Bintang

Bab 2

Ide Dasar:Matahari dan bintang-bintang

menggunakan reaksi fusi nuklir untuk mengubah materi menjadi energi. Bintang padam ketika bahan bakar

nuklirnya habis.

Garis Besar

• Nature Bintang

• Anatomi Bintang

• Keragaman Jenis Bintang

• Daur Hidup Bintang

Nature Bintang

Mengenal Bintang

• Astronomi– Sains tertua– Bintang menghiasi langit

malam– Terdistribusi dalam

konfigurasi yang tetap

Nature Bintang

• Fisis Bintang– Bola gas panas– Reaktor nuklir raksasa

Matahari terlihat sebagai sebuah bola gas yang berpijar. Dalam sistem tata surya, ukuran matahari jauh lebih besar daripada planet-planet yang mengelilinginya.

Nature Bintang

• Keberadaan bintang di langit berawal dan berakhir

Tidak semua bintang di langit muncul bersamaan. Semua bintang memiliki riwayat hidup, yang berarti ada kelahiran dan kematian. Pada gambar medan bintang di samping, terlihat bintang-bintang dari berbagai usia. Beberapa diantaranya ada yang baru lahir dan ada yang hampir habis masa hidupnya. Tapi kita tidak dapat melihat perubahannya secara langsung karena membutuhkan waktu yang jauh lebih panjang daripada skala hidup manusia.

Mempelajari Fisis Bintang Menggunakan Telescope

• Bintang mengemisi radiasi elektromagnetik

• Apa yang diukur?– Panjang gelombang (frekuensi) diukur dg

spektroskopi;

– Intensitas (Kecerlangan) diukur dg detektor;

– Posisi di langit diukur dg RA dan Dec telescope;

– Variasi pada ketiga besaran di atas terhadap waktu;

Teleskop

• Disain Optik– Pembias (menggunakan lensa)– Pemantul (menggunakan cermin)

• Jenis Pengamatan– Astrometri (posisi)– Fotometri (intensitas)– Spektroskopi (warna)

Teleskop

• Posisi– Landas Bumi– Landas angkasa

Pengamatan Astronomi dilakukan pada seluruh panjang gelombang. Pada beberapa panjang gelombang tertentu atmosfer bumi bersifat kedap. Pada daerah panjang gelombang tersebut, pengamatan harus dilakukan dari luar atmosfer Bumi.

Telescopes

Orbiting Observatories• Great Observatories

– Hubble Optic– Spitzer Infrared – Chandra X-Ray

Spektrum Bintang

Spektrum dari 7 bintang dengan kelas spektrum yang berbeda, yaitu O, B, A, F, G, K, dan M

Anatomi Bintang

Struktur Matahari

• Matahari adalah Bintang terdekat dari Bumi

• Struktur– Inti (16 juta K)– Zona radiatif– Zona konvektif– Photosfer (6000K)– Chromosphere– Corona

• Solar Wind– Aliran partikel

Matahari

• Interaksi Dengan Lingkungan Sekitar– Aliran partikel bermuatan

Salah satu bukti interaksi Matahari dengan lingkungan sekitarnya dapat dilihat pada aktifitas partikel bermuatan yang dipancarkan Matahari terhadap magnetosfer bumi dalam bentuk aurora.

Aurora: interaksi angin Matahari dan medan magnet Bumi

Sumber Energi Matahari: Fusi

• 3-tahap-fusi hydrogen:

P + P D + e+ + neutrino + energy D + P 3He + photon + energy3He + 3He 4He + 2protons + photon +

energy

Per reaksi menghasilkan: 30 MeV (10^-12J)

• Kala hidup: 11 milyard tahun • Kala hidup bintang terbatas:

bergantung pada kesediaan bahan bakar dan laju reaksi

Jenis Bintang

• Perbedaan– Massa– Warna– Kecerlangan

• Kecerlangan mutlak– Energy output

– Luminositas

• Kecerlangan tampak

• Umur

Warna, temperatur, dan panjang gelombang

Mass / MSun

Luminosity /

LSun

Effective Temp (K)

Radius

/RSun

Main sequence

lifespan

(years)

0.1 3×10^-3 2,900 0.16 2×10^12

0.5 0.03 3,800 0.6 2×10^11

0.75 0.3 5,000 0.8 3×10^10

1 1 6,000 1 1×10^10

1.5 5 7,000 1.4 2×10^9

3 60 11,000 2.5 2×10^8

5 600 17,000 3.8 7×10^7

10 10,000 22,000 5.6 2×10^7

15 17,000 28,000 6.8 1×10^7

25 80,000 35,000 8.7 7×10^6

60 790,000 44,500 15 3.4×10^6

MengukurJarak

Astronomis

Apakah obyek- obyek langit di image/citra jaraknya sama?

Menentukan Jarak Matahari Mengukur

JarakAstronomis

Diukur sudut max dan jarak Bumi-Venus.

Jarak Bumi-Matahari (1 AU) ditentukandengan trigonometri, rE = rEV / cos max

MengukurJarak

Astronomis

Paralax trigonometri: Perpindahan posisi terprojeksi bintang karena gerak tahunan Bumi mengelilingi Matahari

Menentukan Jarak Bintang (dekat)

1 AU = 150 jt km

Paralax Trigonometri

b covers an angle α2π r covers an angle 360°

maka 2π r / b = 360°/ α

jadi r = (360°/2 π α) b

MengukurJarak

AstronomisParalax trigonometri

Menentukan Jarak Bintang (dekat)

Sudut paralax, p, dinyatakan dengan arc seconds.d= 1 pc utk sdt paralx, p= 1 arcsec 1pc= 3,26 thn cahaya.

Bintang variabel Cepheid

Hubungan ketat antaraLuminositas dan Periode

variabilitas

MengukurJarakAstronomis

Diagram Hertzsprung-Russel • Tahapan Evolusi Bintang

– Main-sequence (Deret Utama)– Raksasa Merah– Katai Putih

Jalan Hidup Bintang

Lahirnya Bintang

Daerah Pembentukan Bintang pada Galaksi

Deret Utama dan Kematian Bintang• Bintang bermassa lebih kecil daripada Matahari

– Katai Coklat– Bisa berpendar selama 100 milyard tahun

• Tanpa ada perubahan signifikan pada ukuran, temperatur, energy output

Deret Utama dan Kematian Bintang

• Bintang seukuran Matahari– Pembakaran

hidrogen dengan laju cepat

• Meninggalkan Deret Utama

– Pembakaran Hidrogen

– Raksasa Merah– Mulai collapse– Katai Putih

Deret Utama dan Kematian Bintang• Bintang besar

– Collapse dan fusi berlanjut

– Inti besi terbentuk– Catastrophic collapse

• supernova

Bintang Neutron dan Pulsar• Bintang neutron

– Kecil tapi kerapatan tinggi– Rotasi sangat cepat– redup

• Pulsar– Special neutron star– Medan magnet kuat– Bentuk akhir bintang

setelah supernova

Black Holes

Hasil collapse bintang sangat besar– Gravitasi sangat kuat– Diketahui dari efeknya pada objek sekitar

OptikBintang sekitar Mengelilingi blackhole

X-rayAkresi materi sekitar

RadioJet materi

Kuis

1. Bagaimana menentukan jarak bintang (yang dekat)? Setelah diukur, paralax bintang Alpha Centauri sebesar 0,75. Berapa jarak bintang tsb.?

2. Apakah Black hole itu? Apakah kita bisa mengamati langsung Black hole? Kenapa?