu inti helium menghasilkan energi yang sangat besar. Dalam fusi nuklir massa dua inti hydrogen lebih besar dari satu inti helium. Massa yang hilang berubah menjadi energi sesuai dengan persamaan Einstein E=_mc²
Di samping sebagai pusat peredaran, matahari juga merupakan pusat sumber tenaga di lingkungan tata surya. Matahari terdiri dari inti dan tiga lapisan kulit, masing-masing fotosfer, kromosfer dan korona. Untuk terus bersinar, matahari, yang terdiri dari gas panas menukar zat hidrogen dengan zat helium melalui reaksi fusi nuklir pada kadar 600 juta ton, dengan itu kehilangan empat juta ton massa setiap saat. Matahari dipercayai terbentuk pada 4,6 miliar tahun lalu. Kepadatan massa matahari adalah 1,41 berbanding massa air. Jumlah tenaga matahari yang sampai ke permukaan Bumi yang dikenali sebagai konstan surya menyamai 1.370 watt per meter persegi setiap saat. Matahari sebagai pusat Tata Surya merupakan bintang generasi kedua. Material dari matahari terbentuk dari ledakan bintang generasi pertama seperti yang diyakini oleh ilmuwan, bahwasanya alam semesta ini terbentuk oleh ledakan big bang sekitar 14.000 juta tahun lalu. Matahari adalah bintang yang tampak paling besar dibandingkan bintang-bintang lain yang bertaburan di angkasa luar karena jaraknya yang sangat dekat, yaitu sekitar 150 juta km. 150 juta kilo meter disebut juga sebagai satuan astronomi. Jarak kedudukan terdekat matahari ke bumi jaraknya adalah 147 juta km disebut Perihelium (1 januari). Sedangkat jarang paling jauh matahari ke bumi yakni kurang lebh sekitar 152 juta km disebut Aphelium (1 juli). Tentu saja saat ini belum ada orang yang menghitung secara langsung jarak matahari ke bumi karena sangat panas dan silau.
2. Lapisan-Lapisan Matahari
Wujud matahari adalah bola gas berpijar yang sangat besar. Berpijarnya bola gas tersebut disebabkan oleh adanya reaksi fusi di bagian inti matahari. Oleh karena itu. inti matahari mempunyai suhu yang paling tinggi dibandingkan bagian-bagian yang lain. Berdasarkan letaknya, susunan lapisan matahari dapat dibedakan menjadi empat macam. Lapisan-lapisan tersebut mulai dari yang terdalam berturut-turut adalah lapisan inti, fotosfer, kromosfer, dan korona. a. Inti Inti disebut juga lapisan radiatif dan merupakan bagian yang paling dalam/pusat dari matahari. Suhunya antara 10.000.000°C sampai 15.000.000°C. Di tempat ini terjadi reaksi nuklir /reaksi inti Hidrogen Helium. Energi yang dipancarkan keluar dari permukaan matahari dalam bentuk gelombang elektromagnetik. b. Fotosfer (Lapisan Cahaya) Fotosfer merupakan permukaan matahari yang tebalnya kurang lebih 350 km. Lapisan inilah yang memancarkan cahaya sangat kuat. Oleh karena itu. fotosfer juga disebut lapisan cahaya. Suhu di fotosfer diperkirakan rata-rata 6.000 oC. Pada suhu tersebut, suatu benda memancarkan cahaya berwarna kuning. Hal ini sesuai dengan cahaya
matahari yang berwarna kekuning-kuningan atau mendekati warna putih. c. Kromosfer Disebut juga lapisan bawah atmosfer matahari. Sinar kromosfer tidak seterang fotosfer. Warnanya merah lemah. Warna merah itu dipancarkan oleh atom-atom hydrogen. Tebal kromosfer 10.000 km. Kromosfer sering memunculkan lidah api. Suhu kromosfer 5.000°C, makin keluar bisa mencapai 20.000°C.Kromosfer.hanya dapat dilihat pada saat terjadi gerhana matahari total. Pada saat itu. Kromosfer tampak seperti gelang atau cincin yang berwarna merah. d. Korona Disebut juga mahkota, merupakan lapisan atmosfer matahari yang paling luar. Korona mudah dilihat ketika terjadi gerhana matahari total, sebab pada saat itu bagian matahari yang paling menyilaukan tertutup oleh bulan. Bentuk koron berubah-ubah. Batas korona tidak sejelas seperti pada batas kromosfer, sekitar berjuta-juta km. Suhu korona 1.000.000°C. Warnanya putih keabu-abuan. Korona terdiri dari gas-gas yang terionisasi. Koronagraf ialah alat untuk membuat gerhana matahari buatan, sehingga dapat dipakai untuk melihat korona. Korona dapat diamati setiap saat dengan teleskop. Teleskop yang digunakan untuk mengamati korona disebut koronagraf. 