8. GERHANA
Gerhana adalah peristiwa jatuhnya banyangan sebuah benda langit ke benda langit lain akibat tertutupnya sebagian cahaya matahari kearah benda langit tersebut. Fenomena gerhana yang sudah dikenal masyarakat umum adalah gerhana matahari dan gerhana bulan. Ada beberapa istilah lain yang berhubungan dengan gerhana yaitu transit dan okultasi. Transit adalah peristiwa melintasnya sebuah benda langit kecil di antara Bumi dan sebuah benda langit yang berdiameter sudut jauh lebih besar. Contohnya transit Merkurius (7 Mei 2003) dan transit Venus (6 Juni 2012). Sedangkan okultasi adalah peristiwa terhalangnya sebuah benda langit kecil oleh benda langit berdiameter sudut besar. Contohnya Jupiter yang terhalang oleh Bulan.
8.1. VARIASI UKURAN PIRINGAN MATAHARI DAN BULAN
Gerhana matahari dan gerhana bulan merupakan fenomena yang menarik jika diamati dari Bumi. Karena suatu kebetulan ukuran matahari kira-kira 400 kali lebih besar dari ukuran bulan dan jarak Matahari-Bumi juga kira-kira 400 kali lebih jauh dari jarak Bumi-Bulan. Akibatnya piringan matahari dan piringan bulan yang dilihat dari bumi memiliki ukuran yang hampir sama. Namun karena bentuk orbit bulan mengelilingi bumi berbentuk elips dan bentuk orbit bumi mengelilingi matahari juga berbentuk elips menyebabkan ukuran piringan matahai dan ukuran piringan bulan mengalami sedikit variasi. Variasi inilah yang menyebabkan penampakan gerhana menjadi berbeda-beda.
976”. Jadi dalam satu tahun ukuran sudut kenampakan matahari bervariasi sekitar 3%, akibat variasi jarak Bumi-Matahari. Sedangkan semidiameter bulan berkisar antara 882” hingga 1006”. Variasi ukuran bulan mencapai 12%, akibat variasi jarak Bumi-Bulan. Adanya variasi ukuran piringan Matahari dan Bulan ini, pada suatu saat gerhana Matahari, piringan bulan bisa 7% lebih besar dari piringan Matahari (2” lebih besar). Pada saat lain, ukuran piringan bulan bisa mencapai 10% lebih kecil dari ukuran piringan Matahari (atau 3” lebih kecil). Oleh sebab itulah kita bisa mengamati gerhana matahari cincin atau gerhana matahari total.
8.2. FASE-FASE BULAN
Diamati dari Bumi, Bulan menunjukan fase-fase yang terjadi karena konfgurasi Bumi-Bulan-matahari. Periode sideris Bulan adalah waktu yang diperlukan Bulan mengelilingi Bumi, kira-kira 27,3 hari. Sedangkan Periode sinodis Bulan adalah adalah waktu yang diperlukan Bulan dari suatu fase ke fase yang sama berikutnya, kira-kira 29,5 hari.
Setiap harinya bulan selalu terbit dan terbenam pada waktu yang berbeda. Tiap hari bulan terlambat kira-kira 50 menit. Misalkan hari ini bulan terbit jam 18.00 maka besok ia akan terbit jam 18.50.
Kita dapat mengetahui kapan bulan terbit ataupun terbenam. Coba perhatikan diagram fase bulan diatas. Untuk mengetahui kapan bulan terbit pada fase tertentu:
I. Tarik garis tegak lurus terhadap fase bulan yang bersangkutan. II. Titik paling timur adalah waktu terbit, dan titik paling barat
adalah waktu terbenam.
