2. TATA SURYATata surya adalah kumpulan benda langit yang terdiri atas sebuah bintang yang

disebut Matahari dan semua objek yang terikat oleh gaya gravitasinya. Objek-objek

tersebut termasuk anggota tata surya adalah delapan buah planet, satelit-satelit alam,

dan jutaan benda langit (meteor, asteroid, komet) lainnya.

2.1. MATAHARI

Matahari merupakan bintang yang terdekat dengan Bumi dan sekaligus

merupakan pusat tata surya. Jarak rata-rata Bumi dan Matahari adalah 150.000.000

km, dimana jarak ini dikenal sebagai satuan astronomi. Sinar matahari menempuh

waktu selama 8 menit untuk sampai ke Bumi. Pada inti matahari terjadi reaksi fusi

nuklir yang merubah hidrogen menjadi Helium. Energi yang dipancarkan oleh matahari

merupakan pusat sumber energi di tata surya.

31 | P a g e

Gambar 2.1. Lapisan Matahari

2.1.1. Lapisan Matahari

Lapisan matahari dapat dibedakan dalam dua bagian, yaitu bagian dalam (interior) dan

bagian luar (atmosfer). Lapisan interior dan lapisan atmosfer yang masing-masing

terbagi menjadi 3 bagian utama yaitu

Bagian Interior

Inti

Inti merupakan bagian yang paling dalam dari matahari. Suhu di lapisan ini

diperkirakan mencapai l6 juta K. Pada lapisan ini reaksi fusi dapat berlangsung.

Energi hasil reaksi fusi dipancarkan keluar secara radiasi.

Lapisan Radiasi

Lapisan Konveksi

Bagian Luar (atmosfer)

Fotosfer

Fotosfer merupakan permukaan matahari yang tebalnya sekitar 500 km. Lapisan ini

yang memancarkan cahaya sangat kuat sehingga disebut lapisan cahaya. Suhu di

fotosfer diperkirakan rata-rata 6.000 K. Lapisan ini terlihat dengan teleskop yang

dilengkapi penapis (filter) yang mengurangi intensitas cahaya matahari sampai

1/100000 kali.

Kromosfer

Kromosfer terletak antara ketinggian 500 – 2000 km. Di lapisan bawah (dekat

fotosfer), suhu kromosfer diperkirakan sekitar 4.000 K. Makin ke atas, suhu

kromosfer makin tinggi. Pada lapisan yang paling atas, suhu kromosfer

diperkirakan mencapai 10.000 K. Kromosfer dapat dilihat pada saat terjadi gerhana

matahari total. Selain itu juga dapat dilihat dengan penapis H-alpha atau Kalsium.

32 | P a g e

Korona

Korona merupakan lapisan matahari yang paling luar. Bentuk korona selalu

berubah-ubah. Tebal korona diperkirakan mencapai 2,5 juta km. Adapun suhunya

diperkirakan mencapai 1 juta K. Korona dapat diamati dengan teleskop yang

disebut koronagraf dan saat gerhana matahari total.

2.1.2. Bintik Matahari

Pada fotosfer matahari sering terlihat bintik-bintik berwarna hitam yang disebut

bintik matahari. Kemunculan bintik matahari ini menandakan aktifitas matahari.

Semakin banyak bintik matahari menandakan bahwa makin tinggi aktifitas matahari.

Bintik matahari selain berevolusi yaitu muncul dan hilang di permukaan juga

membesar, mengecil dan bergerak dari hari ke hari. Temperatur bintik matahari sekitar

4000 K atau lebih rendah dari sekelilingnya yang berkisar 6000 K. Oleh sebab itulah

bintik matahari tampak berwarna gelap.

Bintik matahari merupakan salah satu dari aktivitas magnetik. Kuat medan

magnetik pada bintik matahari mencapai 3000 gauss atau 10.000 kali lebih kuat dari

kuat medan magnetik bumi. Sebagai magnet, bintik matahari mempunyai kutub-kutub

magnetik dan selalu berkecenderungan untuk berkelompok dengan anggotanya yang

mempunyai polaritas berbeda.

2.1.3. Ledakan Matahari (Flare)

Ledakan matahari terjadi akibat energy yang tersimpan dalam medan magnetik

dilepaskan secara tiba-tiba dalam waktu yang singkat karena hubungan pendek medan

magnetik yang berbeda polaritasnya. Proses hubungan pendek terjadi pada lapisan

kromosfer atau korona. Ledakan matahari ini dapat mengganggu gelombang

komunikasi seperti radio, TV dan radar di Bumi serta mampu merusak satelit atau

stasiun angkasa yang tidak terlindungi.

33 | P a g e

2.1.4. Prominensa Dan Filamen

Prominensa merupakan fenomena magnetik yang teramati pada lapisan

kromosfer dan korona. Jika penampakannya pada tepi piringan disebut prominesa

sedangkan jika terletak pada piringan itu sendiri disebut filament. Panjang filament

dapat mencapai 520.000 km dan temperature kurang dari 10.000 K. Pada tahun 1954,

Horace dan Harold Babcock menentukan bahwa keberadaan filament ternyata

memisahkan daerah-daerah dengan polaritas medan magnetik yang berbeda.

2.1.5. Siklus Matahari

Siklus matahari pertama kali diperlihatkan oleh Heinrich Schwabe pada tahun

1843. Dalam satu siklus, piringan matahari menampakan jumlah bintik matahari yang

bervariasi. Saat fase maksimum jumlah bintik matahari dapat mencapai lebih dari 200.

Bilangan bintik matahari dihitung dengan perumusan R = k (10g + f), dimana g adalah

jumlah kelompok bintik matahari dan f adalah jumlah bintik matahari individu. Nilai k

merupakan faktor koreksi, umumnya mendekati nilai satuAntara puncak-puncak jumlah

maksimum bintik matahari mempunyai rentang waktu 9 – 13 tahun. Rata-rata panjang

siklus matahari adalah 11 tahun, sehingga dikenal dengan siklus bintk matahari 11

tahun.

2.1.6. Rotasi Matahari

Karena Matahari tidak berbentuk padat melainkan dalam bentuk plasma,

menyebabkan rotasinya lebih cepat di khatulistiwa daripada di kutub. Rotasi pada

wilayah khatulistiwanya adalah antara 25 hari dan 35 hari. Perbedaan rotasi antara di

kutub dan di katulistiwa matahari disebut rotasi diferensial.

2.1.7. Manfaat Matahari

Matahari merupakan sumber energi bagi Bumi. Energi yang sampai ke Bumi

dikenal sebagai konstanta matahari yaitu sebesar 1.370 watt/m2/detik.

34 | P a g e

Adapun beberapa manfaat matahari bagi Bumi adalah:

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-planet lainnya. Tanpa

matahari, sulit dibayangkan kalau akan ada kehidupan di bumi.

2.2. PLANET TERESTRIAL

Anggota planet terrestrial adalah Merkurius, Venus, Bumi dan Mars. Tabel berikut ini

memberikan beberapa data fisik planet terrestrial.

Tabel 2.1. Planet Terestrial

Merkurius Venus Bumi Mars

Massa (kg) 0,328 x 1024 4,87 x 1024 5,97 x 1024 0,639 x 1024

Radius (m) 0,244 x 107 6,052 x 107 6,378 x 107 0,339 x 107

Kerapatan (kg/m3) 5,400 5,200 5,500 3,900

Temperatur permukaan

rata-rata (K)

400 730 280 210

Albedo 0,06 0,65 0,37 0,15

Radius orbit (m) 57,9 x 109 108 x 109 150 x 109 228 x 109

Periode orbit (hari) 87,97 224,7 265,3 687,0

Inklinasi orbit (0) 7,00 3,39 0,00 1,85

Eksentrisitas orbit 0,206 0,007 0,017 0,093

Periode rotasi (hari) 58,65 243,02 1,00 1,03

Kemiringan sumbu rotasi (0) 2 177 23,5 25,2

35 | P a g e

Keterangan: Albedo merupakan sebuah besaran yang menggambarkan perbandingan

antara sinar matahari yang tiba di permukaan bumi dan yang dipantulkan kembali ke

angkasa dengan terjadi perubahan panjang gelombang (outgoing longwave radiation).

Perbedaan panjang gelombang antara yang datang dan yang dipantulkan dapat

dikaitkan dengan seberapa besar energi matahari yang diserap oleh permukaan bumi.

2.2.1 Merkurius

Telaah spektroskopik memperlihatkan atmosfet Merkurius sangat tipis, lebih

tipis dari atmosfer planet Mars. Gravitasi di permukaan Merkurius adalah sepertiga

gravitasi Bumi. Atmosfer terdiri atas atom-atom berat gas Natrium, Potassium. Atom-

atom itu berasal dari kerak planet yang terlepas. Tumbukan bertubi-tubi oleh benda-

benda luar yang menerjang permukaan planet mencerabut atom-atom ringan dan

berat dari kerak planet. Atom-atom ringan H dan He terlepas ke langit. Tersisalah atom-

atom berat seperti natrium potassium yang menjadi unsur penyusun atmosfer. Tidak

ada planet dalam tatasurya yang mempunyai atmosfer yang sangat jarang dan hampir

vakum, berisi atom-atom berat seperti Merkurius.

