PENGANTAR MATERI ASTRONOMI PDF

PENGANTAR MATERI ASTRONOMI BAB 1

Sebagian besar dari kita mungkin sudah tidak lagi memperhatikan pergantian hari dan tahun dengan menggunakan pengamatan langit. Karena untuk melakukannya saja kita tidak ada waktu. Jam dinding dan jam ta ngan telah mengalihkan pandangan kita dari semua itu seiring majunya perkembangan teknologi masa kini. Seti ap orang dapat melihat kalender untuk menjawab pertanyaan, sekarang tanggal berapa ya? hari apa ya? dan ap abila kita tersesat dijalan, GPS akan menunjukkan posisi dimana kita berada dan memberitahu kemana arah jala n pulang. Namun demikian, meski kalender, jam tangan dan alat navigasi telah mengisolasi kita dari kemauan un tuk memahami pergerakan bola langit, kebanyakan dari kita justru memahami sistem waktu yang kita gunakan d an menemukan posisi lokasi kita diatas permukaan bumi dapat berkaitan langsung melalui pengamatan langit.

Dalam materi ini, kita akan mempelajari perubahan posisi benda langit dan menunjukkan bagaimana data dapat memungkinkan kita untuk memahami posisi relatif dan gerakan benda langit seperti Matahari, Bulan, Bumi, dan bintang-bintang. Harapan dari dituliskannya materi ini adalah, saat anda melihat keatas langit – anda akan dapat menjawab pertanyaan tentang pukul berapakah saat ini? Tanggal berapa? dan dimana lokasi anda be rada?

DEFINISI

Dalam bahasan ini, anda akan menggunakan beberapa istilah yang mungkin masih sangat asing atau mung kin sudah pernah anda gunakan sebelumnya namun bisa jadi istilah yang digunakan memiliki konteks yang berb eda. Berikuti merupakan beberapa istilah yang akan kita gunakan dalam konteks astronomi:

 Altitut atau ketinggian suatu objek diukur dari garis cakrawala/horizon

 Azimut atau besarnya putaran sudut dari utara – timur – selatan – barat

 Meridian yaitu garis khayal yang membentang dari utara keselatan melintasi tepat diatas kepala peng amat

 Horizon atau Cakrawala yaitu batas pandang antara langit dan permu kaan bumi

 Zenit atau titik teratas tempat pengamat mengamati langit

Semua istilah yang akan anda gunakan ini berfungsi untuk menggambarkan lokasi atau perilaku dari benda di langit. Sebagai contoh, anda dapat mengataka n ketinggian matahari dilangit dengan menggunakan kata altitut Matahari. Conto h lainnya, saat matahari melewati garis meridian dilangit, anda dapat mengataka n bahwa Matahari “Transit dimeridian.” Istilah-istilah dan arti dari kosokata diata s dapat diilustrasikan dengan menggunakan dua gambar diagram interaktif diba wah ini. Untuk menggunakannya, arahkan mouse pada nama istilah maka definis i dari istilah secara otomatis akan ditampilkan dalam bentuk bahasa inggris.

SIANG DAN MALAM

Saat kita mengamati langit disetiap waktu, perubahan yang paling terlihat jelas di langit adalah bahw a dalam setengah hari, langit terlihat terang benderang sehingga terjadilah siang dan dibelahan langit lainnya la ngi terlihat gelap gulita maka terjadilah malam. Jika langit terang pada saat siang hari, kita dapat mengatakan ba hwa Matahari berada “diatas” kepala dan saat langit gelap gulita pada malam hari kita dapat mengatakan bahwa Matahari berada “dibawah” kita. Meskipun hal ini adalah jelas bagi kita semua, namun ada satu pertanyaan tent ang siang dan malam yang jawabannya memerlukan waktu hingga berabad-abad lamanya untuk dapat dipecahk an:

“Apakah Bumi diam dan Matahari mengorbit Bumi, atau sebaliknya?”

Bumi berputar di sekitar sebuah garis imajiner yang menembus dari kutub Utara hingga kutub Selatan, kita men yebutnya sebagai Sumbu Rotasi

Berikut adalah contoh bagaimana rotasi Bumi membuat Matahari tampak bergerak melintasi langit: J ika suatu benda berada pada lokasi yang tetap di dinding (misalkan, jam dinding) dan saya menghadap ke jam di nding, maka dengan mudah saya dapat melihat jam dinding karena jam dinding tepat didepan pandangan saya.