3. Energi Pancaran dan Perputaran Matahari Matahari memancarkan energi dalam bentuk cahaya ke segala arah. Energi yang dipancarkan tersebut, hanya sebagian kecil yang sampai di bumi. Namun sejumlah energi yang kecil tersebut sudah cukup sebagai sumber energi di bumi. Berdasarkan hasil penelitian, setiap 1 cm2 atmosfir bumi rata-rata menerima energi matahari sebesar 2 kalori setiap menit (8,4 joule/menit). Nilai 2 kalori per menit ini selanjutnya disebut konstanta matahari. Berdasarkan penelitian diperoleh bahwa matahari merupakan bola gas yang sangat panas. Bola gas tersebut terdiri atas 70 % gas hidrogen, 25 % gas helium, dan 5 % unsur-unsur lain seperti gas oksigen, karbon, neon, besi, nitrogen, silikon, magnesium, nikel, dan belerang (sulfur). Energi pancaran matahari mencapai bumi dengan cara radiasi. Energi pancaran matahari terdiri dari berbagai macam gelombang elektromagnetik, dengan panjang gelombang ( ) yang berbeda-beda. l diukur dengan satuan angstrom (Å)
1 m = 1010 Å → 1 Å = 10-10 m ; 1 cm = 108 Å → 1 Å = 10-8 m Keseluruhan gelombang elektromagnetik tersebut dinamakan Spektrum Matahari. Matahari merupakan tempat proses ledakan nuklir yang sangat dasyat disebut fusi nuklir. Di pusat matahari suhu sekitar 35 juta derajad Celcius. Dipermukaannya tercatat 6000 derajad Celcius. Mengukur suhu matahari menggunakan metode pengamatan dan teori penyusutan Helmholtz. Suhu di pusat matahari mencapai 15 juta K dipercaya dalam inti matahari berlangsung reaksi fusi inti. Suhu fotosfer diperoleh dari hukum pergeseran Wien, menunjukkan 5700 K. Skema reaksi fusi sebagai berikut.
+
Massa defek berubah menjadi energi sesuai dengan rumus Einstein sebagai berikut. E = m c2 Akibat perubahan H2 menjadi He, setiap 1 menit matahari kehilangan 1,59 x 108 atom Hidrogen (H2). Padahal tiap 1 atom H 2 bermassa 1,67 x 10-27 kg, sehingga tiap 1 menit matahari kehilangan massa sebasar, m = 1,59 . 108 x 1,67 . 10-27 kg m = 2,6553 x 1011 m = 2,65 x 1011 kg atau m = 2,65 x 1014 gram Jika kecepatan sahaya c = 3 x 10 8 m/s2 , maka energi pancaran matahari tiap 1 menit adalah sebagai berikut. E = m c2 E = 2,65 . 1011 kg x (3 x 108)2 E = 2,65 . 1011 x 9 . 1016 E = 23,85 . 1027 E = 2,38 . 1028 Joule
Karena 1 joule = 0,24 kalori, maka E = 2,38 . 10 28 x 0,24 = 0,5612 . 10 28 = 5,6 . 1027 kalori Perhitungan energi yang dihasilkan setiap terjadi reaksi fusi sebagai berikut. m1 M m2 Menurut hukum kekekalan massa sebelum reaksi dan sesudah reaksi, seharusnya m1 + m2 = M tetapi pada kenyataannya m1 + m2 > M ; berarti ada selisih massa sebesar m = (m 1 + m2 –M) Selisih massa yang dianggap hilang itu sebenarnya berubah menjadi energi. Setiap 1 gram atom hydrogen berubah menjadi atom helium, maka massa atom hydrogen hilang sebanyak 0,0072 gram atau 7,2 . 10-6 kg dan berubah menjadi energi sebesar E = m . c2 = 7,2 . 10-6 x (3 . 108)2 = 7,2 . 10-6 x 9 . 1016 E = 64,8 . 1010 Joule = 64,8 . 1010 x 0,24 kalori = 15,552 . 1010 E = 1,5 . 1011 kalori Pendapat tentang asal sumber energi matahari dari reaksi fusi dapat diterima sebab bahan bahan gas di matahari memungkinkan yaitu terdiri dari 70% hydrogen, 25 % helium, dan 5 % unsur-unsur lain (oksigen, nitrogen, carbon, sulfur, silikon, ferrum dan magnesium). Karena selalu memancarkan energi terus menerus, tentunya massa matahari selalu berkurang. Kapankah matahari kehabisan energi ? Masih berapa lama usia matahari ? Matahari akan mati jika persediaan bahan bakarnya / hidrogen habis, sehingga tidak memungkinkan lagi terjadinya reaksi inti. Tiap 1 menit matahari kehilangan massanya 2,65 . 