Permukaan planet Merkurius dipenuhi oleh batuan kasar, gelap berpori. Inti

planet yang berupa besi meliputi ¾ radius planet. Tercatat juga medan magnet lemah

yang hanya 1% medan bumi. Penemuan ini menunjuk ke inti planet yang cair. Tetapi

ketiadaan selubung magma yang melingkup inti besi, meyakinkan peneliti, masa lalu

planet yang mengalami terjangan dan tumbukan hebat berulang-ulang, sehingga

selubung mantel planet tercabut. Permukaan Merkurius memperlihatkan lapisan

serupa bulan yaitu memiliki banyak kawah. Suhu permukaan sebesar 4300 C pada sisi

matahari dan -1800 C pada sisi malam.

2.2.2 Venus

Venus adalah planet kedua dari Matahari. Setelah Matahari dan Bulan, Venus

adalah benda ketiga yang paling terang dilangit. Venus disebut bintang fajar, terbit di

36 | P a g e

timur saat matahari terbit (dinamakan Hesperus), sebagai bintang senja di barat, kala

matahari terbenam (dinamakan Phosphorus atau Lucifer). Kedudukan Venus, Bumi dan

Matahari menyebabkan Venus hanya terlihat 3 jam sebelum matahari terbit dan 3 jam

setelah matahari terbenam.

Dilihat dengan teleskop, planet menunjukan wajah fase-fase bulan, Venus saat

purnama selalu redup, sebab berada di sisi berlawanan Bumi, relative terhadap

Matahari. Kecerahan paling besar adalah magnitude -4,4 sama dengan 15 kali

kecerahan bintang paling terang di langit (Sirius).

Para astronom kerap menyatakan Venus saudara kembar bumi karena bila

ditinjau dari parameter fisika planet: massa, kerapatan, ukuran dan isi keduanya

berdekatan. Keduanya terbentuk dari kabut matahari di masa yang sama. Namun

kesamaan berakhir disitu. Venus berbeda dengan Bumi. Venus tidak memiliki lautan,

atmosfernya sangat tebal terdiri atas gas CO2; sedikitpun tidak ada uap air H2O.

Awannya berwarna merah berasal dari uap asam sulfur H2S. Dipermukaan planet,

tekanan atmosfer adalah 92 kali tekanan di bumi.

Suhu di Venus pun mematikan 4820C. Temperatur setinggi Venus diperoleh dari

proses rumah kaca (runaway greenhouse effect) oleh CO2 yang tiada putus. Sinar

matahari menembus atmosfer tebal 50 km memanasi muka planet; namun pancaran

inframerah yang dikembalikan oleh permukaan tertahan, tidak bisa keluar dari dalam

atmosfer. Sebab itu Venus menjadi lebih panas dari Merkurius.

Venus berotasi sangat lambat dalam arah retrograde, berlawanan arah rotasi

bumi barat ke timur. Permukaan Venus memperlihatkan keanehan fisik. Venus

dipenuhi pemandangan bukit-bukit bergelombang turun naik sejauh pandangan.

Secara geologis permukaan Venus lebih muda dari Mars, namun lebih tua dari Bumi.

Padang bergelombang itu terhalang oleh empat hamparan dataran tinggi seluas benua.

Satu di utara Ishtar Terra bersama pegunungan Maxwell menjulang 12 km dari tanah

dan di kiri (timur), tepat di ekuator menjurus ke selatan terpampang Aphrodite Teraa

37 | P a g e

10 km tingginya, didekatnya di tengah sedikit di atas Atia Regio dan di tepi kanan atas

(barat) terhampar Beta Regio 12 km.

Hipotesa menyebutkan lapisan litosfer yang berada di bawah kerak tidak

mampu menahan kenaikan suhu yang berasal dari pembangkitan radioaktifitas di

lapisan magma di bawah lithosphere. Akibatnya lithosphere retak dan membawa kerak

di atasnya ikut tenggelam ke dalam magma. Kejadian itu berlangsung di tempat-tempat

yang sebelumnya bukan areal perbukitan. Aktivitas vulkanik lokal terjadi di tempat-

tempat itu dan magma menyembul meremajakan seluruh permukaan dan menjadikan

perbukitan. Kini sedang diperdebatkan bagaimana aktifitas vulkanik Venus sekarang,

apakah jeda atau aktif ke fase peremajaan muka berikutnya. Jika manusia dapat

menyaksikan aktivitas vulkanik yang akan datang, aktivitas itu akan berlangsung

serentak meliputi antero permukaan planet, barangkali itulah salah satunya aktivitas

vulkanik skala global tiadak ada duanya di seluruh tatasurya.

2.2.3. Mars

Mars merupakan sebutan dewa perang Romawi, planet keempat di tatasurya,

warnanya merah dilangit karena permukaan regolith limonit. Regolit adalah sisa batuan

hancur berupa pasir mengandung senyawa silikat besi seperti karat yang disebut

limonit. Dua satelit Mars, Phobos dan Deimos adalah nama hewan peliharaan dewa

romawi Mars. Keduanya adalah batuan-batuan kecil gelap dipenuhi kawah,

kemungkinan asteroid yang terperangkap gravitasi Mars.

Inklinasi sumbu rotasi planet 25 derajat terhadap ekliptika. Jadi musim di Mars

sama dengan musim di Bumi; hanya panjang musim-musim tidak sama karena orbit

Mars lebih lonjong. Musim panas di belahan selatan 25 hari lebih singkat daripada di

belahan utara. Intensitas sinar matahari selama sethun di Mars berbeda. Di belahan

selatan cahaya lebih terik 40% daripada di utara, suhu mencapai 2500 K di permukaan.

Selama musim semi dan panas dibelahan selatan, badai topan debu teramati berupa

awan-awan kuning. Badai terbesar berlangsung berbulan-bulan meliputi seluruh

38 | P a g e

planet. Pernah berulang pada tahun 2001 setelah terjadi sekali di tahun 1971. Selama

tahun Mars berlangsung, terjadi badai-badai lokal yang kecil. Kadangkala terlihat awan

putih uap air terutama saat musim panas di belahan utara yang adalah saat Mars

terjauh dari Matahari. Karena atmosfer yang tipis saat itu adalah yang terdingin suhu

mencapai 1400 K

Teleskop Ruang Angkasa Hubble NASA adalah salah satu teleskop yang

membuka pandangan paling tajam mengenai Mars dari Bumi. Para astronom

memakainya untuk meneliti susunan permukaan dan mengawasi cuaca planet. Hubble

memperlihatkan citra badai debu lokal dan global, system awan uap air dingin

berwujud spiral raksasa. Perubahan tanda-tanda gelap terang di permukaan yang

berlangsung terus sejak citra planet pertama kali terekam di tahun 70-an. Teropong

juga mengukur spectrum dan mengungkapkan kimiawi atmosfer serta sifat-sifat es dan

mineral di permukaan. Melalui gambar-gambar dan data-data, para astronom

menentukan planet Mars umumnya lebih dingin dan lebih jernih saat jauh dari

matahari dan berubah panas berdebu pada saat mendekati matahari. Terdapat pola

iklim rentang panjang di Mars, serupa di bumi. Satu kali para ilmuwan akan dapat

meramal perubahan iklim dan cuaca di Mars. Bidang ilmu Meteo-areo-rologi akan lahir

dan bermula di Mars di masa depan.

Berdasarkan pengukuran medan gravitasi oleh pesawat, bagian dalam Mars

terdiri atas kerak, selubung mantel magma dan inti serupa bumi. Prosentase masing-

masing belum dipastikan. Mars mempunyai kerak lebih tebal dari bumi. Di dasar

gunung Tharsis yang adalah daerah vulkanik di belahan utara, kerak sangat tebal

mencapai 130 km.

Inti Mars berukuran sangat besar. Dari telaah medan magnet bumi dan inti

bumi, diketahui gerak batuan cair di bumi menimbulkan medan magnet, tetapi semua

itu tidak terjadi mars. Kesimpulan adalah inti di pusat mars padat. Jika dahulu pernah

ada medan magnet di Mars berarti inti pernah dalam fase cair.

39 | P a g e

2.3. PLANET JOVIAN

Anggota planet Jovian adalah Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus. Tabel berikut ini

memperlihatkan data fisik tentang planet Jovian

Tabel 2.2. Planet Jovian

Jupiter Saturnus Uranus Neptunus

Massa (kg) 1,9 x 1027 5,7 x 1026 0,87 x 1026 1,0 x 1026

Radius (m) 143 x 106 121 x 106 51 x 106 50 x 106

Kerapatan (kg/m3) 1.300 700 1.300 1.600

Albedo 0,52 0,47 0,51 0,41

Radius orbit (m) 0,778 x 1012 1,43 x 1012 2,87 x 1012 4,50 x 1012

Periode orbit (tahun) 11,86 29,46 84,01 164,8

Inklinasi orbit (0) 1,31 2,49 0,77 1,77

Eksentrisitas orbit 0,048 0,056 0,046 0,010

Periode rotasi (hari) 0,41 0,44 0,72 0,67

Kemiringan sumbu rotasi (0) 3,1 26,7 97,9 28,3

2.3.1. Jupiter

Jupiter adalah planet kelima dari matahari, terbesar di tata surya. Benda langit

ke empat paling terang dilangit setelah Matahari, Bulan, dan Venus. Jupiter bahkan 31

kali lebih terang dari bintang Sirius. Berbeda dengan planet dalam yang merupakan

batuan, Jupiter adalah sebuah bola gas padat dan tidak mempunyai permukaan padat.