Kemudian perlahan saya mencoba memutar tubuh saya hingga saya membelakangi jam dinding dan yang telah t

erjadi adalah saya sudah tidak dapat lagi melihat jam dinding karena jam dinding berada dibelakang tubuh saya sehingga pandangan saya tidak dapat lagi melihat jam dinding. Jika saya berputar kembali dan mengamati jam di nding dari sudut pandang saya mulai dari tak terlihat hingga terlihat, maka jam dinding perlahan akan tampak b ergerak dari arah putaran ke mata saya hingga kembali tepat didepan saya. anda dapat mencoba ini di manapun anda berada sekarang.

Jika Matahari berada di lokasi “tetap” di langit dan Bumi menghadap kelokasi ini, maka secara langsu ng Bumi terkena cahaya Matahari atau dengan kata lain Bumi menghadap tepat ke arah Matahari dan terjadilah siang hari. Lantas sebaliknya, saat Bumi berputar 180º dan ia tidak lagi menghadap ke Matahari, maka sinar Mat ahari tidak lagi dapat mengenai sebagian permukaan Bumi tempat pengamat berada dan langit tampak gelap m aka terjadilah Malam hari. Dari sudut pandang pengamat di permukaan Bumi tertentu, Bumi yang sejatinya berp utar tampak diam dan Matahari yang sejatinya “tidak bergerak” dipusat tata surya akan tampak bergerak dilangi t dari arah timur ke barat, seperti jam dinding yang saya contohkan di atas. Ini adalah konsep pemahaman mode rn kita akan siang dan malam.

Observasi : Matahari melakukan perjalanan di langit, terbit di timur saat pagi hari dan terbenam di barat saat so re hari.

Rotasi Bumi ternyata masih memiliki konsekuensi di luar terjadinya siang dan malam. Rotasi Bumi me nyebabkan setiap objek yang terbit di langit tampak menelusuri sebuah Lintasan imajiner dari langit Timur hingg a ke Barat. Jadi bilamana anda memilih satu bintang di langit lantas anda mencoba untuk mengamatinya, maka bintang tersebut akan tampak berjalan dan membuat garis lintasan imajiner. Hal tersebut terjadi perlahan-lahan, sehingga jika anda mengamatinya dari menit ke menit mungkin anda tidak akan merasa melihat perubahan posi si atau pergerakan bintang dari timur ke barat. Namun setelah beberapa jam pengamatan kedepan, anda akan d apat mengatakan bahwa bintang telah bergerak dalam jarak yang cukup jauh di langit malam. Oleh karena itu, b enda langit seperti Matahari dan bintang-bintang akan tampak terbit di sebelah timur dan terbenam di sebelah barat sehingga gerakan semu bintang dilangit malam akan bergantung pada kearah mana anda menghadap. Seb agai contoh lihat gambar di bawah ini.

Animasi berikut menggunakan lokasi pengamatan bintang dipermukaan Bumi belahan utara. Lihat la h potret gerakan semu bintang yang tampak jelas di langit gunung Kilimanjaro ini.

Gambar di buat dengan meninggalkan kamera pada posisi Shutter terbuka yang berdurasi lebih dari tiga jam. Jad i, dari gambar ini tampak jelas jejak bintang di langit mengikuti jalannya bintang-bintang dilangit sebagai akibat dari rotasi Bumi.

Gambar ini juga mengilustrasikan poin penting lainnya. Bagi para pengamat di belahan langit utara, Matahari dan bintang semua akan tampak berputar disekitar satu titik, yang mana titik ini tepat di at as kutub utara Bumi(titik ini biasa disebut North Celestial Pole(NCP) atau Kutub Langit Utara(KLU)).

Disisi lain bagi pengamat di belahan langit selatan, Matahari dan bintang juga akan tampak memutari satu titik tepat di atas kutub selatan Bumi dan titik ini disebut dengan Kutub Langit Selatan(KLS) atau South Celestial Pole(SCP). Di langit kutub utara ada bintang yang letak nya sangat dekat dengan NCP yang bernama Polaris atau bintang kutub. Polaris bukanlah bintang yang cukup terang, namun pentin gnya polaris adalah sebagai tanda dari lokasi NCP atau KUL berada. Sehingga bila pengamat mengam ati bintang di belahan langit utara maka semua bintang yang tampak seolah-olah akan memutari bint ang Polaris.