Sebagai contoh, perhatikan diagram dibawah ini
24.0 0 12.0
0
18.0 0
21.0 0 15.0
0
3.00 9.00
Kuartir terakhir
6.0
a. Perhatikan garis solid. Bulan purnama akan terbit pada pukul 18.00, berada dimeridian pukul 24.00 dan terbenam pukul 6.00. b. Perhatikan garis putus-putus. Bulan sabit muda akan terbit pukul 9.00, berada dimeridian pukul 15.00 dan terbenam pukul 21.00
Perubahan penampakan wajah bulan disebabkan perubahan kedudukan bulan terhadap Matahari yang menyebabkan bagian piringan Bulan yang terkena sinar matahari berubah-ubah. Fenomena unik lainnya adalah permukaan Bulan yang menghadap permukaan Bulan selalu sama. Hal ini disebabkan periode revolusi (periode Bulan mengelilingi Bumi) dan rotasi Bulan sama
8.3. KEMIRINGAN ORBIT BULAN BULAN
Tidak setiap bulan baru akan terjadi gerhana Matahari dan tidak setiap bulan purnama akan terjadi gerhana Bulan. Hal ini disebabkan oleh bidang orbit Bulan yang ridak sebidang dengan orbit Bumi (ekliptika), tetapi membentuk sudut 5,20. Gerhana hanya akan terjadi
Bumi
jika Bulan berada pada fase bulan purnama atau bulan baru dan pada saat itu bulan berada di sekitar titik potong orbitnnya dengan ekliptika. Titik potong ini dikenal dengan nama titik node tanjak atau titik simpul.
8.4. MUSIM GERHANA
Gerhana terjadi saat Bulan berada kira-kira segaris dengan Bumi dan Matahari, dan saat itu Bulan berada di salah satu titik simpulnya. Dengan kata lain, gerhana bisa terjadi jika garis nodal searah dengan Bumi-Matahari.
Garis nodal Tdk terjadi
gerhana
Tdk terjadi gerhana
terjadi gerhana terjadi
gerhana
A
B
C
D
Pada saat konfgurasi Bumi-Matahari- garis nodal seperti pada A dan C pada gambar diatas, pada waktu fase bulan baru akan terjadi gerhana matahari, dan saat fase bulan purnama akan terjadi gerhana bulan. Saat-saat seperti itu dinamakan musim gerhana. Dalam satu tahun terjadi dua musim gerhana, yaitu saat konfgurasi A dan C tercapai. Namun musim gerhana tidak tepat terpisah 6 bulan, karena garis nodal sendiri bergesar dengan laju 190 pertahun kearah barat. Akibatnya musim gerhana terjadi dalam interval yang lebih pendek yaitu 173,3 hari.
Interval waktu yang dibutuhkan Bumi untuk mengelilingi matahari dari konfgurasi A kembali ke konfgurasi semula dinamakan tahun gerhana. Satu tahun gerhana terdiri dari dua musim gerhana. Karena
Gambar 8.4. Musim gerhana
gerak garis nodal tadi maka satu tahun gerhana tidak sama dengan satu tahun tropis (selang satu tahun yang biasa kita gunakan sehari-hari).
8.5. SERI SAROS
Sejak abad kesembilan, pengulangan gerhana telah diamati oleh bangsa Chaldean. Dari pengamatan mereka, diketahui bahawa gerhana yang mirip akan terulang tiap kira-kira 18 tahun 11 hari. Periode ini dikenal dengan istilah saros. Gerhana yang dipisahkan oleh satu periode saros memiliki karakteristik yang sangat mirip dan dikelompokkan ke dalam satu keluarga yang dinamakan seri saros.
Seri saros berkaitan dengan panjang interval-interval sebagai berikut:
Bulan sinodis
Yaitu interval dari fase bulan baru kembali ke bulan baru. Panjang bulan sinodis adalah 29,53059 hari
Bulan drakonis
Yaitu interval yang dibutuhkan bulan untuk bergerak dari satu node kembali ke node tersebut. Panjang bulan drankonis adalah 27,21222 hari
Bulan anomalistik
Yaitu interval yang dibutuhkan bulan untuk bergerak dari perigee (titik terdekat ke Bumi) kembali ke perigee. Panjang bulan anomalistic adalah 27,55455 hari
juga kurang lebih sama dengan 239 bulan anomalistic (6585,537 hari). Ini membuat selang satu periode saros selain mengembalikan bulan pada fase yang sama pada titik node yang sama juga mengembalikan bulan pada jarak yang hampir sama dari bumi. Oleh sebab itulah gerhana yang dipisahkan oleh satu periode saros akan memiliki karakteristik yang sangat mirip.