Inti Jupiter berisi mineral yang membentuk batuan seperti inti komet, tetapi itu hanya

kurang dari 5% massa planet. Medan gravitasi di puncak atmosfer 2,5 kali gravitasi

bumi. Begitu cepatnya planet berputar sehingga tepat di kedua kutub. Rendahnya

kepadatan Jupiter menandakan bahwa planet ini hanya terdiri atas unsur-unsur ringan,

yaitu Hidrogen dan Helium.

40 | P a g e

Dipermukaan Jupiter ditemukan angin luar biasa kuat, tetapi tidak menemukan

molekul air di dalam atmosfernya. Pada lapisan atas atmosfer ditemukan campuran gas

Hydrogen, Helium, Amoniak, Metana, dan uap air setebal 1000 km. Di bawahnya,

tekanan sangat besar dan atmosfer sangat panas. Tekanan besar menyebabkan atom-

atom H dan He tidak lagi bersifat gas, tetapi menjadi cairan yang disebut superkritis.

Cairan superkritis itu bersifat seperti gas dan juga bersifat cairan. Zona superkritis itu

berada pada kedalaman 20.000 sampai 30.000 km di dalam Jupiter. Itu sama dengan ¼

sampai 1/3 radius Yupiter.

Dilihat dari jauh, Jupiter memperlihatkan alur-alur pita horizontal. Pita-pita itu

adalah lapisan awan yang digerakkan angin yang sangat kuat. Di perbatasan pita-pita

itu bertiup angin dengan arah berlawanan. Angin yang dipakai dalam pelayaran di bumi

menunjukan kemiripan serupa hanya di Jupiter lebih kuat dan stabil. Angin terkuat

berada di lintang rendah 110 setiap 24 jam. Pada lintang yang tinggi, awan bergantian

bergerak ke barat dan ke timur sesuai struktur pita-pita di atmosfer. Pergerakan awan

menunjukan kecepatan 600 km/jam di lintang rendah dan berkurang sampai 10

km/jam di lintang tinggi.

Badai-badai besar dan kuat selalu terjadi tiba-tiba. Jika badai kuat di Bumi

ditimbulkan oleh pemanansan matahari di atmosfer, maka badai di Jupiter ditimbulkan

oleh gelembung gas panas yang mengalir kepermukaan dari bagian dalam planet.

Gelembung-gelembung membawa panas dan membuat pusaran akibat angin yang

bertiup dari dua arah yang berlawanan. Karena tidak menjumpai massa daratan dan

tidak bisa bergerak ke utara maupun ke selatan, badai itu menelan badai-badai kecil

lain yang terbentuk. Rentang waktu berlangsung badai sampai berminggu-minggu.

Badai Jupiter yang sangat terkenal adalah bintik merah besar yang telah

berlangsung berabad-abad tiada putus (catatan: bintik merah itu kini menghilang dan

dilaporkan oleh seorang amatir astronom pada tahun 2010). Bintik merah yang sangat

besar itu melanda muka planet sampai seluas 3 buah bumi. Laporan mengenai bintik

merah datang pertama kali dari fisikawan Robert Hooke tahun 1664. Tidak ada yang

41 | P a g e

tahu apa penyebab bintik merah itu. Dari pergerakannya saja tenaga seperti datang

dari bagian atmosfer atas sambil menyerap energi badai-badai yang lebih kecil. Tidak

terlihat kaitan dengan sumber energi dari bawah karena gerakannya terus menuju

kearah barat tidak beraturan. Warna merah bintik berasal dari sulfur atau fosfor yang

menyerap sinar ultraviolet, ungu dan biru.

Pada tahun 1994 komet Shoemaker-Levy 9 membentur atmosfer Jupiter. Komet

terbelah dalam belasan keeping oleh gaya pasang gravitasi planet. Kepingan menabrak

bagian atas atmosfer dengan kecepatan sampai 216.000 km/jam. Tumbukan yang

terjadi melepaskan ledakan hebat di stratosfer planet. Satu menit setelah memasuki

atmosfer atas, sebuah ledakan sekunder melontarkan materi awan yang segera

mengembang cepat setinggi 3000 km. Material itu lalu jatuh berdentam ke lapisan di

bawah menimbulkan gelombang tsunami susulan dan melepas tenaga bakar ke

lingkungan sekitarnya sampai radius beribu-ribu kilometer. Lingkungan yang tadinya

bersuhu sangat dingin -1000C langsung naik sampai 7000C. Lapisan hancur itu

mendingin, berwarna gelap pekat kemudian tenggelam ke lapisan bawah,

menimbulkan gelombang tsunami yang ketiga kali. Angin kencang kemudian menyapu

dan menggulung semua yang tersisa sehingga tak berbekas setelah beberapa bulan.

Siapapun tidak akan pernah tahu bahwa pernah terjadi kiamat.

2.3.2. Saturnus

Saturnus adalah planet keenam dari matahari dan kedua terbesar ditatasurya.

Pada tahun 1655, Huygens menulis surat berserial dalam kode latin. Kode itu jika ditata

berbunyi “ia dilingkari oleh cincin tipis, sedikitpun tiada bersentuhan, miring terhadap

ekliptika” Cincin-cincin itu sesuai penemunya ditandai dari arah dalam ke luar: cincin D,

C, B, A, F, G dan E. Kini, cincin-cincin itu melebihi 100.000 buah mengorbit planet.

Dari bumi, Saturnus bersinar kuning. Di dalam teleskop tampak segera cincin A

dan B. Dalam kondisi cuaca optimum: cincin D dan E. Teleskop landas bumi yang peka

42 | P a g e

bisa menemukan 9 satelit. Di planet Saturnus, tanda-tanda atmosfer terlihat berupa

pita-pita alur berwarna pucat putih sejajar ekuator.

Pusat Saturnus adalah inti batuan dan bertemperatur tinggi ditaksir 15.0000C.

Baik Jupiter maupun Saturnus masih terus mencari kesetimbangan gravitasi melalui

mengerut. Pengerutan menimbulkan pemancaran panas 3 kali lebih besar dari panas

yang diterima dari matahari. Keadaan itu membangkitkan pusaran-pusaran badai di

atmosfer bagian atas.

Atmosfer Saturnus mengandung Hydrogen (88%), Helium (11%) dan sejumlah

kecil Metana, Amoniak, Kristal Amoniak dan gas-gas lain seperti Etana, Acetylene, dan

Phosphin. Permukaan Saturnus menunjukan pusaran dan gulungan awan di dalam

kabut jauh yang lebih tebal dari Yupiter. Kabut yang lebih tebal menunjukan suhu di

Saturnus yang lebih rendah. Di puncak awan suhu -1760C, 27 derajat lebih rendah

daripada Jupiter.

2.3.3. Uranus

Uranus mempunyai inti batuan dan diselubungi lautan air bercampur mineral

yang menjadi susuan utama inti batuan. Lautan bertemu atmosfer yang terdiri atas

hydrogen, helium dan metahna. Uranus mempunyai 10 cincin dan 21 satelit.

Uranus pertama kali ditemukan dengan teleskop oleh Sir William Herschel

tahun 1781. Herschel kebetulan melihat perubahan kedudukannya di rasi Gemini. Ia

melaporkan ke British Royal Society sebagai komet. Sebelumnya, sejak 1690, orang

telah lama memperhatikannya, tetapi menganggapnya bintang.

Uranus berotasi sangat cepat menyebabkan pepat dikedua kutubnya. Diameter

di ekuator lebih panjang 2% (500 km) daripada sepanjang kutub. Sumbu rotasi Uranus,

miring 980 terhadap bidang orbit menyebabkan satu kutub planet selalu mengarah ke

matahari selama 42 tahun dan setengah orbit berikutnya kutub yang lain. Jadi matahari

selalu berada di kutub dan tidak terbenam setelah 42 tahun. Yang mengherankan

43 | P a g e

adalah selama masa itu tidak terjadi perbedaan suhu yang besar diantara kedua kutub.

Suhu rata-rata di atmosfer -2120C. Keseragaman suhu menunjukan bahwa panas di

rambatkan sangat efisien dan mudah menjalar keseluruh bagian planet dimanapun.

Meskipun Uranus adalah planet Yovian, ia lebih kecil dan mempunyai komposisi

kimia berbeda. Saturnus dan Yupiter terdiri atas H dan He, sedangkan Uranus

menangkap lebih banyak molekul air. Karena air lebih berat dari H dan He, Uranus jadi

lebih kompak. Dengan massa Uranus yang diketahui sekarang, jika air diganti H dan He,

maka Uranus akan lebih besar dari Yupiter dan menjadi lebih renggang.

