Dasar Astronomi (Paralaks, Satuan Astronomi, dan Deret Titius-Bode)
Di malam hari yang gelap, kita dapat melihat taburan ratusan bintang di langit.
Bintang-bintang tersebut hanya tampak sebagai titik-titik terang dan redup yang sama ukurannya di lihat mata kita. Namun lebih jauh, seberapa terang suatu bintang tidak menentukan jaraknya terhadap kita. Untuk menentukan jarak bintang, para astronom menggunakan berbagai metode, yang akan dibahas di bagian selanjutnya.
Skema penentuan jarak bintang dengan metode paralaks. Kredit Gambar : NAOJ Parallaks
Jika kita merentangkan tangan dengan jari jempol teracung di depan wajah kita, maka kita akan melihat bahwa letak jempol kita berubah saat kita melihatnya dengan sebelah mata, bergantian.
Letak jempol bergeser terhadap gambar di belakangnya, dan pergeseran ini dinamakan parallaks. Para astronom menggunakan efek ini untuk menghitung jarak ke bintang dengan menghitung sudut antara garis-garis pandang bintang, yang diamati di dua tempat yang berbeda.
Parsek (Parsec)
Karena jarak bintang yang teramat jauh, sudut parallaksnya sangat kecil dan biasanya diukur dalam satuan detik busur. Parsek atau Parsec sendiri berasal dari kata parallax second, yaitu objek yang memiliki sudut parallaks satu detik. Besarnya detik busur sama dengan 1/3600 derajat. Kecil sekali bukan? Namun, kita dapat mengamati adanya perubahan kecil pada letak posisi bintang tersebut. Satu detik busur (“) sama dengan seperenam puluh menit busur (‘), dan satu menit busur sama dengan seperenam puluh derajat.
Para astronom menggunakan satuan-satuan yang tidak biasanya di pakai sehari-hari. Seperti dalam menghitung jarak ke bintang, tidak mengunakan satuan meter atau km, karena tidak cocok untuk jarak yang begitu besar. Maka untuk mempermudah, mereka menggunakan satuan-satuan seperti parsek dan tahun cahaya.
1 parsek (pc) = 3,26 tahun cahaya = 3,09 x 1013 km = 206 265 SA (Satuan Astronomi, jarak Bumi ke Matahari).
Bintang yang terdekat dengan Bumi kita, yaitu Matahari, jaraknya 1 SA, sedang bintang terdekat dari Matahari adalah bintang Proxima Centauri yang berjarak 1,294 pc.
Parallaks Bintang
Untuk menghitung jarak ke bintang, para astronom menghitung pergeseran yang tampak pada bintang dalam kurun waktu satu tahun. Para astronom menggunakan dua waktu yang berbeda dalam mengamati bintang selama satu tahun periode ini, yaitu ketika bumi berada di tempat yang bersebrangan. Sepanjang bumi mengelilingi Matahari, astronom melihat pergerakan bintang terhadap bintang-bintang di belakangnya yang karena jaraknya lebih jauh, terlihat diam. Semakin dekat bintang, parallaksnya semakin besar.
Perhatikan gambar, saat bumi di posisi 1 maka kita memandang bintang dekat seakan-akan berada di posisi B begitu pun sebaliknya ketika bumi berada di posisi 2 maka kita melihat bintang dekat tersebut seakan-akan berada di posisi A.
Paralaks bintang merupakan metode untuk mengukur jarak bintang
Seperti yang kita lihat pada gambar, garis-garis pandang dan garis yang menghubungkan posisi pengamatan membentuk segitiga dengan bintang sebagai puncaknya. Andaikan dmatahari adalah jarak Bumi-Matahari, d adalah jarak Matahari – bintang, dan p adalah sudut parallaks, didapatkan formula parallaks:
d (parsek) = 1 / p (detik busur)
Semakin jauh bintang, semakin kecil parallaksnya, dan dibutuhkan baseline pengukuran yang lebih besar pula.