Kita dapat membuktikan salah satu teori yang mengatakan bahwa gerak semu benda langit bergantung pada lok asi kita diBumi. Sebagai contoh, perhatikan kasus berikut ini:

 Jika anda berdiri di kutub utara, Polaris akan tampak tepat di atas kepala. Dari sudut pandang anda m elihat, semua bintang akan terbit dan membuat Lintasan melingkar secara horisontal di sekitar zenit anda.

 Jika anda berdiri tepat di daerah garis khatulistiwa/ekuator Bumi, anda akan melihat bahwa saat bint ang-bintang terbit dari langit timur, bintang akan membentuk Lintasan vertikal dari ufuk timur ke ara h barat dan bila pandangan kita dialihkan ke arah utara maupun selatan maka titik disekitar terbitnya bintang-bintang akan tampak memutari di atas horison belahan langit utara maupun belahan langit s elatan.

 Jika anda berada di daerah antara garis katulistiwa dan kutub utara maupun kutub selatan(posisi pen gamat memiliki garis lintang +40 atau -40), titik disekitar dimana semua bintang-bintang itu terbit aka n tampak berputar disekitar horison anda dan zenit.

Perhatikan bahwa untuk sebagian besar pengamat yang memiliki lokasi garis lintang +40* atau -40*, ada beberapa bintang yang sangat dekat dengan kutub utara langit atau kutub selatan langit, dan bintang-bintan g yang dekat dengan kutub utara maupun kutub selatan langit akan membentuk Lintasan melingkar kecil yang se lamanya tidak akan pernah terbenam ke horison. Bintang-bintang yang tidak pernah terbit atau terbenam diseki tar kutub utara maupun kutub selatan langit ini disebut dengan Bintang sirkumpolar. Semakin rendah Polaris da ri lokasi anda melihat (yaitu, bilamana anda melihat disekitar garis lintang +1 hingga 0), maka semakin sedikit pu la jumlah bintang sirkumpolar yang akan anda lihat. *bergantung lokasi garis lintang jika + adalah kutub utara da n jika – adalah kutub selatan.

LINTASAN MATAHARI

Pada siang hari, kita dapat melihat Matahari, namun langit siang hari yang cerah menghalangi kita un tuk melihat sebagian objek lain di langit.

Sebagai bahan pemikiran, coba anda pikirkan apa yang mungkin akan anda lihat bilamana anda dapat melihat m atahari dan bintang-bintang di langit pada siang hari secara bersamaan.

“Bintang apakah yang akan anda lihat dibelakang posisi matahari dilangit?”

“Apakah anda akan selalu melihat bintang-bintang yang sama pada setiap harinya dibelakang posisi Matahari dilangit siang?”

Mari kita lihat dua animasi berikut yang telah dibuat menggunakan aplikasi Starry Night. Animasi pert ama menggambarkan Lintasan Matahari dilangit dalam kurun waktu selama satu hari (Matahari terbit hingga m atahari terbenam).

Animasi kedua menggambarkan posisi matahari pada siang hari di ufuk Timur pada 21 Juni, 21 September, 21 D esember dan 21 Maret.

Jika anda dapat melihat matahari dan bintang-bintang secara bersamaan, anda akan dapat melihat b ahwa dalam satu hari Matahari akan berada di dalam wilayah satu rasi bintang (spesifiknya adalah salah satu dar i rasi bintang zodiak). Sebagai pemikiran agar lebih spesifik dan jelas, sadarilah bahwa rasi bintang tersusun atas bintang-bintang yang jauh di belakang matahari, jadi ketika kita mengatakan Matahari berada “di dalam” rasi bin tang, maka sejatinya kita mengartikan bahwa kita melihat Matahari dalam proyeksi di depan kelompok bintang- bintang tertentu nan jauh disana.

Perhatikan bahwa posisi matahari relatif terhadap rasi bintang Virgo pada pukul 7:00 AM, siang hari d an pukul 6:00 PM. Seperti yang kita bahas di awal materi, Hal ini merupakan akibat dari rotasi bumi yang menye babkan Matahari dan bintang-bintang tampak bergerak melintasi langit, jadi kita harus “menganggap” bahwa M atahari dan bintang-bintang keduanya terbit dan bergerak dengan kecepatan yang sama. Dengan demikian, Mat ahari akan terlihat dalam rasi bintang yang sama selama sepanjang hari. Artinya, jika Matahari tampak berada d alam rasi bintang Gemini saat fajar, maka matahari akan tetap berada di rasi bintang Gemini pada saat siang hin gga saat matahari terbenam.