Lautan cair yang menjadi isi planet begitu besar dan terlihat sebagai air

bercampur silikat, magnesium, senyawa nitrogen dan hidrokarbon. Suhu lautan sangat

panas 6.6500C. Di bumi, air menguap pada 1000C, namun lautan di Uranus tetap cair,

karena tekanan di dalam Uranus 5 juta kali lebih kuat dari tekanan di bumi. Kekuatan

tekanan itu mencegah molekul air tercerai menjadi uap.

Atmosfer berisi H, He dan sedikit methane, merentang sampai 5.000 km di atas

lautan. Angin bertiup sejajar ekuator, bergerak pada arah yang sama dengan rotasi

planet di lintang tinggi dan berlawanan di lintang rendah. Angin itulah yang menjadikan

pola pita-pita lajur yang terlihat sejajar ekuator. Cahaya memantul biru-hijau, karena

serapan methane di atmosfer merah dan oranye. Uranus berbeda dengan planet

Yovian lain, sedikit memancar panas dari dalam planet. Pusat Uranus diperkirakan

terdiri atas inti batuan berukuran lebih kecil dari inti bumi. Berjejari 2.000 km dan

bersuhu 6.6500C, oleh tekanan yang sangat besar dari air pada inti batuan.

2.3.4. Neptunus

Orbit Pluto yang sangat lonjong menyebabkan pada waktu tertentu memotong

orbit Neptunus. Setiap 248 tahun, Pluto masuk kedalam orbit Neptunus dan berada

disana selama 20 tahun. Pada masa-masa itulah, Neptunus menjadi planet paling jauh

44 | P a g e

di tepi tatasurya. Kejadian itu pernah berlangsung di tahun 1979 dan berakhir sampai

tahun 1999.

Atmosfer Neptunus sangat aktif. Angin dengan kecepatan 2.000 km/jam bertiup

searah lintang planet. Semakin ke lintang tinggi dan ke kutub semakin kuat. Badai besar

ditimbulkan oleh panas yang keluar dari bagian dalam planet dan menambahkan

kecepatan angin di atmosfer sampai lebih dari 1.000 km/jam. Neptunus adalah planet

yang memiliki angin tercepat di tatasurya.

Dengan mempergunakan Hubble (TRAH = Teropong Ruang Angkasa Hubble),

para astronom mengamati berbagai badai bergaris tengah ribuan km di atmosfer

Neptunus. Badai-badai tampak berupa bintik-bintik hitam selama beberapa bulan lalu

menghilang. Badai terbesar adalah Bintik Gelap Besar, di belahan selatan. Bintik Gelap

Besar itu sudah menghilang. Kemungkinan badai itu tertutup oleh tanda-tanda

atmosfer yang lain. Sampai saat ini para ilmuwan belum bisa menjelaskan bagaimana

badai besar itu bisa terbentuk dan terjadi dari bahan apa, partikel methan terkait

dengan bahan pembentuk badai itu. Atmosfer Neptunus tercatat sangat aktif den

banyak hal belum diketahui sampai sekarang.

Para astronomo menyimpulkan bahwa pusat Neptunus berisi inti batuan

sebesar Bumi (garistengah Bumi 12.756 km) terdiri dari besi dan silicon. Inti Neptunus

dibandingkan jejari planet 24.766 km sangat kecil. Inti diliputi lautan air yang

bercampur bahan batuan membentang 5000 km ke permukaan dan bersambung

dengan atmosfer tebal berupa gas H, He dan 3% metana dan amoniak. Keberadaan

lautan di bagian dalam planet sangat tepat semasa Leverrier mengusulkan nama

Neptunus sesuai dewa lautan mitologi Yunani dan Romawi. Pada massa pembentukan

planet, komet yang ada di tepi tatasurya membawa air beku dan batuan ke planet.

Planet tumbuh besar, tekanan dan suhu di dalam planet juga bertambah. Air beku

mencair memanas sampai 47000C. Lautan tidak berubah menjadi uap sebab tekanan

begitu kuat beberapa juta kali tekanan di Bumi. Tekanan besar itulah menahan

molekul-molekul cairan tidak lepas memisah menjadi uap.

45 | P a g e

Cahaya dipantulkan atmosfer Neptunus yang tebal itu bewarna biru, sebab

Metana di atmosfer menyerap gelombang merah dan jingga/oranye tetapi

menghamburkan cahaya biru. Pada tahun 1988 ditemukan molekul Metil (CH3) yang

dapat bereaksi sesamanya menjadi Etana (C2H6), gas yang mudah terbakar dan tidak

berwarna. Metil menunjukan bahwa di dalam Neptunus terdapat Metana (CH4), di

hipotesiskan sistem badai yang ada di Neptunus melontarkan methan ke bagian atas

atmosfer. Oleh matahari Metana diubah menjadi Metil. Penemuan adanya unsur

hidrokarbon radikal seperti Metil menyadarkan manusia betapa kelimpahan

sumberdaya energi yang sangat besar tersimpan di tatasurya. Kelak bahan itu akan

sangat berguna untuk bahan bakar pesawat penjelajah ruang angkasa

Neptunus memancarkan 2,7 kali energi yang diserap dari matahari. Neptunus

masih terus mencari keseimbangan gravitasi dengan mengerut. Dari energi yang

dipancarkan, para astronom dapat memperkirakan berapa temperatur Neptunus di

pusat. Suhu itu sama dengan 51490C, sama panas dengan fotosfer matahari.

2.4. PLUTO, ERIS DAN SABUK KUIPER

Sabuk Kuiper adalah kawasan yang berada di luar orbit planet Neptunus yang

belum banyak diamati. Kawasan itu meliputi rentang tatasurya mulai dari orbit planet

Neptunus pada jarak 30 sampai 50 SA dari matahari. Semua benda-benda langit di

dalam Sabuk Kuiper bersama anggota lain yang sudah tersebar keluar zona tersebut,

secara kolektif disebut benda-benda Trans Neptunus Objects atau TNO.

Ada pengaruh medan gravitasi Neptunus terhadap penyebaran benda-benda di

Sabuk Kuiper. Pada jarak 48 SA, orbit benda-benda akan tepat dua kali periode

Neptunus, dikenal resonansi orbit 2:1. Di dalam rentang perbandingan periode orbit itu

ada kesetimbangan resonansi tempuhan. Artinya untuk benda-benda yang mengorbit

dengan periode lebih panjang mengelilingi matahari akan cenderung mengorbit ke

periode resonansi 2:1 terhadap Neptunus. Maka populasi benda-benda pada jarak 48

SA akan menurun secara tiba-tiba semakin jauh dari batas jarak itu. Efek pasang dari

46 | P a g e

Neptunus mempercepat orbit benda-benda yang jauh sehingga mereka cenderung

mendekat ke matahari. Masih diperlukan banyak pengamatan di masa depan untuk

menentukan kebenaran pemahaman tersebut.

Pada tahun 1951, astronom Belanda, Gerald Kuiper menelusuri pendapat-

pendapat beberapa astronom, Leonard dan Edgeworth yang masing-masing pada

tahun 1930 dan 1943 juga sampai pada penyimpulan akan keberadaan sebuah kawasan

hipotesis berupa semacam sabuk asteroid di luar orbit Neptunus. Kuiper bekerja lebih

jauh dan membuat hipotesa berdasarkan pengamatan mengenai orbit komet-komet

yang ber-elips lonjong. Sudah lama diamati komet-komet berperiode pendek, kurang

dari 200 tahun seperti Halley yang kini pecah, mengorbit dalam elips sangat lonjong

dan selalu berupa pendatang baru. Dapat dikatakan hampir satu atau dua komet dalam

sebulan, bumi kedatangan komet periode pendek. Kuiper mengatakan terdapat sebuah

sumber komet di kawasan dekat tatasurya yang tidak habis di luar orbit Neptunus.

Sejak 1992 sudah lebih dari 800 TNO ditemukan di Sabuk Kuiper. Yang terbesar

daripadanya adalah Pluto, Charon dan Eris. Pada tahun 2002 ditemukan Quaoar yang

separuh Pluto bahkan lebih besar dari asteroid Cers. Setahun kemudian ditemukan

Sedna, planet kerdil berwarna merah, bergaris tengah di antara Pluto dan Qoaoar.