Akibat panjang periode saros yang panjang harinya memiliki pecahan (kira-kira 1/3), maka saat gerhana berikutnya yang dipisahkan oleh satu periode saros terjadi, bumi telah berputar kira-kira 1/3 hari. Karena itu lintasan gerhana yang dipisahkan oleh satu periode saros akan bergeser 1200 ke arah barat. Dan setiap 3 siklus saros (56 tahun 34 hari) gerhana bisa diamati pada wilayah geografs yang sama.
Seperti yang telah disebutkan diatas, gerhana-gerhana yang dipisahkan oleh periode saros dikelompokkan menjadi sebuah seri saros. Seri saros tidak akan bertahan selamanya. Seri saros lahir dan mati, dan beranggotakan sejumlah tertentu gerhana. Seri saros ini tidak bertahan selamanya karena satu periode saros itu lebih pendek ½ hari dari 19 tahun gerhana. Akibatnya setelah satu periode saros, titik node akan bergeser 0,50 ke arah timur. Karenanya, setelah lewat sejumlah periode saros tertentu, jarak titik node sudah sedemikian jauh dari matahari/bulan sehingga tidak memungkinkan lagi terjadinya gerhana. Saat itu terjadi, seri saros yang bersangkutan akan mati, dan seri saros baru akan lahir.
8.6. GERHANA MATAHARI
Berdasarkan penampakannya saat puncak gerhana, gerhana matahari dapat dibedakan menjadi:
A. Gerhana matahari total
Pada gerhana matahari total, seluruh piringan matahari tertutup oleh piringan bulan. Saat gerhana matahari total, ukuran piringan bulan sama besar atau lebih besar dari piringan matahari (gambar 8.7. A)
B. Gerhana matahari cincin
Pada gerhana matahari cincin, ujung umbra tidak mencapai permukaan bumi. Hanya perpanjangan umbra saja (yang disebut antumbra atau anti umbra) yang mencapai permukaan bumi. Meski seluruh piringan bulan berada di depan piringan matahari tetapi ukurannya lebih kecil dari piringan matahari, akibatnya tidak seluruh piringan matahari tertutupi. Bagian piringan matahari yang tidak tertutupi piringan bulan tersebut masih bercahaya sementara bagian tengahnya tertutup bulan. Karena itu gerhana ini dinamakan gerhana matahari cincin (gambar 8.7. B)
C. Gerhana matahari sebagian
Pada gerhana matahari sebagian, saat puncak gerhana, tidak seluruh piringan bulan menutupi piringan matahari dan tidak seluruh piringan bulan berada di depan piringan matahari (gambar 8.7. C)
Dikenal juga istilah gerhana sentral dan gerhana non sentral. Gerhana sentral adalah gerhana yang terjadi dengan garis penghubung matahari-bulan berpotongan dengan permukaan bumi. Sedangkan jika garis penghubung tersebut tidak memotong permukaan bumi, gerhana tersebut dinamakan gerhana non-sentral. Gerhana matahari total dan gerhana matahari cincin termasuk gerhana sentral. Sedangkan gerhana matahari sebagian ada yang sentral dan ada yang tidak.
8.7. GERHANA BULAN
Pada saat gerhana bulan, bayangan bumi akan jatuh ke permukaan bulan dan sebagian atau seluruh cahaya matahari kea rah bulan akan dihalangi oleh bumi. Akibatnya kita akan melihat cahaya bulan menjadi lebih redup.
Berdasarkan keadaan saat fase puncak gerhana, gerhana bulan dapat dibedakan menjadi:
1. Gerhana bulan total
Jika saat fase puncak gerhana, seluruh piringan bulan masuk ke dalam bayangan inti/umbra bumi, maka gerhana tersebut dinamakan gerhana bulan total
2. Gerhana bulan sebagian
Jika hanya sebagian bulan saja yang masuk ke daerah umbra bumi dan sebagian lagi berada dalam bayangan tambahan/penumbra bumi pada saat fase maksimumnya, maka gerhana tersebut dinamakan gerhana bulan sebagian.