Hal ini sepenuhnya benar, namun begitu, ada satu lagi dampak yang kita abaikan untuk menjadi perti mbangan. Bumi tidak hanya berotasi di tempat yang tetap di ruang angkasa. Bumi juga mengorbit mengelilingi matahari. Dalam satu tahun, Bumi akan menempuh perjalanannya mengelilingi Matahari dalam satu kali putara n, sehingga pada bulan Desember Bumi akan berada di satu sisi Matahari, dan enam bulan kemudian yaitu pada bulan Juni, bumi akan berada di sisi yang berlawanan dari sisi pada bulan desember.

Animasi Starry Night kedua yang ditampilkan di atas menunjukkan kepada kita posisi matahari dibula n desember, yakni saat Bumi sedang menghadap ke arah Matahari, rasi bintang dibelakang Matahari adalah rasi Sagitarius. Dua belas jam kemudian, ketika Bumi berputar sehingga siang berganti menjadi malam, Bumi mengh adap jauh dari Matahari, dan bumi menghadap ke arah rasi bintang Gemini. Enam bulan kemudian yaitu pada b ulan Juni, situasinya benar-benar terbalik karena Bumi berada di sisi yang berlawanan arah dari Matahari. Rasi bi ntang di belakang Matahari pada siang hari di bulan Juni adalah rasi bintang Gemini dan dua belas jam kemudia n pada saat Bumi sedang menghadap jauh dari Matahari, bumi menghadap ke arah rasi bintang Sagitarius.

Berikut ini adalah alasan termudah untuk memvisualisasikan ketika anda berpikir tentang kasus ekstri m dari perbedaan posisi Bumi setelah enam bulan, namun apa yang terjadi dari hari ke hari? Cara untuk memba

yangkannya adalah sebagai berikut. Bintang-bintang yang sangat jauh dari Bumi itu (sekali lagi untuk dalam kasu s ini) kita dapat menganggapnya dengan bintang-bintang yang memiliki posisi tetap. Kita tahu bahwa rotasi bumi menyebabkan bintang terbit kemudian membuat lintasan atau busur di langit yang bermula dari timur dan berg erak ke arah barat. Sebuah pertanyaan singkat, “Berapa lama waktu yang diperlukan untuk Sebuah bintang A mu ncul di tempat yang sama di langit dalam satu hari kedepan?” Artinya, katakanlah bahwa bintang A telah “transit di meridian anda” (artinya jika anda menarik garis hayal pada langit yang menghubungkan Utara ke Selatan, bint ang itu telah melewati garis ini pada waktu tertentu), lantas berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk bintang A kembali mengalami transit dimeridian anda? anda mungkin berfikir untuk mengatakannya selama 24 jam, na mun jawaban yang paling tepat adalah 23 jam dan 56 menit. Jika anda melakukan hal yang sama pada Matahari maka waktu antara transit Matahari secara berturut-turut adalah 24 jam.

Lamanya waktu bintang untuk transit dalam satu kali (bintang apa saja) disebut sebagai Hari sideris atau Sidereal Day, dan lamanya waktu Matahari untuk transit dalam satu kali disebut Hari Matahari atau Solar Day.

Perbedaan tersebut disebabkan oleh pergeseran lambat dari Bumi mengelilingi Matahari. Karena Bu mi telah bergerak 1/365 dari jalan/orbit di sekitar Matahari dalam sehari maka ia harus memutar lebih dari 360º agar Matahari muncul di bagian yang sama dilangit (dalam satu putaran untuk transit dimeridian). Sedangkan ka rena bintang-bintang yang begitu jauh, orbit bumi mengelilingi matahari tidak mempengaruhi posisi semu mere ka di langit, sehingga bumi hanya perlu memutar 360º agar bintang-bintang muncul di bagian langit yang sama.

Karena efek ini, Matahari tampaknya perlahan-lahan bergeser ke arah timur dibandingkan dengan bintang-binta ng yang berada dilatar belakangnya, dan efek kumulatif dari pergeseran ini adalah bahwa Matahari akan tampak di rasi bintang Gemini pada bulan Juni dan rasi bintang Sagitarius pada bulan Desember.

Perhatikan pada gambar di atas ketika Bumi berputar 360º, ia berpindah dari posisi 1 ke posisi 2, dan bintang ya ng jauh akan tampak dalam posisi yang sama seperti yang terlihat dari Bumi. Namun agar Matahari muncul di p osisi yang sama, Bumi harus berpindah dari posisi 1 ke posisi 3.