Sebelumnya sudah ditemukan Ixion (di tahun 2001), Varuna (di tahun 2000), Santa dan

2005FY9 (di tahun 2005). Para ilmuwan mulai mempertanyakan apa sesungguhnya

sebuah “planet” itu, bagaimanakah definisi atau batasannya? Maka pada tanggal 24

Agustus 2006, keluarlah resolusi 5A oleh International Astronomical Union mengenai

definisi sebuah “planet” pertama kalinya. Jika istilah “Planet” selama ini hanyalah

bermakna cultural Yunani, yang berarti “Pengembara” untuk objek langit bersinar yang

berpindah-pindah, kini penemuan-penemuan di tahun-tahun terakhir membutuhkan

pemikiran kembali akan keperluan sebuah definisi baru mengenai “Planet” yang secara

fisikal akan unik. Resolusi 5A IAU tersebut berbunyi sebagai berikut:

Resolusi 5A: Untuk semua benda-benda tatasurya kecuali satelit-satelit

47 | P a g e

1. Planet adalah sebuah benda langit yang:

a. Mengelilingi matahari

b. Memiliki massa yang cukup untuk menghasilkan gaya gravitasi diri,

mengimbangi gaya benda tegar sehingga terjadi keseimbangan hidrostatik

(bentuk hampir bulat). Umumnya diterapkan pada benda-benda yang memiliki

massa lebih dari 5.1020 kg dan diameter lebih dari 800 km.

c. Memiliki orbit yang tidak memotong orbit planet lain.

2. Planet kerdil (istilah Planet Minor tidak dipakai lagi) adalah benda langit yang:

a. Mengelilingi matahari

b. Memiliki massa yang cukup besar untuk menghasilkan gaya gravitasi sendiri,

berwujud benda tegar yang bentuknya mendekati bulat

c. Orbitnya memotong orbit benda tata surya yang lain

d. Bukan satelit dari sebuah planet

Contoh: Pluto, Sedna, Ceres, Xena, dan Objek Sabuk Kuiper lainnya

3. Benda kecil di Tata surya adalah objek-objek lain kecuali satelit dan satelit buatan

yang mengelilingi matahari

Contoh: Komet, Asteroid, Obyek Dekan Bumi (NEO = Near Earth Objects), Obyek

Dekat Mars (NMO = Near Mars Objects), Object Dekat Yupiter (NJO = Near Jupiter

Objects), Trans-Neptunian, Trojan Asteroid

Resolusi 6A: Pluto adalah planet kerdil dan anggota kelompok baru yang disebut Trans

Neptunian Objects.

Berdasarkan definisi daiatas, kesimpulan akhir diambil lewat voting dengan hasil;

Pluto bukan Planet ke-9 dari tata Surya, tetapi adalah planet kerdil.

Penjelasan resolusi planet Pluto

48 | P a g e

I. Perubahan definisi Pluto tidak lagi sebagai planet adalah karena Pluto tidak

memenuhi criteria resolusi no 5A, pasal 1c, yaitu orbit Pluto yang memotong orbit

planet Neptunus

II. Mengapa bari saat ini dibahas dan menunggu 76 tahun setelah Pluto ditemukan

oleh Clyde Tombaugh pada tahun 1930?

Karena saat itu belum dapat ditentukan dengan teliti besar jari-jari dan massa

Pluto dan belum pula ditemukan objek-objek lain yang serupa Pluto pada jarak

yang sama atau lebih jauh darinya

Secara sederhana dapat disimpulkan, planet adalah benda langit dengan sifat sebagai

berikut:

Orbit mengelilingi matahari

Massa lebih besar dari 1020 kg, berbentuk bulat

Diameter lebih besar dari 800 km

Orbit tidak berpotongan

Hal-hal yang pokok untuk mengingat Pluto terutama orde besaran yang patut

diperhatikan sebagai sebuah benda Sabuk Kuiper yang paling dekat ke matahari.

Pertama mengenai jarak rata-rata Pluto dari matahari 39,53 SA. Jarak terjauh 50,30 SA

dan terdekat 29,65 SA. Orbit planet yang lonjong itu membawa planet pada jarak

terdekat 4,4 milyar kilometer dari matahari dan pada jarak terjauh 7,3 milyar kilometer.

Pluto memiliki eksentrisitas sebesar 0,25 dan kemiringan orbit 17,150, Pluto

memotong orbit Neptunus. Bidang ekuator Pluto sangat miring terhadap bidang

orbitnya yakni 122,520, dengan kata lain planet itu sumbunya hampir rebah di ekliptika

sambil berotasi dengan 6,39 hari dan berevolusi 248,54 tahun. Massanya yang kecil

1,29 x 1022 kg dengan ukuran garis tengah 2320 km mudah melepaskan sebuah

pesawat ataupun atom yang bisa bergerak 4392 km/jam. Percepatan gravitasi 0,4 m/s 2

membuat benda seberat 100 kg di bumi hanya 4 kg di Pluto. Suhu -2290K dan tekanan

atmosfernya nol. Atmosfer Pluto dalam keadaan “collapse” alias membeku

49 | P a g e

dipermukaan. Atmosfer jika menguap terdiri atas methan, sedang nitrogen

kemungkinan dijumpai dalam keadaan beku. Kecepatan angin belum dapat dijangkau

teknologi masa kini.

Penemuan Eris meyakinkan bahwa planet-planet kerdil lainnya pun akan

datang. Jika Bumi dapat menampung 159 buah Pluto, dan sebuah planet ke-X sebesar

Yovian yang dapat menampung 100 atau 1000 buah bumi ditengarai sebagai penyebab

gangguan gerak Neptunus dicari-cari dan tidak pernah ditemukan, maka dapat

dipastikan kumpulan benda-benda semacam Pluto adalah jawabannya. Diperlukan

beratus ribu benda-benda semacam Pluto untuk menggantikan satu planet X.

Kenyataan kemudian memperlihatkan bahwa hanya berdasarkan hukum gravitasi saja,

orang akan menemukan bahwa tatanan benda-benda kecil semacam Pluto lah yang

dipilih dalam proses pembentukan sebuah system keplanetan, dan bukan perwujudan

sebuah planet X. Hal ini dikarenakan di dalam sekwen kelahiran alamiah sebuah system

keplanetan yang gravitatif tatanan yang mewujud sebagai Sabuk Kuiper lah yang

dijumpai terbentuk sebagai hasil sisa sebuah proses kondensasi.

2.5. AKTIVITAS VULKANIK PLANET

Banyak planet dan beberapa satelit menunjukan aktivitas vulkanik dimassa lalu,

namun hanya Bumi dan Io (satelit Jupiter) yang diketahui aktif sampai saat ini. Di bumi,

salah satu aktivitas vulkanik adalah erupsi vulkanik yang mampu mengubah total

topografi muka planet. Kemudian ciri-ciri permukaan lama tertutup oleh materi erupsi;

bahkan susunan kimiawi kerak planet pun berubah. Erupsi hebat mengubah cuaca dan

iklim, bahkan menghasilkan atmosfer baru. Secara total planet berwajah baru, sehingga

secara planetologis lapisan itu digolongkan sebagai lapisan muda.

Bumi adalah planet vulkanik utama. Aktivitas vulkanik segera dikenali dari

keberadaan materi panas yang keluar berupa magma. Magma adalah batuan meleleh

akibat panas yang hebat. Lava adalah magma yang mengeras.

50 | P a g e

Panas, berasal dari tiga sumber:

1. Panas hasil akresi sewaktu planet-planet terbentuk

2. Panas hasil interaksi gaya pasang surut antara dua benda langit

3. Panas dari zat radioaktif di dalam planet

Peristiwa vulkanis terjadi sewaktu magma cair di bawah litosfer (lapisan batuan

bawah kerak) mengapung di antara celah batuan padat di litosfer. Magma mendesak

keluar di bagian kerak planet yang tipis. Biasanya terjadi di perbatasan dua lempengan

tektonik. Disana terdapat celah-celah dan cerobong kerak hasil tekanan dua lempeng

tektonik yang bertabrakan. Puncak-puncak gunung di Bukit Barisan di pulau Sumatra

atau rantai pegunungan di Hawai adalah cerobong-cerobong dimana magma bisa

mendesak keluar. Sewaktu magma dekat dengan kerak, terbentuk gelembung gas dari

tekanan batuan yang melemah semakin dekat ke permukaan. Gelembung gas yang

bertekanan kuat di dekat cerobong meletus dan terjadi erupsi. Di Bumi, gas yang

dierupsi 70-95% adalah uap air H2O sebagai unsur utama. Disusul gas lain: CO2, SO2

atau H2S, lalu dalam jumlah kecil: N, H, CO, S dan Cl. Berbeda dengan di satelit

Yupuiter: Io bukan H2O dilepas tetapi SO2 bahkan S meleleh.

Selain erupsi, tanda-tanda aktivitas vuklanik lain adalah: semburan gas dan uap

melalui cerobong kerak, disebut fumarol. Air tanah di Bumi dipanasi magma dan

fumarol menghasilkan geyser atau sumber air panas seperti di Ciater, Garut, Jabar. Di

salah satu bulan planet Yupiter, Europa, pesawat Galileo NASA menemukan bekas

geyser-geyser air tanah, sehingga terbuka spekulasi keberadaan bentuk kehidupan

awal di Europa. Sebaliknya di Triton, satelit Neptunus, diamati bekas-bekas geyser

Namun, belum dapat dipastikan bahwa di kedua satelit tersebut aktivitas vulkanik

masih bekerja.