3. Gerhana bulan penumbra total
Pada gerhana jenis ini, seluruh bulan maasuk ke dalam penumbra pada saat fase maksimumnya. Tetapi tidak ada bagian bulan yang masuk ke umbra atau tidak tertutupi oleh penumbra.
4. Gerhana bulan penumbra sebagian
Pada gerhana jenis terakhir ini, jika hanya sebagian saja dari bulan yang memasuki penumbra.
Gerhana bulan penumbra biasanya tidak terlalu menarik. Karena pada gerhana bulan jenis ini, penampakan gehana hampir-hampir tidak bisa dibedakan dengan saat bulan purnama biasa.
Momen-momen gerhana bulan
a. P1 adalah saat piringan bulan menyentuh penumbra bumi b. U1 adalah saat piringan bulan menyentuh umbra bumi c. U2 adalah saat piringan bulan telah memasuki umbra bumi d. Puncak gerhana adalah saat piringan bulan tepat berada di
tengah-tengah umbra bumi
e. U3 adalah saat piringan bulan akan keluar dari umbra bumi f. U4 adalah saat piringan bulan telah keluar dari umbra bumi
g. P4 adalah saat piringan bulan telah keluar dari penumbra bumi
Andre Danjon, seorang astronom Prancis melakukan klasifkasi gerhana bulan total berdasarkan penampakan dan kecerlangan gerhana. Skala Danjon itu adalah sebagai berikut:
a. L = 1
Gerhana bulan total diberi skala L = 1 jika saat fase gerhana totalnya, bulan terlihat sangat gelap, hampir-hampir tidak terlihat terutama saat puncak gerhana
b. L = 2
Gerhana bulan total diberi skala L = 2 jika saat fase gerhana totalnya, bulan terlihat gelap keabu-abuann atau berwarna coklat kotor. Detail permukaan bulan hampir-hampir tidak terlihat.
c. L = 3
Gerhana bulan total diberi skala L = 3 jika saat fase gerhana totalnya, bulan berwarna merah tua atau merah seperti karat besi. Bagian piringan umbra terlihat relative lebih terang
d. L = 4
Gerhana bulan total diberi skala L = 4 jika saat fase gerhana totalnya, bulan berwarna merah bata. Bagian piringan umbra terlihat terang kukuning-kuningan.
e. L = 5
Gerhana bulan total diberi skala L = 5 jika saat fase gerhana totalnya, bulan berwarna jingga ternag atau seperti warna tembaga. Umbra Bumi terlihat sangat terang.
Penampakan gerhana yang dilukiskan dalam skala Danjon ini menggambarkan keadaan atmosfer bagian atas dari daerah yang sedang mengalami senja/fajar saat gerhana terjadi. Jika atmosfer di atas daerah yang mengalami senja/fajar itu relative bersih, maka saat fase gerhana bulan total piringan bulan akan berwarna merah. Ini terjadi karena molekul-molekul udara menghamburkan cahaya matahari yang melaluinya dengan hamburan yang sebanding dengan λ4 (λ = panjang gelombang). Ini berarti semakin kecil panjang gelombang (semakin kearah biru pada spectrum cahaya), semakin efektif ia dihamburkan. Karena panjang gelombang warna merah adalah yang paling panjang maka ia yang paling sedikit dihamburkan. Karena itu cahaya matahari yang melewati atmosfer bumi dan dihamburkan ke umbra/penumbra saat mencapai bulan komponen yang dominan adalah warna merah
CONTOH:
1. Pada saat gerhana Bulan Total berlangsung kemungkinan diamater sudut Umbra Bumi (dari titik pusat sumbu Umbra/Penumbra) dibanding dengan diameter sudut Bulan adalah
a. 2.5 – 3 kali