10 14 gram (dalam bentuk atom hidrogen hilang). Massa matahari saat ini adalah 1,99 . 10 33 gr atau 1,99 . 1030 kg dibulatkan menjadi 2 . 10 30 kg. Seandainya 70% sebagai cadangan energi, maka m = 100/70 x 2 . 1030 kg = 1,4 . 1030 kg Energinya : E = m . c2 = 1,4 . 1030 x (3 . 108)2 = 1,4 . 1030 x 9 . 1016 E = 12,6 . 1046 joule E = 12,6 . 1046 x 0,24 kalori = 3,024 . 1046 kalori E = 3 . 1046 kalori Padahal setiap 1 menit matahari memancarkan energi 5,6 . 1027 kalori. Maka sisa umur matahari
Jadi sisa umur matahari masih 1.300 milyar tahun. Perhitungan energi dapat juga dilakukan menurut hasil pengamatan pancaran energi matahari. Permukaan matahari setiap 1 cm2 memancarkan energi sebanyak 90.000 kalori dalam 1 menit. Permukaan atmosfer bumi setiap 1 cm2 menerima energi pancaran matahari sebanyak 2 kalori dalam 1 menit, dinamakan Konstanta Matahari. Jadi harga konstanta matahari 2 kalori/cm2.menit. Ternyata dari 90.000 kalori/cm2.menit yang dipancarkan matahari hanya 2 kalori/cm2.menit yang diterima atmosfir bumi.Energi pancaran lainnya hilang di ruang antar planet, karena sangat jauhnya jarak antara bumi dan matahari. Coba hitunglah jumlah pancaran energi dari seluruh permukaan matahari dalam 1 menit! Jawaban : E = 6,16 . 1022 x 90.000 = 6,2 . 1022 x 9 . 104 = 55,8 . 1026 E = 5,6 . 1027 kalori Coba hitung pula energi pancarannya dalam 1 hari! Jawaban : E = 5,6 . 1027 x 24 x 60 = 5,6 . 1027 x 1440 = 8064 . 1027 E = 8,1 . 1030 kalori Hitung pula energi pancarannya dalam 1 tahun! Jawaban : E = 8,1 . 1030 x 365 = 2956,56,2 . 1030 E = 2,9 . 1033 kalori 3. Perputaran Matahari Karena Matahari tidak berbentuk padat melainkan dalam bentuk plasma, menyebabkan rotasinya lebih cepat di khatulistiwa daripada dikutub. Rotasi pada wilayah khatulistiwanya adalah sekitar 25 hari dan 35 hari pada wilayah kutub. Setiap putaran dan mempunyai gravitasi 27,9 kali gravitasi Bumi. Terdapat julangan gas teramat panas yang dapat mencapai hingga beribu bahkan berjuta kilometer ke angkasa.Semburan matahari 'sun flare' ini dapat mengganggu gelombang komunikasi seperti radio, TV dan radar di
Bumi dan mampu merusak satelitatau stasiun angkasa yang tidak terlindungi. Matahari juga menghasilkan gelombang radio, gelombang ultraviolet, sinar infra-merah, sinar-Xdan angin matahari yang merebak ke seluruh tata surya. Bumi terlindungi daripada angin matahari oleh medan magnet bumi, sementara lapisan ozon pula melindungi Bumi daripada sinar ultra-violet dan sinar infra-merah. Terdapat bintik matahari yang muncul dari masa ke masa pada matahari yang disebabkan oleh perbedaan suhu di permukaan matahari. Bintik matahari itu menandakan kawasan yang "kurang panas" berbanding kawasan lain dan mencapai keluasan melebihi ukuran Bumi. Kadang-kala peredaran Bulan mengelilingi bumi menghalangi sinaran matahari yang sampai ke Bumi, oleh itu mengakibatkan terjadinya gerhana matahari. 4.
Gerakan dan Manfaat Matahari
Matahari mempunyai dua macam gerakan sebagai berikut :
Rotasi mengelilingi sumbunya, lamanya 25 1/2 hari satu kali putaran. Gerakan rotasi dapat dibuktikan dengan terlihat noda-noda hitam di bagian inti yang kadang-kadang berada di sebelah kanan dan kira-kira 2 minggu berada di sebelah kiri. Bergerak di antara gugusan-gugusan bintang. Selain berotasi, matahari bergerak diantara gugusan bintang dengan kecepatan 20 km per detik, pergerakan itu mengelilingi pusat galaksi.