Keempat planet Yovian adalah gas, beratmosfer tebal, tidak memperlihatkan

tanda permukaan padat. Sementara benda-benda kecil, planet terestria, asteroid,

satelit-satelit dan komet-komet menunjukan permukaan padat berbatu meliputi es.

51 | P a g e

Beberapa planet satelit seluruh permukaannya hampir terkelupas oleh kawah-kawah

tumbukan (Bulan, Merkurius, Mimas). Yang lain sedikit atau samasekali tidak

menunjukkan bekas tumbukan (Io, Europa, Bumi).

Oleh kegiatan vulkanik masa lalu, aneka bentuk dan ukuran kepundan gunung

api terjadi di venus, Bumi dan Mars. Hamparan lava berupa danau lava yang luas

mengeras di permukaan Bulan, seperti Maria Imbrium. Batu-batu Apollo dan Luna dari

tempat itu memperlihatkan bahwa antara 3,1 sampai 3,9 milyar tahun lalu, pernah

aktivitas vulkanik melanda kawasan itu. Aktivitas terjadi selepas tumbukan sangat

hebat membentuk Imbrium Basin. Magma keluar di celah-celah tebing yang melingkar

dan mengalir ke dasar kawah. Setelah diperiksa materi maria mengandung gelas yang

kaya dengan mineral berat besi, titanium dan magnesium. Retakan berkilo-kilometer

terjadi di bawah permukaan bulan tempat magma keluar.

Orang menduga kejadian serupa terjadi dii Merkurius seusai pembentukan

Caloris Basin yang menyerupai Maria Imbrium. Kenyataan tidak. Sebab di Merkurius

tidak ada mineral berat semacam di Bulan. Lapisan magma Merkurius berada dekat di

permukaan. Sewaktu tumbukan besar, lapisan magma muncrat keluar dan kerak

planet mendidih dalam magma panas. Unsur berat tenggelam ke pusat planet

menyisakan kerak unsur ringan yang mendingin melalui pemancaran.

2.6. FISIKA ATMOSFER PLANET

Para ilmuwan meyakini bahwa atmosfer planet terestria bukan atmosfer awal

(atmosfer primordial), melainkan atmosfer skunder. Unsur-unsur yang ditemukan

sudah berbeda kelimpahannya dengan unsur-unsur atmosfer Jovian yang mempunyai

kelimpahan seperti matahari

Kelimpahan unsur planet Jovian terutama H, He sedikit C, O, N dan S dalam

bentuk senyawa CH4, H2O, NH3, dan H2S. Hal itu kontras dengan atmosfer terstria dan

satelit-satelit yang banyak mengandung CO2, N2, O2, H2O dan SO2. Perbedaan pokok

52 | P a g e

Jovian-Terestria adalah besarnya medan gravitasi yang ada di dalam masing-masing

kelompok. Planet Yovian bergravitasi besar terus menerus mengakresi H dan He yang

berupa gas. Sementara planet terestria terus kehilangan H dan He.

Menurut perkiraan: jika atmosfer planet terestria adalah atmosfer awal

(primordial), maka atmosfer akan mempunyai susunan kimiawi yang sama dengan

matahari. Pada masa-masa awal tatasurya, atmosfer planet terestria sama denga

planet Jovian dan sama dengan atmosfer matahari. Kemudian, karena kehilangan H dan

He yang lepas dari atmosfer terestria (Mars, Merkurius), menyebabkan unsur yang

tertinggal melimpah, yakni: CO2 (63%), Ne (10%), N2 (10%), fragmen kecil C, O, S (4%)

ditambah kelimpahan gas mulia: Ne, Ar, Kr, dan Xe.

Kenyataan menunjukan: kelimpahan yang ditemui di planet terestria amat

berbeda dengan apa yang diperkirakan. Contoh: Di atmosfer terestria di temukan

unsure Neon Ne, kecil sekali kelimpahannya , 1/100 yang di matahari. Ar, Kr, dan Xe

hadir, tetapi kelimpahannya 1/60 matahari. Mengapa begitu? Apakah karena gas mulia

itu lepas dari planet terstria sehingga kelimpahan berkurang? Atau bereaksi dengan

kerak planet? Semua tidak! Kelompok gas-gas mulia yang kecil itu tidak bisa lepas dari

atmosfer, karena berat bergerak. Mereka juga tidak bereaksi dengan kerak planet-

planet terstria, karena tidak mudah bersenyawa. Walaupun ada panas dari proses-

proses thermik di permukaan planet (efek rumah kaca dll), tetap saja energi tidak

cukup menggerakkan atom-atom berat ke luar atmosfer ataupun bersenyawa.

Kesimpulan: atom-atom berat pernah hadir dalam kelimpahan asal, tetapi

kemudian kehilangan atom-atom itu oleh kehancuran atmosfer primordial akibat

peoses olah ganti atmosfer yang baru. Penyebabnya adalah aktivitas vulkanik atau

tabrakan hebat dengan asteroid atau komet disusul dengan proses kimiawi yang terjadi

antara atmosfer dan kerak; khusunya di bumi ada tambahan lain berupa proses reaksi

biokimia (jasad hidup) yang ikut mempengaruhi dan mengubah atmosfer planet

terstria.

53 | P a g e

2.7. ORBIT DAN ROTASI PLANET

Orbit planet berbentuk elips dan matahari berada di salah satu fokus orbit.

Semua orbit planet-planet hampir berbentuk lingkaran, kecuali Merkurius dan Pluto.

Dan orbit semua planet berada di dekat bidang ekliptika, bidang yang menjadi orbit

Bumi kecuali Pluto yang bidang orbitmya miring 170 terhadap ekliptika. Semua planet-

planet mengorbit pada arah yang sama, searah rotasi matahari (prograd). Artinya jika

dilihat dari kutub utara matahari arah orbit berlawanan arah jarum jam.

Beberapa komet, satelit-satelit kecil dan satelit Neptunus Triton mengorbit

berlawanan arah rotasi matahari (retrograde). Enam dari Sembilan planet di tatasurya

berotasi dalam arah prograd. Sumbu rotasi mereka miring 300 atau kurang terhadap

kutub ekliptika. Venus berotasi retrograde, dengan sumbu rotasi miring 177 derajat.

Sumbu rotasi Neptunus dan Pluto hampir tegaklurus bidang ekliptika dan planet

berotasi retrograde. Kebanyakan satelit-satelit berotasi dalam periode yang sama

dengan periode revolusi mengelilingi planet induk sebagai akibat gaya pasang.

2.8. CINCIN-CINCIN PLANET

Cincin terjadi dari milyaran benda kecil berukuran micron sampai cm dan materi

bungkahan yang sedikit lebih besar dari meter sampai beberapa puluh meter.

Pergerakan mereka sangat dekat di biang ekuator. Itulah sebabnya mengapa dilihat

dari tepi, cincin kelihatan serupa lapisan materi yang sangat tipis. Pengetahuan dan

sifat-sifat cincin disimpulkan berdasarkan sifat sebaran danhmburan cahaya matahai

oleh materi cincin.

Sewaktu pesawat Voyager mengamati cincin planet Saturnus, orang sadar

bahwa mereka menemukan sebuah system yang secara fisikawi sangat rumit. Artinya

pola-pola bentuk yang terlihat tidak cukup hanya dijelaskan melalui potensial gravitasi

benda di pusat cincin. Sebab seluruh gangguan yang ditimbulkan oleh benda-benda

54 | P a g e

satelit ataupun bulan yang berada di luar cincin harus dilibatkan di dalam penetuan

konfigurasi akhir cincin.

Namun, berbeda dengan tinjauan mengenai asal usul cincin, seperti bagaimana

cincin selalu bisa dekat dengan planet dan bagaimana radius terluas system cincin

selalu lebih kecil dari setengah sumbu panjang orbit satelit utama planet, semua itu

relative lebih mudah dijelaskan.

Dalam medan gravitasi sebuah planet, sebuah satelit mengalami tarikan gaya

gravitasi yang lebih kuat di sisi yang terdekat daripada sisi yang terjauh. Perbedaan

gaya tarik itu dikenal juga sebagai gaya diferensial atau gaya pasang. Gaya pasang itu

bekerja melawan gaya kohesi yang menyatukan fisik satelit. Gaya kohesi satelit terdiri

dari gaya gravitasi internal, antara molekul dan gaya kuat mekanik material. Sewaktu

sebuah satelit mengorbit planet induk, bekerja gaya diferensial. Gaya itu bertambah

vbesar semakin dekat jarak satelit ke planet. Ada limit jarak padamana gaya kohesi

internal tidak sanggup lagi menghadapi gaya distorsi mekanik dan gaya pasang yang

timbul dari gaya diferensial. Limit itu dikenal sebagai limit Roche.

Untuk sebuah planet dengan radius R dan kerapatan planet ρp serta kerapatan

satelit ρs, limit Roche adalah LR = 2,5 R (ρp/ ρs)1/3. Jadi sewaktu benda mendekati sebuah

planet sampai jarak lebih kecil LR, benda itu akan pecah menjadi benda-benda kecil.