b. 5 – 7.5 kali
c. 1 – 2 kali
d. 12.5 – 15.5 kali
e. sekitar 10 kali (OSP 2007)
2. Sebuah kota di dekat ekuator mengalami fase bulan Purnama yang berlangsung pada tanggal 4 Maret 2007 jam 06:17 WIB, pada waktu itu terjadi pula Gerhana Bulan Total (GBT). Maka Gerhana Bulan Total yang berlangsung pada tanggal tersebut akan dimulai a. sekitar 30-40 menit sebelum jam 06:17 WIB
b. pada jam 06:17 WIB c. sesudah jam 06:17 WIB
d. momen GBT bisa mulai 2 jam sebelum fase bulan Purnama e. momen GBT bisa mulai 1 jam sesuda fase bulan Purnama (OSP 2007)
PEMBAHASAN:
1. Perhatikan gambar dibawah ini
Rm = Radius Matahari = 6,96 x 108 m
Rb = Radius Bumi = 6,37 x 106 m
dm = jarak Matahari-Bumi = 1,496 x 1011 m
dg = jarak Bumi-Bulan = 3,84 x 108 m
Gunakan hubungan tan
Diketahui radius bulan 1750 km = 1,75 x 106 m, maka kita dapat perbandingan
2.Rx
Dbulan=9,2x10
6
3,5x106=2,63
Sehingga jawaban yang paling tepat adalah (a) 2,5 – 3 kali
Bulan (lingkaran kecil) melintasi umbra bumi (lingkaran yang lebih besar), dimana diasumsikan bulan tepat melintas diameter umbra bumi. Lama gerhana total adalah sejak kontak 1 hingga kontak 4. Dapat dilihat bahwa lama gerhana sama dengan waktu yang dibutuhkan bulan untuk menempuh jarak sudut sebesar umbra bumi, ditambah dengan jarak sudut satu diameter sudut bulan (diameter sudut bulan kurang lebih sama dengan diameter sudut matahari yaitu 0,530)
t=ωθ= θ
3600
T sideris Bulan
=θ .T sideris bulan
3600
¿(2,63+1).(0,53 0).
(27,32x24)j am
3600 =3,5jam
Apabila dianggap bahwa fase bulan purnama dicapai tepat di tengah tengah gerhana bulan total, maka waktu gerhana 1,75 jam sebelum bulan purnama hingga 1,75 jam setelah bulan purnama, dan dimulai 1,75 jam = 1 jam 45 menit sebelum fase bulan purnama, mendekati 2 jam. Sehingga jawaban yang paling tepat (D)
K1 K2
LATIHAN
1. Bulan kwartir pertama melintas meridian kira-kira pada…. a. Jam 12
b. Jam 18 c. Jam 24 d. Jam 6 e. Jam 9
2. Gerhana bulan total bisa diamati…
a. Pada lajur sempit pada permukaan bumi b. Dari setengah permukaan bumi
c. Hanya saat dekat fase bulan baru d. Hanya terjadi tengah malam e. Hanya terjadi saat bulan terbit
3. Meskipun tiap bulan terjadi bulan baru, tetapi tidak setiap bulan terjadi gerhana matahari. Hal ini disebabkan oleh…
a. Jarak bulan yang berubah-ubah dari bumi b. Jarak bumi yang berubah-ubah dari matahari c. Orbit bulan yang tidak lingkaran
d. Adanya inklinasi orbit bulan e. Adanya presesi bumi
4. Jika suatu hari kita melihat pada jam 24 malam bulan berada di meridian, maka bulan saat itu sedang ada dalam fase…
a. Bulan baru b. Bulan purnama
5. Gerhana matahari total lebih sering terjadi daripada gerhana bulan total, tetapi hanya sedikit orang yang pernah melihat gerhana matahari total. Hal ini disebabkan oleh…
a. GMT terjadai siang hari dan GBT terjadi malam hari
b. GMT hanya berlangsung beberapa menit sedangkan GBT beberapa jam
c. GMT selalu terjadi di daerah ekkuator dan GBT terjadi di seluruh lintang
d. GMT menyebabkan langit gelap total sedangkan GBT tidak e. GMT menyapu lajur daerah yang sempit sedangkan GBT
menutupi seluruh permukaan bumi.