Manfaat Matahari Bagi Bumi Matahari mempunyai fungsi yang sangat penting bagi bumi. Energi pancaran matahari telah membuat bumi tetap hangat bagi kehidupan, membuat udara dan air di bumi bersirkulasi, tumbuhan bisa berfotosintesis, dan banyak hal lainnya. Merupakan sumber energi (sinar panas). Energi yang terkandung dalam batu bara dan minyak bumi sebenarnya juga berasal dari matahari. Mengontrol stabilitas peredaran bumi yang juga berarti mengontrol terjadinya siang dan malam, tahun serta mengontrol planet lainnya. Tanpa matahari, sulit membayangkan kalau akan ada kehidupan di bumi. Dimanfaatkan sebagai energi alternatif. Sel surya dan panel surya dapat menghasilkan energi listrik.
5. Magnitudo Magnitudo ialah satuan terang bintang, tetapi magnitudo merupakan pengukuran yang selalu berbanding terbalik dengan terang bintang / Luminositas bintang. Magnitudo terbagi/terklasifikasi menjadi 2(perbedaan magnitudo mutlak dan magnitudo semu), yaitu: a. Magnitudo mutlak/magnitudo absolut Magnitudo mutlak (Atau yang biasa disebut magnitudo absolut) ialah magnitudo/terang bintang yang dilihat pengamat pada jarak 10 parsec dari bumi (lihat parsec di Tab konstanta diatas). Magnitudo mutlak tidak dapat kita aplikasikan jika kita berada di permukaan bumi, karena magnitudo mutlak memperhitungkan kompresi dari debu-debu di ruang angkasa, atmosfer dari berbagai benda langit, dan benda benda yang dapat menghalangi cahaya lainnya. b. Magnitudo Semu Magnitudo Semu ialah terang bintang sebagaimana kita lihat dari bumi, terang bintang ini diukur setelah cahaya datang dari bumi, jadi magnitudo semu ialah terang sebagaimana kita lihat di bumi, tidak memperhitungkan kompresi dari debu-debu angkasa, atmosfer, dari berbagai benda langit, dan benda benda yang dapat menghalangi cahaya lainnyaSecara tradisi kecerahan bintang dinyatakan dalam satuan magnitudo. Kecerahan bintang yang kita amati, baik menggunakan mata bugil maupun teleskop, dinyatakan oleh magnitudo tampak (m) atau magnitudo semu. Secara tradisi magnitudo semu bintang yang dapat dilihat oleh mata bugil dibagi dari 1 hingga 6, di mana satu ialah bintang paling cerah, dan 6 sebagai bintang paling redup. Terdapat juga kecerahan yang diukur secara mutlak, yang menyatakan kecerahan bintang sebenarnya. Kecerahan ini dikenal sebagai magnitudo mutlak (M), dan terentang antara +26.0 sampai -26.5. Magnitudo adalah besaran lain dalam menyatakan fluks pancaran, yang terhubungkan melalui persamaan,
dimana m adalah magnitudo semu dan E adalah fluks pancaran.
Satuan pengukuran Kebanyakan parameter-parameter bintang dinyatakan dalam satuan SI, tetapi satuan cgs kadang-kadang digunakan (misalnya luminositas dinyatakan dalam satuan erg per detik). Penggunaan satuan cgs lebih bersifat tradisi daripada sebuah konvensi. Seringkali pula massa, luminositas dan jari-jari bintang dinyatakan dalam satuan matahari, mengingat Matahari adalah bintang yang paling banyak dipelajari dan diketahui parameterparameter fisisnya. Untuk Matahari, parameter-parameter berikut diketahui: massa Matahari:
kg[ 5]
luminositas Matahari: radius Matahari:
watt[ 5]
m[6]
Skala panjang seperti setengah sumbu besar dari sebuah orbit sistem bintang ganda seringkali dinyatakan dalam satuan astronomi (AU = astronomical unit), yaitu jarak rata-rata antara Bumi dan Matahari.
6. Gerak bintang Bintang tidak diam, melainkan bergerak di dalam ruang. Hanya saja karena lambatnya gerakan itu dari posisi kita, kita mendapat kesan bahwa bintang terlihat diam. Dengan mempelajari gerak bintang, kita dpt memperoleh informasi tentang jaraknya. Laju perubahan sudut letak suatu bintang disebut gerak sejati (proper motion). Gerak sejati bisanya diberi simbol μ dan dinyatakan dalam satuan detik busur per tahun. Bintang yg gerak sejatinya plng besar adalah bintang Barnard dengan μ = 10″,25 / thun (artinya dalam waktu 180 tahun bintang ini bergeser selebar bentangan bulan purnama) dengan perbandingan gerak sejati rata-rata bintang yang tampak hanya sebesar 0”,1 / thn.