Selanjutnya tumbukan di antara mereka menghancurkannya mejadi renik-renik yang

kemudian menyebar menjadi materi cincin-cincin.

Keempat planet Yovian semuanya memiliki system cincin yang berada pada

jarak 2,5 radius planet. Namun sifat dari keempat system itu masing-masing berbeda.

Misal system cincin planet Saturnus; sangat terang dan lebar, banyak struktur seperti

getaran-getaran atau gelombang-gelombang kepadatan terlihat, lebar sempit ruang

antara cincin satu denga berikutnya dan kitaran-kitaran yang terbentuk di dalam cincin-

cincin. Cincin saturnus terlihat menyebar sampai 136.200 km dari pusat Saturnus,

dengan tebal di banyak tempat hanya 5 m. Isinya kumpulan gas beku, air es, debu dan

55 | P a g e

batuan berukuran 0,0005 cm sampai 10 m. Lebih dari 100.000 cincin dihitung oleh

peralatan Voyager 2.

Sistem cincin Yupiter di lain pihak sangat renggang, sangat tipis dan berisi

partikel yang sangat halus. Ada tiga baigan cincin: cincin utama, cincin halo dan cincin

luar. Cincin utama lempeng datar, lebar 7000 km dan merentang sampai 128.500 km,

dua kali radius Yupiter. Sejumlah partikel bermuatan berupa halo membungkus cincin

yang tersebar sampai kea rah kutub oleh kekuatan magnet. Dibagian luar ada cincin

bersinar lemah sampai ke orbit satelit Amalthea dan Thebe yang menjadi sumber

materi cincin luar.

Sistem Uranus memiliki 10 cincin mengelilingi ekuator planet, sempit dan

kedap. Cincin berada dalam kawasan debu yang renggang dan sangat lebar. Kesepuluh

cincin tipis dan gelap itu mengorbit planet pada jarak 3,8 x 104 km sampai 5,1 x 104 km.

kebanyakan cincin-cincin terjadi dari baru es dan bungkahan batuan berukuran bola

sepak. Beberapa observatorium sebetulnya sudah mengamati 5 dari sepuluh cincin itu

dan mereka menandai dengan Alpha, beta, Gamma, Delta dan Epsilon. Tahun 1986

gambar dari pesawat Voyager 2, satu-satnya pesawat yang berhasil memotret Uranus

dari dekat menambah penemuan cincin dengan lima buah cincin lagi

Terakhir, pesawat Voyager 2 memperlihatkan Neptunus memiliki 4 cincin, dua

sempit dan dua lebar. Sistem cincin sempit lebarnya 15 km, system yang lebar sampai

5.800 km. Semua cincin utuh mengelilingi planet. Namun di kawasan cincin yang sempit

ditemukan 3 sampai 4lengkungan misterius berupa sector-sektor terang. Keberadaan

lengkungan itu semula diperkirakan dari pengaruh medan tarikan satelit-satelit yang

berada di dekatnya. Teori ini ditolak, karena ada pengaruh gangguan dari medan radiasi

electromagnet yang belum dilibatkan.

56 | P a g e

konjungsi

Konjungsi superior

kuadratur

2.9. PERIODE SINODIS DAN SIDERIS PLANET

Sebelum mempelajari periode sinodis dan periode sideris planet, kita harus

mengetahui terlebih dahulu istilah elongasi. Elongasi adalah sudut antara pusat-pusat

dua benda langit di lihat dari pusat Bumi. Elongasi Planet adalah jarak sudut planet

dengan matahari.

Elongasi = 900 disebut kuadratur

1800 disebut oposisi

00 disebut konjungsi

Perhatikan bahwa planet dalam (Venus dan Merkurius) tidak pernah mengalamai fase

oposisi dan kuadratur.

Waktu yang diperluakn untuk menyelesaikan satu putaran mengelilingi matahari

disebut periode sideris. Sedangkan panjang waktu antara dua konjungsi serupa yang

berurutan atau dua oposisi yang berurutan disebut periode sinodis planet.

57 | P a g e

Konjungsi inferior

bumi

oposisi

Gambar 2.3. Fase-fase planet

Planet dalam akan unggul satu ‘lap’ terhadap bumi untuk konjungsi berikutnya. Bumi

akan unggul satu ‘lap’ terhadap planet luar untuk konjungsi/oposisi berikutnya.

Hubungan antara periode sinodis dan periode sideris planet

Untuk planet dalam

1S− 1E

=1T

Untuk planet luar

1E

−1S=1T

Keterangan:

S = periode sideris planet

E = periode sideris bumi

T = periode sinodis planet

CONTOH:

1. Misalkan pada bulan Januari 2010 terjadi transit Merkurius. Perkirakan kapan

transit Merkurius berikutnya. Diketahui perioda orbit Merkurius 88 hari

a. Mei 2010

b. Desember 2010

c. Februari 2011

d. November 2012

e. April 2013

2. Planet yang tidak pernah mengalami purnama bila dilihat dari Bumi adalah….

a. Venus

b. Mars

c. Jupiter

58 | P a g e

d. Saturnus

e. Neptunus

3. Elongasi maksimum terjadi ketika jarak Bumi ke Matahari dan jarak Planet ke

Matahari memenuhi kaedah;

a. Jarak planet maksimum, jarak bumi minimum

b. Jarak planet maksimum, jarak bumi maksimum

c. Jarak planet minimum, jarak bumi minimum

d. Jarak planet minimum, jarak bumi maksimum

e. Tidak ada yang benar

(Olimpiade Astronomi tingkat Provinsi tahun 2008)

PEMBAHASAN:

1. Waktu antara dua oposisi atau dua konjungsi yang berurutan disebut periode

sinodis.

Untuk mengetahui kapan transit berikutnya, kita harus mencari periode sinodis

planet Mars dan Bumi

PM = 88 hari = 0,24 tahun

1T

=1S− 1E

1T

= 10,24

−11=0,760,24

T=0,316 ta hun=3,79bulan

Jadi jika terjadi transit pada bulan Januari 2010 maka transit berikutnya akan

terjadi sekitar bulan Mei 2010

2. Planet yang tidak pernah mengalami purnama bila dilihat dari Bumi adalah planet

dalam yaitu Venus dan Merkurius, karena planet dalam tidak mengalami fase

oposisi

3. Elongasi maksimum terjadi apabila jarak Bumi minimum dan planet maksimum.

59 | P a g e

LATIHAN:

1. Ketika planet memiliki elongasi 00 maka pada saat itu planet dikatakan berada pada

fasa….

a. Oposisi

b. Konjungsi

c. Kuadratur timur

d. Kuadratur barat

e. Konjungsi inferior

2. Berapa elongasi maksimum planet venus, jika diketahui jarak venus matahari

adalah 0,72 SA

a. 260

b. 320

c. 460

d. 640

e. 720

3. Sebuah asteroid memiliki elongasi maksimum 300, berapa jarak asteroid tersebut

ke matahari?

a. 50 juta km

b. 100 juta km

c. 25 juta km

d. 75 juta km

e. 125 juta km

4. Panjang waktu antara dua konjungsi serupa yang berurutan atau dua oposisi yang

berurutan disebut….

a. Periode sinodis

b. Periode sideris

c. Tahun

d. Bulan

e. Hari

60 | P a g e

5. Periode sideris venus adalah 225 hari, hitung perioda sinodisnya?

a. 150 hari

b. 346 hari

c. 452 hari

d. 588 hari

e. 674 hari

6. Planet yang tidak bisa terokultasi pada saat bulan purnama adalah…..

a. Venus

b. Mars

c. Jupiter

d. Saturnus

e. Neptunus

7. Hitung Periode Sinodis planet Mars yang berjarak 1,52 SA dari matahari

a. 1,50 tahun

b. 3,23 tahun

c. 4,85 tahun

d. 2,15 tahun

e. 6,23 tahun

8. Berapa jarak dari Bumi ke planet Venus pada saat elongasinya 400, diketahui jarak

venus ke matahari 0,72 SA?

a. 0,44 SA

b. 0,24 SA

c. 0,55 SA

d. 0,36 SA

e. 0,72 SA

9. Jika planet Jupiter melintas meridian pengamat pada malam hari, maka Jupiter

sedang berada pada:

a. Kuadratur barat

b. Kuadratur timur

61 | P a g e

c. Konjungsi inferior

d. Konjungsi superior

e. Oposisi

10. Perbedaan terang planet Mars saat oposisi dan saat konjungsi jauh lebih besar

daripada perbedaan terang planet Saturnus saat oposisi dan saat konjungsi. Hal ini

terjadi karena

a. Perbandingan antara jarak Mars dari Bumi saat konjungsi dan saat oposisi lebih

besar daripada perbandingan jarak Saturnus dari Bumi saat konjungsi dan saat

oposisi

b. Perbandingan antara jarak Mars dari Bumi saat konjungsi dan saat oposisi lebih

kecil daripada perbandingan jarak Saturnus dari Bumi saat konjungsi dan saat

oposisi

c. Perbandingan antara jarak Mars dari Bumi saat konjungsi dan saat oposisi sama

dengan perbandingan jarak Saturnus dari Bumi saat konjungsi dan saat oposisi

d. Tidak ada kaitannya dengan jarak Mars dan Saturnus dari Matahari

e. Albedo masing-masing planet yang berbeda-beda

(OSP 2006)