KETINGGIAN MATAHARI

Kita masih belum selesai berbicara tentang perubahan semu dari matahari di langit. Kini anda menge tahui bahwa matahari tampak bergerak dari timur ke barat akibat rotasi Bumi, dan jika anda bisa melihat bintan g-bintang pada siang hari maka mereka akan tampak bergeser perlahan-lahan setiap hari sebagai akibat orbit Bu mi mengelilingi Matahari. Pertanyaan selanjutnya adalah:

Apakah Lintasan semu matahari melintasi langit berubah sepanjang tahun?

Sekali lagi, mari kita pertimbangkan dua kasus ekstrim yaitu matahari di bulan Desember dan bulan J uni. Pikirkan tentang terlihatnya wujud Matahari di musim dingin dan di musim panas. Jika anda tinggal di sekita r garis lintang yang sama seperti di Pennsylvania, anda harus ingat bahwa Matahari tidak akan pernah melintas s angat tinggi di atas horison pada bulan Desember, tetapi pada bulan Juni matahari melintas hampir tepat di atas kepala. Jadi Lintasan semu Matahari tidaklah berubah dari musim ke musim. anda juga dapat mengamati efek in i jika anda kembali menjalankan animasi pada halaman sebelumnya, pada bulan Juni, ketinggian Matahari tinggi di atas cakrawala, pada bulan September ketinggian matahari lebih rendah, dan pada bulan Desember ketinggia n matahari sangat rendah di cakrawala.

Penyebab adanya efek ini tak lain disebabkan oleh sumbu rotasi bumi (garis imajiner yang menembus dari Kutub Utara ke Kutub Selatan) yang miring terhadap Matahari dengan sudut sebesar 23,5º. Jika anda kemba li dan melihat animasi dari Bumi yang berputar pada siang dan malam di halaman pertama materi ini, anda akan melihat bahwa garis yang menunjukkan sumbu rotasi bumi tidaklah vertikal, tetapi miring sekitar 23,5º dari garis vertikal. Sebagaimana Bumi mengorbit Matahari, orientasi bumi pada posisi yang tetap, dan sebagai hasilnya, pa

da bulan Desember, belahan bumi utara dimiringkan jauh dari Matahari saat siang hari, dan pada bulan Juni bela han bumi utara dimiringkan dekat kearah Matahari saat siang hari .

Ada dua konsekuensi dari kemiringan sumbu rotasi bumi:

 Ketika Bumi dimiringkan dekat kearah Matahari, Lintasan Matahari di langit akan lebih panjang darip ada ketika bumi dimiringkan jauh dari Matahari. Artinya, ada jam yang lebih pada saat siang hari sela ma musim panas daripada musim dingin.

 Ketika Bumi dimiringkan dekat kearah Matahari, cahaya dari Matahari lebih banyak menyinari Bumi d aripada saat bumi dimiringkan jauh dari Matahari. Artinya akan lebih banyak energi yang menerpa pe rmukaan bumi dalam setiap meter persegi selama musim panas daripada musim dingin, sehingga me mbuat hari-hari musim panas lebih panas dari hari-hari dimusim dingin.

Perhatikan bahwa kemiringan Bumi tidaklah mendekat maupun menjauh dari Matahari selama bulan Mare t dan September (Musim Semi dan Gugur). Dengan demikian, Lintasan Matahari di langit dan sudut penyinaran sinar matahari adalah sama selama dua musim. Itu mengapa panjang hari dan suhu hari-hari pada kedua musim itu adalah sama.

Garis ekliptika merupakan Lintasan Matahari yang melintas dilangit, hal ini dapat direpresentasikan dengan lingk aran imajiner diruang angkasa. Jika kita mengambil garis katulistiwa Bumi dan memproyeksikannya kelangit kem udian kita mengambil sudut antara ekliptika dan ekuator langit sebesar 23,5º sebagai akibat dari kemiringan su mbu rotasi Bumi maka ada empat poin utama yang akan kita dapatkan pada ekliptika yaitu :

 Equinoxes – Ekuinoks adalah titik perpotongan pada garis ekliptika di mana ia memotong ekuator lan git. Terdapat dua titik ekuinoks yaitu pada vernal equinox dan autumnal equinox (sekitar tanggal 21 Maret dan 21 September masing-masing) dimana panjang hari dan malam memiliki durasi waktu yan g sama.