Bila diamati, bintang selalu bergerak di langit malam, baik itu tiap jam maupun tiap hari akibat pergerakan Bumi relatif terhadap bintang (rotasi dan revolusi Bumi). Walaupun begitu, bintang sebenarnya benar-benar bergerak, sebagian besar karena mengitari pusat galaksi, namun pergerakannya itu sangat kecil sehingga hanya dapat dilihat dalam pengamatan berabad-abad. Gerak semacam inilah yang disebut gerak sejati bintang.
Gerak sejati bintang dibedakan menjadi dua berdasarkan arah geraknya, yaitu: 1. Kecepatan radial : kecepatan bintang menjauhi atau mendekati pengamat (sejajar garis pandang). 2. Kecepatan tangensial : kecepatan bintang bergerak di bola langit (pada bidang pandang). Sedangkan kecepatan total adalah kecepatan gerak sejati bintang yang sebenarnya (semua komponen).
Kecepatan Radial
Kecepatan radial, seperti telah dijelaskan sebelumnya, adalah kecepatan bintang menjauhi atau mendekati pengamat. Kecepatan ini biasanya cukup besar, sehingga terjadi peristiwa pergeseran panjang gelombang. Kecepatan radial bintang dapat diukur dengan metode Efek Doppler.
atau dengan pendekatan untuk vr<
Kebanyakan gerak bintang-bintang yang dapat diaamati geraknya memiliki kelajuan yang jauh di bawah kelajuan cahaya, sehinggi kita gunakan saja persamaan yang kedua. Penting untuk mengetahui kecepatan bintang dan galaksi umumnya dinyatakan dalam km/s.
Kecepatan Tangensial
Kecepatan tangensial adalah kecepatan gerak bintang pada bola langit. Misalkan pada suatu tahun, bintang tersebut berada pada α,δ sekian, namun pada tahun berikutnya posisinya berubah. Perubahan koordinat dalam tiap tahun ini disebut proper motion (μ) yang merupakan kecepatan sudut bintang (perubahan sudut per perubahan waktu). Kecepatan liniernya dinyatakan dalam satuan kilometer per detik. Kecepatan linier inilah yang dikatakan kecepatan tangensial, yang dapat dicari dengan menggunakan rumus keliling lingkaran. Misal perubahan posisi bintang dari x ke x’, yaitu sebesar μ (detik busur) setiap tahunnya. Perhatikan gambar:
d (parsec) dan μ (“)
kita juga memiliki hubungan d = 1/p untuk d dalam parsec dan p dalam detik busur Keliling = 360 º = 1296000” Keliling = 2πd = 2π/p
dan mengingat definisi kecepatan sudut, v = ω d, maka:
Kecepatan Total Di atas kita telah membahas kecepatan bintang dalam arah radial dan tangensial, sekarang kita akan mencari kecepatan total bintang, v. Karena arah sumbu radial dan tangensial tegak lurus, maka dengan mudah kita dapat menyelesaikannya menggunakan dalil Pythagoras atau trigonometri. Ingatlah sudut yang dibentuk antara sumbu radial dan vektor kecepatan bintang disebut sudut β.
v2 = vr2 + vt2 vr = v cos β vt = v sin
CONTOH: 1.