11. Mars paling baik untuk diamati ketika ia berada pada saat

a. Kuadratur barat

b. Konjungsi

c. Kuadratur timur

d. Oposisi

e. aphelion

(OSP 2007)

12. Sebuah planet X bergerak mengelilingi matahari mempunyai periode P = 1,88

tahun. Oposisi terakhir terlihat pada awal tahun 2008. kapankah ia berada di

oposisi kembali ?

a. 2011

b. 2010

62 | P a g e

c. 2012

d. 2009

e. 2013

(OSP 2007)

13. Misalkan kamu melihat sebuah planet baru di langit. Dari hasil pengamatan

diperoleh bahwa planet tersebut berada dekat dengan matahari dengan elongasi

maksimumnya sebesar 30 derajat. Sebagai perbandingan, sudut elongasi

maksimum planet venus adalah 46 derajat, sedangkan sudut elongasi maksimum

planet merkurius adalah 23 derajat. Berdasarkan data ini kita dapat menyimpulkan

bahwa

a. Planet tersebut lebih dekat ke Matahari daripada planet Merkurius

b. Planet tersebut berada antara planet Merkurius dan Venus

c. Planet tersebut berada antara plaent Venus dan Bumi

d. Kita tidak bisa mengetahui kedudukan planet tersebut

e. Semua jawaban tidak ada yang benar

(OSK 2008)

14. If Mars pass the meridian at midnight, we call Mars is in

a. West quadrature

b. Conjunction

c. East quadrature

d. West elongation

e. Opposition

(OSK 2008)

15. Elongasi minimum terjadi ketika jarak Bumi ke Matahari dan jarak Planet ke

Matahari memenuhi kaedah;

a. Jarak planet maksimum, jarak bumi minimum

b. Jarak planet maksimum, jarak bumi maksimum

c. Jarak planet minimum, jarak bumi minimum

d. Jarak planet minimum, jarak bumi maksimum

63 | P a g e

e. Tidak ada yang benar

(OSP 2008)

16. Jarak Bumi ke Matahari adalah,

a. 100.000.000 km

b. 8 detik cahaya

c. 200.000.000 km

d. 8 menit cahaya

e. 8 jam cahaya

17. Gerhana matahari total menampakkan lapisan,

a. Stratosfer

b. Troposfer

c. Litosfer

d. Korona

e. fotosfer

18. Dalam pengamatan sinar-X, lapisan matahari yang terlihat adalah

a. Fotosfer

b. Stratosfer

c. Troposfer

d. Litosfer

e. Korona

19. Kenampakan ekor komet disebabkan oleh

a. Gravitasi planet terbesar, Jupiter

b. Gabungan gravitasi planet Jupiter, Saturnus dan Uranus

c. Pancaran partikel bermuatan dari planet Jupiter

d. Pancaran partikel bermuatan dari Matahari

e. Adanya lubang hitam

20. Bintik matahari berwarna gelap karena

a. Rusaknya lapisan matahari

b. Luasnya 10 kali bumi

64 | P a g e

c. Mempunyai medan magnetik kuat

d. Mempunyai gaya gravitasi sangat kuat

e. Temperaturnya 500 Kelvin

21. Matahari berotasi satu perioda pada sumbunya selama

a. 1 hari

b. 10 hari

c. 25 hari

d. 45 hari

e. 90 hari

22. Rotasi diferensial matahari adalah

a. Kecepatan rotasi yang konstan

b. Kecepatan rotasi ekuator lebih cepat daripada kutub

c. Kecepatan rotasi lapisan korona yang konstan

d. Kecepatan rotasi yang tidak dapat diprediksi

e. Kecepatan rotasi daerah kutub lebih cepat daripada ekuator

23. Lubang korona tampak jelas terlihat pada pengamatan dalam riak panjang

gelombang

a. Visual

b. Radio

c. Sinar-X

d. Infra merah

e. Sinar gamma

24. Matahari dapat dilihat dengan aman melalui cara proyeksi dari sebuah teropong.

Lapisan matahari yang terlihat dengan cara ini adalah

a. Fotosfer

b. Troposfer

c. Stratosfer

d. Litosfer

e. Korona

65 | P a g e

25. Salah satu lapisan atmosfer matahari adalah,

a. Ionosfer

b. Magnetosfer

c. Kromosfer

d. Troposfer

e. Semua benar

26. Matahari memancarkan panas akibat dari

a. Reaksi peluruhan atom Helium

b. Reaksi penggabungan atom Hidrogen

c. Reaksi peluruhan atom Karbon

d. Reaksi penggabungan atom Besi

e. Reaksi penggabungan berbagai atom berat

27. Komposisi utama dari Matahari adalah

a. Titanium

b. Besi

c. Karbon

d. Hidrogen

e. Helium

28. Tata Surya adalah …………………

a. susunan Matahari, Bumi, Bulan dan bintang

b. planet-planet dan satelit-satelitnya

c. kumpulan benda-benda langit

d. susunan planet-planet, satelit, asteroid, komet dan benda lainnya yang berada

dalam pengaruh Matahari

e. kelompok bintang yang membentuk rasi/pola gambar tertentu

29. Periode orbit artinya …………………

a. waktu yang diperlukan untuk mengedari Matahari

b. waktu yang diperlukan untuk berputar

c. lingkaran atau elips di sekeliling Matahari

66 | P a g e

d. waktu yang diperlukan untuk beredar dari satu kedudukan sampai kembali lagi

pada kedudukan yang sama

e. waktu yang diperlukan Bumi untuk berotasi pada sumbunya

30. Panjang tahun di Merkurius lebih pendek daripada panjang tahun di Bumi karena

………

a. Merkurius mengedari Matahari lebih cepat daripada Bumi.

b. panjang tahun di Merkurius adalah 365 hari

c. Merkurius sangat panas

d. lintasan Merkurius lebih pendek daripada lintasan Bumi

e. Merkurius jauh lebih kecil daripada Bumi

31. Kadangkala Venus disebut “bintang sore” karena …………………

a. Venus adalah sebuah bintang

b. kita bisa melihat Venus dari Bumi pada malam hari

c. Venus merupakan planet terdekat kedua dari Matahari

d. kita bisa melihat Venus dari Bumi sore hari

e. Venus merupakan sebuah bintang yang tampak pada sore hari

32. Venus disebut saudara Bumi karena …………………

a. kedua planet mempunyai ukuran yang hampir sama

b. kedua planet sama-sama mengorbit Matahari

c. Venus bisa dilihat dari Bumi di pagi hari

d. Venus mempunyai satelit seperti Bulan

e. Venus mempunyai atmosfer seperti Bumi

33. Mengapa panjang hari di Bumi adalah 24 jam? Karena …………………

a. Matahari mengedari Bumi dalam waktu 24 jam

b. Bumi berputar mengelilingi sumbunya dalam waktu 24 jam

c. Bumi mengorbit Matahari dalam waktu 365 hari

d. Bumi terdiri dari batu-batuan

e. Matahari menyinari Bumi selama 24 jam

34. Karena warnanya, Mars disebut juga planet …………………

67 | P a g e

a. hijau

b. kuning

c. merah

d. biru

e. jingga

35. Planet manakah yang mempunyai bintik merah yang besar?

a. Bumi

b. Venus

c. Jupiter

d. Mars

e. Saturnus

36. Selain planet Saturnus, planet lain yang mempunyai cincin adalah ………………

a. Mars, Jupiter dan Neptunus

b. Merkurius, Venus dan Jupiter

c. Jupiter, Uranus dan Neptunus

d. Uranus, Neptunus dan Pluto

e. Mars, Uranus dan Pluto

37. Mengapa orbit Neptunus mengedari Matahari sangat lama? Karena ……………

a. Neptunus mempunyai 8 satelit

b. Neptunus mempunyai awan

c. Neptunus sangat jauh dari Matahari

d. Neptunus dekat dengan Pluto

e. Neptunus beredar sangat lambat

38. Bidang lintasan planet di sekeliling Matahari disebut …………………

a. orbit

b. revolusi

c. periode

d. ekliptika

e. rotasi

68 | P a g e

39. Perputaran planet pada sumbunya dinamakan …………………

a. orbit

b. revolusi

c. periode

d. ekliptika

e. rotasi

40. Planet mana yang dapat melintas di depan Matahari jika dilihat dari Bumi?

a. Venus

b. Mars

c. Jupiter

d. Pluto

e. Uranus

KUNCI JAWABAN

1. B

2. D

3. D

4. A

5. D

6. A

7. D

8. A

9. E

10. B

11. D

12. B

13. B

14. E

15. D

16. D

17. D

18. E

19. D

20. C

21. C

22. B

23. C

24. A

25. C

26. B

27. E

28. D

29. D

30. D

31. D

32. A

33. B

34. C

35. C

36. C

37. C

38. D

39. E

40. A

69 | P a g e