6. Tanggal 11 Nopember bulan melintas meridian pengamat pada jam 21:34 waktu local. Pada jam berapa ia akan melintas meridian tanggal 15 nopember?
a. tidak terjadi bulan purnama pada bulan Februari b. selalu terjadi bulan purnama dalam bulan Februari c. terjadi 2 bulan purnama dalam bulan Februari
d. terjadi bulan purnama pada bulan Februari bila jumlah Bulan Purnama dalam setahun 13
e. terjadi bulan purnama pada bulan Februari bila jumlah Bulan Purnama dalam setahun 13
(OSP 2007)
8. Pada saat musim gerhana
c. Kedekatan titik Aries terhadap Bulan saat gerhana Bulan
d. Saat gerhana Bulan dan Matahari titik Aries tidak mungkin dekat dengan Bulan atau Matahari
e. Saat gerhana Bulan dan Matahari titik Aries mungkin dekat dengan Bulan atau Matahari
(OSP 2007)
9. Jenis gerhana pada gambar di bawah ini adalah
a. Gerhana Matahari Sebagian
10. The full Moon sets in Pontianak at about a. 6 o’clock
11. Poltak mengamati bulan, tiga hari sebelum lebaran Idul Fitri a. Poltak dapat melihat Bulan dini hari
12. During full moon. The diference between the right ascension of the Moon and the Sun is
a. 24h
13. Pilih pernyataan yang benar a. Bulan baru, terbit jam 18 sore b. Bulan baru, terbit jam 6 pagi
c. Bulan kuartil pertama, tenggelam jam 18 sore d. Bulan kuartil pertama, berada di meridian jam 24 e. Bulan kuartil akhir, terbit jam 12 siang
(OSK 2009)
14. Mengapa gerhana matahari pada 1 Januari 2010 yang lalu nampak sebagai gerhana matahari cincin?
1. Karena Bulan berada pada posisi dekat perigee (paling dekat dengan Bumi)
2. Karena Bulan berada pada posisi dekat apogee (paling jauh dengan Bumi)
3. Karena Bumi sedang berada dekat dengan aphelion(jarak terjauh dari Matahari)
4. Karena Bumi sedang berada dekat dengan perihelion (jarak terdekat dari Matahari)
(OSK 2010)
15. Gerhana Bulan total dapat diamati
a. Dari suatu jalur sempit pada permukaan Bumi b. Pada setengah permukaan Bumi
e. Hanya kalau Matahari tepat di atas ekuator (OSP 2010)
16. Pada tanggal 28 Agustus 2007 terjadi gerhana Bulan Total (GBT Agustus 2007), gerhana tersebut dapat disaksikan
a. di kutub Utara b. di kutub Selatan
c. tidak mungkin disaksikan di kedua tempat, kutub Utara maupun kutub Selatan
d. dapat disaksikan di kutub Utara maupun kutub Selatan e. hanya sebagian diamati di kutub Utara
17. Bila terjadi gerhana Bulan Total dan diketahui Bulan melewati pusat Umbra Bumi maka lama gerhana Bulan Total
18. Bila saat matahari berada di dekat titik simpul bulan dinamakan musim gerhana, maka:
a. musim gerhana terjadi setiap 173.3 hari
b. siklus matahari melewati titik simpul 2 kali 18.6 hari lebih pendek dari siklus matahari melewati titik Aries
c. siklus matahari melewati titik simpul sebanyak 2 kali hampir sama dengan 239 bulan anomalistik
d. setahun gerhana sama dengan 235 sinodis e. a, b, c, dan d tidak ada yang benar
andaikan cuaca cerah di seluruh Indonesia maka pengamat di Medan dibanding dengan pengamat di Yogyakarta
a. berkesempatan (lebih banyak waktu) lebih baik dalam pengamatan momen akhir GBT Maret 2007 dan momen awal GBT Agustus 2007
b. berkesempatan lebih baik dalam pengamatan momen awal GBT Maret 2007 dan momen akhir GBT Agustus 2007
c. berkesempatan lebih baik dalam pengamatan momen awal GBT Maret 2007 dan momen awal GBT Agustus 2007
d. berkesempatan lebih baik dalam pengamatan momen akhir GBT Maret 2007 dan momen akhir GBT Agustus 2007
e. sama saja
20. Diameter sudut Umbra Bumi yang dilalui Bulan saat gerhana Bulan Total sekitar
a. diameter sudut Bulan b. 5.5 diameter sudut Bulan a. kali diameter sudut Bulan c. 10 kali diameter sudut Bulan d. 1 kali diameter sudut Bulan
KUNCI JAWABAN
17. A 18. A