Diketahui proper motion sebuah bintang 0”,348 dan paralaksnya 0”,214. Jika spektrum Hα deret Balmer bintang tersebut teramati pada panjang gelombang 6564 Å (1 angstrom, Å = 10-10 m). Tentukanlah kecepatan total bintang itu,
Penyeleaian: Cari terlebih dahulu λ0 menggunakan formula Rydberg, untuk deret Balmer m = 2 dan alfanya n = 3
Didapatkan Δλ = 1 Å, dengan menggunakan c = 300000 km/s,
menggunakan
persamaan
doppler
vr = 45,7 km/s Dengan memasukkan nilai μ dan p didapatkan kecepatan tangensial, vt = 7,71 km/s Kecepatan totalnya dapat dicari dengan dalil Pythagoras, didapatkan v = 46,35 km/s 7. Rasi Bintang(konstalasi Bintang) Suatu rasi bintang atau konstelasi adalah sekelompok bintang yang tampak berhubungan membentuk suatu konfigurasi khusus. Dalam ruang tiga dimensi, kebanyakan bintang yang kita amati tidak memiliki hubungan satu dengan lainnya, tetapi dapat terlihat seperti berkelompok pada bola langit malam. Manusia memiliki kemampuan yang sangat tinggi dalam mengenali pola dan sepanjang sejarah telah mengelompokkan bintang-bintang yang tampak berdekatan menjadi rasi-rasi bintang. Susunan rasi bintang yang tidak resmi, yaitu yang dikenal luas oleh masyarakat tapi tidak diakui oleh para ahli astronomi atau Himpunan Astronomi Internasional, juga disebut asterisma. Bintang-bintang pada rasi bintang atau asterisma jarang yang mempunyai hubungan astrofisika; mereka hanya kebetulan saja tampak berdekatan di langit yang tampak dari Bumi dan biasanya terpisah sangat jauh. Pengelompokan bintang-bintang menjadi rasi bintang sebenarnya cukup acak, dan kebudayaan yang berbeda akan memiliki rasi bintang yang berbeda pula, sekalipun beberapa yang sangat mudah dikenali biasanya seringkali ditemukan, misalnya Orion atau Scorpius. Himpunan Astronomi Internasional telah membagi langit menjadi 88 rasi bintang resmi dengan batas-batas yang jelas, sehingga setiap arah hanya dimiliki oleh satu rasi bintang saja. Pada belahan bumi (hemisfer) utara, kebanyakan rasi bintangnya didasarkan pada tradisi Yunani, yang diwariskan melalui Abad Pertengahan, dan mengandung simbol-simbol Zodiak.
Orion adalah salah satu rasi bintang yang cukup terkenal. Batas wilayah Rasi bintang Orion digambarkan dalam garis kuning putusputus. Daftar Konstelasi (Rasi Bintang) Diagram semua rasi bintang ini adalah diambil dari en.wikipedia.org Konfigurasi masing-masing rasi bintang adalah yang bergaris-garis hijau dan dibatasi oleh garis kuning putus-putus. 1. Sagittarius
Koordinat (RA/Dec) : (19h, -25 degree)
Alpha : Rukbat Bintang Terterang : Epsilon Sgr (Kaus Australis) 2. Capricornus
Koordinat (RA/Dec) : (21h, -20 degree) Alpha : Algiedi Bintang Terterang : Delta Cap (Deneb Algedi) 3. Aquarius
Koordinat (RA/Dec) : (23h, -15 degree) Alpha : Sadalmelik Bintang Terterang : Beta Aqr (Sadalsuud)
4. Pisces
Koordinat (RA/Dec) : (1h, 15 degree) Alpha : Al Rischa Bintang Terterang : Eta Psc 5. Aries
Koordinat (RA/Dec) : (3h, 20 degree)
Alpha : Hamal Bintang Terterang : Hamal 6. Taurus
Koordinat (RA/Dec) : (4h, 2 degree) Alpha : Al de Baran Bintang terterang : Al de Baran 7. Gemini
Koordinat : (7h, 20 degree)
Alpha : Castor Bintang terterang : Pollux 8. Cancer
Koordinat : (9h, 20 degree) Alpha : Acubens Bintang terterang : Beta Cnc (Altarf) 9. Leo
Koordinat : (11h, 15 degree) Alpha : Regulus Bintang terterang : Regulus
10.
Virgo
Koordinat : (13h, 0 degree) Alpha : Spica Bintang terterang : Spica 11.
Libra
Koordinat : (15h, -15 degree) Alpha : Zubenelgenubi Bintang terterang : Zubeneschamali
12.
Scorpius
Koordinat : (16h 53m 15s, -30 degree 44 arcminute 12 arcsecond) Alpha : Antares Bintang terterang : Antares 13.
Ophiucus
Koordinat : (17h, 0 degree) Alpha : Ras Alhaque Bintang terterang : Ras Alhaque Ya, di atas adalah ke-13 rasi yang dilewati garis edar semu tahunan matahari (ekliptika).