 Solstices – solstices adalah Titik-titik pada ekliptika ketika matahari berada tinggi atau rendah di bawa h ekuator langit. Di titik balik matahari musim dingin atau winter solstice (sekitar 21 Desember di bel ahan bumi utara), malam lebih lama daripada siang, dan pada titik balik matahari musim panas atau summer solstice (sekitar 21 Juni di belahan bumi utara), siang jauh lebih lama daripada malam. Lihat tiga gambar di bawah ini sebagai perbandingan antara garis ekuator langit (garis merah) dan garis ekli ptika (Lintasan hijau) :

Sudut antara ekuator langit dan Ekliptika pada titik balik matahari musim panas

Sudut antara ekuator langit dan Ekliptika pada titik balik matahari musim dingin

Sudut antara ekuator langit dan Ekliptika pada Ekuinoks musim gugur

Pertanyaan selanjutnya, Lantas mengapa kita dibumi dapat mengalami musim dan perubahannya?

Pertanyaan diatas menegaskan satu poin utama yang merupakan fakta yang sering orang salah pahami tentang musim dan perubahannya dalam astronomi:

Bumi dapat mengalami musim sebagai akibat kemiringan sumbu rotasi dan perubahan Musim sama sekali tida k ada hubungannya dengan jarak Bumi dari Matahari.

Ada satu pengamatan yang akan membantu anda untuk mengingat penyebab terjadi nya musim. Mu sim selalu berlawanan di belahan bumi utara dan belahan bumi selatan. Artinya, ketika di Pennsylvania sedang mengalami musim panas dari bulan Juni hingga September, maka pada saat yang bersamaan di Afrika Selatan se dang mengalami musim dingin selama berbulan-bulan. Hal ini sangat mudah untuk menjelaskan jika anda mema hami bahwa kemiringan bumilah yang menyebabkan terjadinya musim, ketika belahan bumi utara yang miring mendekat terhadap Matahari (musim panas) maka belahan bumi selatan dimiringkan menjauh dari Matahari(m usim dingin). Jika jarak antara Bumi dan Matahari merupakan alasan penyebab terjadinya musim, maka harus ad

a musim panas di kedua belahan bumi baik belahan utara maupun belahan selatan pada saat yang sama, karena keduanya akan memiliki jarak yang sama dengan Matahari. Tahukah anda kapan jarak Bumi paling dekat dengan Matahari? Jawabannya adalah pada bulan Januari!

FASE BULAN

Perubahan fase Bulan merupakan pemandangan yang akrab bagi kita saat mengamati bulan dari hari ke hari, karena bulan merupakan objek paling terang kedua di langit setelah Matahari. Animasi foto bulan di ba wah ini dibuat dengan mengambil gambar bulan dari hari ke hari dalam kurun waktu satu bulan yang kemudian digabungkan berurutan hingga menjadi animasi seperti yang kita saksikan seperti saat ini. Dalam animasi ini, an da dapat menyaksikan semua perubahan yang terjadi pada penampakan bulan dengan jelas seperti yang terlihat dari Bumi.

Mari kita mulai membahas fase bulan. Pertama, kita perlu kembali berbicara tentang tata letak dari Matahari, Bumi, dan sistem Bulan. Kita telah telah pelajari bersama bahwa Bumi mengorbit Matahari dan ia ber otasi pada poros miringnya saat mengorbit. Pada saat yang bersamaan, Bulan mengorbit Bumi dan orbit bulan a dalah mengelilingi bumi, tidak hanya itu saja bulan pun juga berotasi pada porosnya. Seperti halnya bumi yang mendapat sinar dari matahari, setengah permukaan bulan yang mengarah ke arah sinar Matahari mendapatkan penyinaran dipermukaannya sehingga separuh permukaan menjadi terang dan setengah permukaan bulan yang membelakangi matahari menjadi gelap. Sehingga penjelasan sederhana untuk menjelaskan fase bulan adalah ba hwa dalam saat yang bersamaan permukaan bulan separuhnya mengalami gelap dan separuhnya lagi mengalam i terang dan munculnya bulan separuh yang kita lihat dari bumi taklain sebagai akibat ia mengorbit Bumi. Untuk melihat daftar fase bulan dan deskripsi dari fase mereka, adan dapat melihat gambar berikut ini. “Phases of the Moon and Percent of the Moon Illuminated.”