Namun, baseline pengamatan dari bumi terbatas karena orbit planet kita mengelilingi Matahari. Oleh karena itu, pengukuran menggunakan parallaks ini terbatas hanya sampai sudut paralllaks sebesar 0,01 detik busur, artinya bintang yang jaraknya lebih dari 100 parsek tidak dapat diukur menggunakan metode ini.
Namun, pada tahun 1989, ESA (Eroupean Space Agency) meluncurkan misi Hipparcos yang bertujuan menghitung sudut parallaks bintang-bintang di dalam galaksi kita. Hipparcos telah menghitung parallaks lebih dari 120.000 bintang yang jaraknya mencapai 650 parsek (500 tahun cahaya) dari Matahari.
Paralaks bintang dapat digunakan untuk memperkirakan jarak sebuah bintang dari bumi.
Rumus Paralaks Bintang
p = paralaks bintang d = jarak bintang dari bumi
Paralaks sebuah bintang dinyatakan dalam satuan detik busur, jadi paralaks ini adalah suatu sudut, sementara jaraknya dinyatakan dengan satuan parsec dengan 1 parsec = 3,26 tahun cahaya.
Untuk mengetahui jarak bintang dari Bumi:
Menghitung Jarak dalam Astronomi
Jarak bintang-bintang ke kita sangatlah jauh. Oleh sebab itu, indera kita tidak mampu lagi membedakan bintang mana yang sebenarnya jauh ataukah dekat. Tidak seperti dengan jarak benda-benda di sekitar kita. Kita dapat langsung mengetahui bahwa benda A lebih dekat daripada benda B karena benda-benda yang ada di sekitar kita jaraknya relatif dekat dengan kita. Indra spasial kita memiliki kepekaan terbatas.
Ada beberapa cara untuk mengukur jarak benda-benda langit. Beberapa cara yang termasuk sederhana adalah :
- Paralaks : trigonometri, dinamika, spektroskopi, paralaks rata-rata dan gugus. Pada blog kali ini, yang dibahas hanyalah paralaks trigonometri.
- Modulus jarak. Metode modulus jarak yang membutuhkan konsep magnitude.
Rumus Paralaks Trigonometri:
Keterangan:
d★= jarak bintang dekat
” = detik busur
1 parsec = 3,0857 × 10¹ m⁶
Sebagai informasi, bintang terdekat dengan matahari adalah Proxima Centauri dengan Paralaks 0.76″
Contoh 1:
Bintang A memiliki jarak 9,78 tahun cahaya. Tentukan besar paralaks dari bintang A jika 1 parsec setara dengan 3,26 tahun cahaya!
Penyelesaian:
d★ = 9,78 Ly = 9,78: 3,26 = 3 Pc p = ….
p = 1 / d★
p = 1 / 3 = 0,33 detik busur.
Contoh 2:
Paralaks sebuah bintang yang dilihat dari bumi besarnya adalah 0,5″ . Berapakah besarnya paralaks Bintang tersebut apabila Dilihat Dari planet Mars Yang berjarak 1,52 AU dari Matahari?
A. 0,25″
B. 0,33″
C. 0,5 “ D. 0,76″
E. 1,0 “ (OSK 2009) Penyelesaian:
Paralaks dari Bumi dan dari Mars:
kita buat persamaan sederhana, 1 /5 ” = 1,52 / x
x = 1,52 ⋅ 5 ” = 0,76″(D)
*Ingat ya 1 di peroleh karena jarak bumi-matahari= 1 AU (1,496 × 10¹¹ m)
DERET TITUS-BODE
Deret Titius-Bode merupakan deret matematika sederhana yang digunakan untuk memperkirakan jarak rata-rata suatu Planet ke Matahari.
0 untuk Merkurius, 3 untuk Venus, 6 untuk Bumi, dan seterusnya.
(Diberi tanda hubung, karena mengandung nama dari dua orang dari Jerman yaitu Johann Daniel Titius dan Johann Bode)
0, 3, 6, 12, 24,...