8. Peta Bintang Bila kita menengadah kelangit tampak seolah olah bumi kita dinaungi “atap” setengah bola yang disebut “bola langit”. Bintang bintang dan benda langit lainnya seolah olah menempel pada bola langit itu. Orang yunani kuno membagi bola langit dalam daerah daerah yang disebut rasi atau “konstelasi” nama nama rasi dihubungkan dengan nama nama tokoh dan makhluk dalam mitologi.Misal: rasi Centaurus diambil dari nama makhluk hidup setengah kuda setengah manusia, Orion atu si pemburu, Scorpio atu kalajengking, Gemini atau sinak kembar, Hercules atau si orang kuat, dalam dongeng yunani kuno (putra zeus atau alemene). Andromeda yaitu putri Cepheus raja ethopia dalam dongeng yunani.international Astronomical Union pada tahun 1928 meresmikan 88 buah rasi dan menentukan batas setiap rasi. Dengan mempelajari peta bintang, dan nama rasi rasi bintang , kita dapat mencari letak bintang itu di bola langit dan mempelajarinya sifat sifat atau ciri - ciri dan perubahan bintang tadi. Seperti telah diuraikan bahwa bintang adalah anggota dari suatu galaksi, seperti matahari adalah anggota bintang di galaksi bima sakti. a. Klasifikasi Bintang Berdasarkan spektrumnya, bintang dibagi ke dalam 7 kelas utama yang dinyatakan dengan huruf O, B, A, F, G, K, M yang juga menunjukkan urutan suhu, warna dan komposisi-kimianya. Klasifikasi ini dikembangkan oleh Observatorium Universitas Harvard dan Annie Jump Cannon pada tahun 1920an dan dikenal sebagai sistem klasifikasi Harvard. Untuk mengingat urutan penggolongan ini biasanya digunakan kalimat "Oh Betty A Fine Girl Kiss Me". Dengan kualitas spektrogram yang lebih baik memungkinkan penggolongan ke dalam 10 sub-kelas yang diindikasikan oleh sebuah bilangan (0 hingga 9) yang mengikuti huruf. Sudah menjadi kebiasaan untuk menyebut bintang-bintang di awal urutan sebagai bintang tipe awal dan
yang di akhir urutan sebagai bintang tipe akhir. Jadi, bintang A0 bertipe lebih awal daripada F5, dan K0 lebih awal daripada K5.
Kela Warna s
Suhu Permukaan Contoh °C
O
Biru
> 25,000
Spica
B
Putih-Biru
11.000 - 25.000
Rigel
A
Putih
7.500 - 11.000
Sirius
F
Putih-Kuning 6.000 - 7.500
Procyon A
G
Kuning
5.000 - 6.000
Matahari
K
Jingga
3.500 - 5.000
Arcturus
M
Merah
<3,500
Betelgeuse
Pada tahun 1943, William Wilson Morgan, Phillip C. Keenan, dan Edith Kellman dari Observatorium Yerkes menambahkan sistem pengklasifikasian berdasarkan kuat cahaya atau luminositas, yang seringkali merujuk pada ukurannya. Pengklasifikasian tersebut dikenal sebagai sistem klasifikasi Yerkes dan membagi bintang ke dalam kelas-kelas berikut : Maha maha raksasa 2. Maharaksasa 1.
3.
Raksasa-raksasa terang
4.
Raksasa
5.
Sub-raksasa
6.
deret utama (katai)
7.
sub-katai
8.
katai putih
Umumnya kelas bintang dinyatakan dengan dua sistem pengklasifikasian di atas. Matahari kita misalnya, adalah sebuah bintang dengan kelas G2V, berwarna kuning, bersuhu dan berukuran sedang. Diagram Hertzsprung-Russell adalah diagram hubungan antara luminositas dan kelas spektrum (suhu permukaan) bintang. Diagram ini adalah diagram paling penting bagi para astronom dalam usaha mempelajari evolusi bintang. b. Penampakan dan Distribusi Karena jaraknya yang sangat jauh, semua bintang (kecuali Matahari) hanya tampak sebagai titik saja yang berkelap-kelip karena efek turbulensi atmosfer Bumi. Diameter sudut bintang bernilai sangat kecil ketika diamati menggunakan teleskop optik landas Bumi, hingga diperlukan teleskop interferometer untuk dapat memperoleh citranya. Bintang dengan ukuran diameter sudut terbesar setelah Matahari adalah R Doradus, dengan 0,057 detik busur.
Sebuah katai putih yang sedang mengorbit Sirius (konsep artis). citra NASA.