Mari kita akhiri diskusi ini dengan membahas kembali tentang rotasi bulan. Jika Bulan berotasi, meng apa wajah bulan selalu menunjukkan wajahnya yang sama saat kita lihat dari Bumi? Seharusnya kita melihat mu ka Bulan perlahan-lahan berubah seiiring ia berotasi? Sebagai contoh, seperti saat kita mengamati bumi dari sud ut pandang permukaan Matahari. Selama 24 jam, kita akan melihat Amerika Utara memutar kemudian hilang da ri pandangan anda dan kemudian muncul lagi. Mengapa bulan tidak demikian? Hal ini akan kita bahas secara leb ih rinci dalam materi berikutnya, namun jawaban singkatnya adalah bahwa kecepatan rotasi Bulan sama dengan kecepatan orbitnya. Artinya, Bulan mengambil jumlah waktu rotasi yang sama dengan waktu orbitnya. Karena ini lah, permukaan bulan selalu sama jika kita lihat dari bumi.

Poin terakhir mengenai fase bulan adalah berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk bulan dapat me nyelesaikan satu siklus lengkapnya. Kita tahu bahwa panjang hari kita sangat erat berkaitan dengan kecepatan ro tasi Bumi dan panjang tahun kita sangat erat berkaitan dengan periode orbit Bumi mengelilingi Matahari, jadi ba gaimana dengan Bulan? Bulan membutuhkan waktu sekitar 29,5 hari untuk dapat menyelesaikan satu fase lengk apnya atau kira-kira satu bulan.

GERHANA

Tidak seperti siang & malam, fase bulan, dan musim. Fenomena yang terakhir ini adalah fenomena la ngka yang mungkin atau secara pribadi mungkin anda belum pernah mengalami dan mungkin juga hanya tertulis pada daftar pengamatan anda saja. Fenomena yang dimaksud adalah fenomena gerhana. Fenomena gerhana jar ang terjadi karena gerhana memerlukan syarat yang cukup spesifik yaitu dengan posisi sejajarnya Matahari, Bum i, dan Bulan. Jika Bulan sejajar dengan Matahari dari sudut pandang bumi maka Bulan akan memblokir cahaya m atahari yang mengarah ke Bumi maka terjadilah gerhana matahari. Jika Bulan berada di sisi lain Bumi dari Matah ari yaitu pada fase bulan purnama, Bumi akan memblokir datangnya cahaya matahari yang menuju Bulan maka t erjadilah gerhana bulan. Bila kita tengok kembali diagram fase bulan dari “Lunar Cycles module”, maka tampak Matahari, Bumi, dan Bulan akan sejajar untuk terjadi nya gerhana selama dua kali dalam satu bulan!

Apakah ada gerhana matahari setiap bulan baru dan gerhana bulan setiap bulan purnama?

Ternyata, ada efek lain yang perlu dijelaskan. Agar terjadi gerhana disetiap bulan purnama dan bulan baru, bidang orbit Bulan mengelilingi Bumi harus identik dengan bidang orbit bumi mengelilingi matahari. Artiny a, tiga obyek harus tepat sejajar seperti pada diagram pertama di bawah ini. Jika misalnya, Bulan berada di atas atau di bawah bayangan bumi maka tidak akan terjadi gerhana bulan. Demikian pula, jika bayangan Bulan tidak menutup Bumi karena Bulan berada di atas atau di bawah bidang orbit bumi mengelilingi matahari maka tidak a

kan terjadi gerhana matahari. Bidang orbit Bulan cenderung condong 5 derajat dibandingkan dengan bidang orb it bumi, sehingga seringnya bulan berada di atas atau di bawah posisi yang diharapkan untuk menyebabkan terja dinya gerhana.

Jika Anda berpikir bahwa orbit bumi mengelilingi Matahari bagaikan sebuah cakram dan orbit Bulan mengelilingi Bumi sebagai cakram lainnya, maka ada sudut 5 derajat diantara kedua cakram tersebut. Namun, ka pan saja Anda memiliki dua lingkaran yang saling berpotongan seperti yang terjadi pada kedua cakram diatas ma ka akan ada dua titik di mana perpotongan terjadi (seperti fenomena ekuinoks yang telah kita bahas sebelum ny a dimana terdapat dua perpotongan yaitu garis Khatulistiwa langit berpotongan dengan gris ekliptika langit). Ked ua titik perpotongan pada orbit Bulan (di mana Bulan terletak pada bidang yang sama dengan orbit Bumi) diseb ut node( nodes), dan garis yang menghubungkan dua titik disebut garis node(line of nodes).

Jadi cara agar terjadi gerhana matahari atau gerhana bulan setidak nya membutuhkan dua kondisi, b ukan hanya satu. Yaitu:

Agar gerhana matahari dapat terjadi bulah harus mengalami fase Bulan Baru atau agar gerhana bulan dapat terj adi bulan harus mengalami fase bulan purnama (gambar atas).dan Garis node harus sejajar dekat dengan Matah ari dan Bumi (gambar bawah).