(dikalikan 2 untuk mendapatkan angka berikutnya, kecuali 0 tentunya.)
0 angka untuk Merkurius, angka 3 untuk Venus, angka 6 untuk Bumi dan seterusnya sesuaikan urutan planet.
Untuk perhitungan jaraknya:
d = jarak rata-rata planet ke Matahari dalam satuan AU atau SA n = angka dari deret yang bersesuaian dengan suatu planet SATUAN ASTRONOMI
Matahari merupakan sebuah bintang dan merupakan bintang yang terbesar di tata surya kita.
Bintang lain yang dekat dengan matahari adalah Alfa Centaury, yang jaraknya 4,5 tahun cahaya (AU). Berapakah meter jaraknya 4,5 tahun cahaya (AU) itu?
Alfa Centauri merupakan bintang terdekat kedua dengan bumi yang jaraknya 4,5 tahun cahaya.
Satu tahun cahaya (AU) artinya jarak yang ditempuh cahaya selama bergerak 1 tahun.
Berdasarakan penelitian para ahli, cahaya memiliki kecepatan 300 juta m/s (300.000.000 m/s).
Ini artinya dalam satu detik cahaya menempuh jarak 300 juta meter. Maka jarak alfa centaury dengan matahari dapat dihitung dengan cara mengalikan kecepatan cahaya dengan waktu satu tahun.
Jika,
1 tahun = 365 hari 1 hari = 24 jam 1 jam = 60 menit 1 menit = 60 detik Maka,
1 tahun = 60 x 60 x 24 x 365 detik 1 tahun= 31.536.000 detik
1 AU = 31.536.000 detik x 300.000.000 m/detik 1 AU = 94608 x 1011 meter
1 AU = 9,4608 x 1015 meter
Jarak dari matahari ke alfa centaury adalah 4,5 AU (4,5 tahun = 141.912.000 detik). Maka:4,5 AU = 141.912.000 detik x 300.000.000 m/detik = 4,25736 x 1016 meter.
Jadi dapat disimpulkan bahwa jarak dari matahari ke alfa centaury adalah sebesar 4,25736 x 1016 meter.
1 SA = jarak bumi ke matahari = 150 juta km 1 km = 1 / 150 juta SA
LATIHAN SOAL PARALLAKS :
1. Seorang pengamat memperoleh data bahwa paralaks bintang X dari bumi adalah sebesar 20 detik busur. Berdasarkan data tersebut Tentukan jarak bintang X dari bumi, nyatakan dalam satuan tahun cahaya!
2. Bintang A memilki jarak 9,78 tahun cahaya. Tentukan besar paralaks dari bintang A gunakan 1 parsek = 3,26 tahun cahaya.
3. Sudut paralaks bintang yang paling dekat dengan Matahari adalah...
a. kurang dari 1 detik busur
b. lebih dari 1 detik busur kurang satu menit busur c. lebih dari satu derajad
d. lebih dari satu menit busur kurang dari satu derajad e. semua jawaban benar.
4. Paralaks sebuah bintang yang dilihat dari Bumi besarnya adalah 0,5". Berapakah besarnya paralaks bintang tersebut apabila dilihat dari planet Mars yang berjarak 1,52 AU dari Matahari?
a. 0,25"
b. 0,33"
c. 0,5"
d. 0,76"
e. 1,0"
LATIHAN SOAL DERET TITIUS-BODE
1. Jika 1 AU = 150 000 000 km, perkirakan jarak rata-rata planet Mars dari Matahari menurut deret Titius-Bode!
2. Perkirakan jarak rata-rata planet Venus dari Matahari menurut deret ukur Titius-Bode, nyatakan dalam AU!
LATIHAN SOAL SATUAN ASTRONOMI
1. Sebuah benda di angkasa memiliki jarak 5.250 juta km. Nyatakan jarak benda tersebut dalam satuan astronomi!
2. Sebuah benda di langit memiliki jarak 48 SA. Nyatakan jarak tersebut dalam satuan km!