Telah lama dikira bahwa kebanyakan bintang berada pada sistem bintang ganda atau sistem multi bintang. Kenyataan ini hanya benar untuk bintang-bintang masif kelas O dan B, dimana 80% populasinya dipercaya berada dalam suatu sistem bintang ganda atau pun multi bintang. Semakin redup bintang, semakin besar kemungkinannya dijumpai sebagai sistem tunggal. Dijumpai hanya 25% populasi katai merah yang berada dalam sebuah sistem bintang ganda atau sistem multi bintang. Karena 85% populasi bintang di galaksi Bimasakti adalah katai merah, maka tampaknya kebanyakan bintang di dalam Bimasakti berada pada sistem bintang tunggal. Sistem yang lebih besar yang disebut gugus bintang juga dijumpai. Bintang-bintang tidak tersebar secara merata mengisi seluruh ruang alam semesta, tetapi terkelompokkan ke dalam galaksi-galaksi bersama-sama dengan gas antarbintang dan debu. Sebuah galasi tipikal mengandung ratusan miliar bintang, dan terdapat lebih dari 100 miliar galaksi di seluruh alam semesta teramati. Astronom memperkirakan terdapat 70 sekstiliun (7×1022) bintang di seluruh alam semesta yang teramati. Ini berarti 70 000 000 000 000 000 000 000 bintang, atau 230 miliar kali banyaknya bintang di galaksi Bimasakti yang berjumlah sekitar 300 miliar. Bintang terdekat dengan Matahari adalah Proxima Centauri, berjarak 39.9 triliun (1012) kilometer, atau 4.2 tahun cahaya. Cahaya dari Proxima Centauri memakan waktu 4.2 tahun untuk mencapai Bumi. Jarak ini adalah jarak antar bintang tipikal di dalam sebuah piringan galaksi. Bintang-bintang dapat berada pada jarak yang lebih dekat satu sama lain di daerah sekitar pusat galasi dan di dalam gugus bola, atau pada jarak yang lebih jauh di halo galaksi. Karena kerapatan yang rendah di dalam sebuah galaksi, tumbukan antar bintang jarang terjadi. Namun di daerah yang sangat padat seperti di inti sebuah gugus bintang atau lingkungan sekitar pusat galaksi, tumbukan dapat sering terjadi . Tumbukan seperti ini dapat menghasilkan pengembarapengembara biru yaitu sebuah bintang abnormal hasil penggabungan yang memiliki temperatur permukaan yang lebih tinggi dibandingkan bintang deret utama lainnya di sebuah gugus bintang dengan luminositas yang sama. Istilah pengembara merujuk pada jejak evolusi yang berbeda dengan bintang normal lainnya pada diagram Hertzsprung-Russel
BAB III PENUTUPAN KESIMPULAN Matahari atau juga disebut Surya (dari nama Dewa "Surya" - Dewa Matahari dalam kepercayaan Hindu) adalah bintang terdekat dengan Bumi dengan jarak rata-rata 149.680.000 kilometer (93.026.724 mil). Matahari serta kedelapan buah planet (yang sudah diketahui/ditemukan oleh manusia) membentuk Tata Surya. Matahari dikategorikan sebagai bintang kecil jenis G. Matahari adalah bintang terdekat dengan Bumi dengan jarak rata-rata 149.680.000 kilometer (93.026.724 mil). Matahari serta kedelapan buah planet (yang sudah diketahui/ditemukan oleh manusia) membentuk Tata Surya. Matahari adalah suatu bola gas yang pijar dan ternyata tidak berbentuk bulat betul. Matahari mempunyai katulistiwa dan kutub karena gerak rotasinya. Garis tengah ekuatorialnya 864.000 mil, sedangkan garis tengah antar kutubnya 43 mil lebih pendek. Matahari merupakan anggota Tata Surya yang paling besar, karena 98% massa Tata Surya terkumpul pada matahari. Di samping sebagai pusat peredaran, matahari juga merupakan pusat sumber tenaga di lingkungan tata surya. Matahari terdiri dari inti dan tiga lapisan kulit, masing-masing fotosfer, kromosfer dan korona. Untuk terus bersinar, matahari, yang terdiri dari gas panas menukar zat hidrogen dengan zat helium melalui reaksi fusi nuklir pada kadar 600 juta ton, dengan itu kehilangan empat juta ton massa setiap saat. Matahari dipercayai terbentuk pada 4,6 miliar tahun lalu. Kepadatan massa matahari adalah 1,41 berbanding massa air. Jumlah tenaga matahari yang sampai ke permukaan Bumi yang dikenali sebagai konstan surya menyamai 1.370 watt per meter persegi setiap saat. Matahari sebagai pusat Tata Surya merupakan bintang generasi kedua. Material dari matahari terbentuk dari ledakan bintang generasi pertama seperti yang diyakini oleh ilmuwan, bahwasanya alam semesta ini terbentuk oleh ledakan big bang sekitar 14.000 juta tahun lalu.
DAFTAR PUSTAKA
Bayong Tjasyono. 2006. Ilmu Kebumian dan Antariksa. Bandung: PT.Remaja Rosdakarya. Hestiyanto Yusman. 2006. Geografi Kelas 1. Jakarta : Yudistira. Sudibyakto, dkk. 2005. Geografi Kelas 1. Surabaya : Cempaka Putih. http://en.wikipedia.org/wiki/ekman_spiral http://studyastronomy.wordpress.com/2012/05/12/gerak-bintang/ http://astronomy2008.wordpress.com/daftar-konstelasi-rasi-bintang/