Lihatlah ini!

CATATAN: “Teacher’s Domain” adalah sumber yang bebas namun demikian Anda diharuskan mendaftar terlebih dahulu agar anda dapat melihat lebih dari 7 sumber.

Penampakan Matahari dan Bulan saat gerhana.

Pada akhirnya, mari kita simpulkan materi ini dengan diskusi tentang bagaimana Matahari dan Bulan munc ul selama gerhana. Ada tiga kemungkinan penampakan yang terjadi pada gerhana bulan dimana ini semua berga ntung pada seberapa dekat garis node sejajar dengan Matahari dan Bumi:

 Gerhana Bulan Total : Terjadi saat Bulan sepenuhnya berada di dalam umbra bumi.

 Gerhana Bulan Sebagian : Terjadi saat Bulan sebagian dalam umbra Bumi dan sebagian di penumbra.

 Gerhana Bulan Penumbra: Terjadi saat Bulan sepenuhnya berada di dalam penumbra.

Pada gerhana bulan total, Bulan akan jauh lebih gelap dan berwarna merah sebagaimana Bumi memungki nkan beberapa gelombang cahaya merah dari Matahari dapat menjangkau permukaan Bulan. Sedang pada gerh ana Bulan Sebagian – bagian permukaan bulan akan terlihat lebih gelap dan memerah, sedangkan sisanya akan t ampak normal. Sebagian besar dari kita mungkin tidak menyadari bahwa gerhana bulan penumbra pernah atau telah terjadi, karena pada saat Gerhana Bulan Penumbra, yang terjadi pada Bulan hanyalah meredup saja.

Ada tiga jenis gerhana matahari yaitu:

 Gerhana Matahari Total: Siapapun di permukaan Bumi yang tinggal di daerah dimana ia dilewati oleh bayangan umbra Bulan maka ia akan melihat Matahari secara keseluruhan tertutup oleh cakram Bula n. Sebagai contoh lihat gambar berikut ini : http://apod.gsfc.nasa.gov/apod/ap021206.html. Gerhana Matahari Total selanjut nya yang akan terlihat di amerika serikat pada tahun 2017. Berikut adalah pet a google dari jalur gerhana http://eclipse.gsfc.nasa.gov/SEgoogle/SEgoogle2001/SE2017Aug21Tgoogl e.html

 Gerhana Matahari Sebagian: Gerhana Matahari sebagian akan terlihat jika lokasi anda saat mengama ti gerhana matahari berada di luar Lintasan umbra Bulan, namun masih berada didalam lintasan penu mbra Bulan. Saat gerhana berlangsung, anda akan melihat sebagian dari cakram Matahari tertutup ol eh cakram Bulan. Sebagai contoh lihat gambar berikut ini : http://apod.gsfc.nasa.gov/apod/ap970903 html

 Gerhana Matahari Cincin : Ingatlah kembali pada animasi bulan sebelumnya. Kita telah menyadari ber sama bahwa Bulan terkadang sedikit tampak lebih besar dan terkadang tampak lebih kecil. Hal ini dis ebabkan oleh elipsnya orbit Bulan. Terkadang orbit bulan lebih dekat dengan Bumi daripada waktu-w aktu lainnya dimana hal ini menyebabkan bulan akan tampak lebih besar dan terkadang pula orbit bu lan menjauh daripada hari-hari biasanya yang menyebabkan cakram bulan tampak kecil. Nah, jika Bul an pada saat terjadi gerhana matahari posisinya berada dalam posisi yang sedikit lebih jauh dari Bum i maka cakram bulan akan tampak lebih kecil dan cakram tidak akan sepenuhnya menutupi cakram M atahari selama gerhana. Sebagai contoh lihat gambar berikut ini : http://apod.gsfc.nasa.gov/apod/ap 030605.html

Perbedaan mendasar antara gerhana matahari total dan gerhana matahari cincin adalah orbit bulan yang menjauh menyebabkan cakram bulan berubah menjadi lebih kecil dari biasanya sehingga cakram bulan yan g seharusnya menutup seluruh cakram matahari tidak dapat menutup sepenuhnya maka terjadilah gerhana mat ahari cincin. Namun jika cakram bulan tidak menjauh dan dapat menutup seluruh cakram matahari maka terjadi lah gerhana matahari total.