Klasifikasi Spektrum Bintang

download Klasifikasi Spektrum Bintang

of 32

description

astronomi dan astrofisika

Transcript of Klasifikasi Spektrum Bintang

KLASIFIKASI SPEKTRUM BINTANGDalam astronomi, klasifikasi bintang adalah peng-klasifikasian bintang-bintang berdasarkan kuat beberapa garis serapan pada pola spektrum, dan besarnya luminositas. Kuat garis serapan, khususnya garis-garis serapan atom hidrogen, diperoleh dari analisis pola spektrum bintang yang didapatkan dari pengamatan spektroskopi. Garis-garis serapan tertentu hanya dapat diamati pada satu rentang temperatur tertentu karena hanya pada rentang temperatur tersebut terdapat populasi signifikan dari tingkat energi atom yang terkait. Pemeriksaan kuat garis-garis serapan ini pada akhirnya dapat memberikan informasi mengenai temperatur permukaan. Informasi luminositas dapat diperoleh dari pengamatan fotometri.Berdasarkan spektrumnya, bintang dibagi ke dalam 7 kelas utama yang dinyatakan dengan huruf O, B, A, F, G, K, M yang juga menunjukkan urutan temperatur , warna, radius, Luminositas dan komposisi-kimianya. Klasifikasi ini dikembangkan oleh Observatorium Universitas Harvard dan Annie Jump Cannon pada tahun 1920 dan dikenal sebagai sistem klasifikas Harvard. Untuk mengingat urutan penggolongan ini biasanya digunakan kalimat "Oh Be A Fine Girl Kiss Me". Dengan kualitas spektrogram yang lebih baik memungkinkan penggolongan ke dalam 10 sub-kelas yang diindikasikan oleh sebuah bilangan (0 hingga 9) yang mengikuti huruf. Sudah menjadi kebiasaan untuk menyebut bintang-bintang di awal urutan sebagai bintang tipe awal dan yang di akhir urutan sebagai bintang tipe akhir. Jadi, bintang A0 bertipe lebih awal daripada F5, dan K0 lebih awal daripada K5.Pada tahun 1943, William Wilson Morgan, Phillip C. Keenan, dan Edith Kellman dari Observatorium Yerkes menambahkan sistem pengklasifikasian berdasarkan kuat cahaya atau luminositas, yang seringkali merujuk pada ukurannya. Pengklasifikasian tersebut dikenal sebagai sistem klasifikasi Yerkes dan membagi bintang ke dalam kelas-kelas berikut :0 Maha maha raksasaI MaharaksasaII Raksasa-raksasa terangIII RaksasaIV Sub-raksasaV deret utama (Main Sequence)VI sub-kataiVII katai putihUmumnya kelas bintang dinyatakan dengan dua sistem pengklasifikasian di atas. Matahari kita misalnya, adalah sebuah bintang dengan kelas G2V, berwarna kuning, bersuhu dan berukuran sedang.1. Kelas Spektrum OWarna : biruTemperatur : > 30 000 KCiri utama : Garis adsorbsi yang tampak sangat sedikit. Garis helium terionisasi. Garis nitrogen terionisasi dua kali, garis silikon terionisasi tiga kali dan garis atom lain yang terionisasi beberapa kali tampak, tapi lemah. Garis hidrogen juga tampak, tapi lemah.Contoh : Bintang Zeta Puppis, Regor, 10 Lacerta dan Alnitak2. Kelas Spektrum BWarna : putih kebiruanTemperatur : 11 000 30 000 KCiri utama : Garis helium netral, garis silikon terionisasi satu kali dan dua kali serta garis oksigen terionisasi terlihat. Garis hidrogen lebih jelas dari pada kelas O.Contoh :Bintang Alnilam, Rigel, Hadar, dan Spica3. Kelas Spektrum AWarna : putihTemperatur : 7 500 11 000 KCiri utama : Garis hidrogen tampak sangat kuat. Garis magnesium, silikon, besi, dan kalsium terionisasi satu kali mulai tampak. Garis logam netral tampak lemah.Contoh :Bintang Sirius, Vega, Altair, Fomalhaut, dan Deneb4. Kelas Spektrum FWarna : putih kekuninganTemperatur : 6 000 7 500 KCiri utama : Garis hidrogen tampak lebih lemah daripada kelas A, tapi masih jelas. Garis-garis kalsium, besi dan kromium terionisasi satu kali dan juga garis besi dan kromium netral serta garis-garis logam lainnya mulai terlihat.Contoh : Bintang Canopus, Wezen, Polaris dan Procyon5. Kelas Spektrum GWarna :kuningTemperatur : 5 000 6 000 KCiri utama : Garis hidrogen lebih lemah daripada kelas F. Garis kalsium terionisasi terlihat. Garis-garis logam terionisasi dan logam netral tampak. Pita molekul CH (G-Band) tampak sangat kuat.Contoh : Matahari, Alpha Centauri A, Tau Ceti, Capella, dan Beta Leporis6. Kelas Spektrum KWarna : jinggaTemperatur : 3 500 5 000 KCiri utama : Garis logam netral tampak mendominasi. Garis hidrogen lemah sekali. Pita molekul Titanium Oksida (TiO) mulai tampak.Contoh : Alpha Centauri B, Pollux, Arcturus dan Aldebaran7. Kelas Spektrum MWarna : merahTemperatur : 2 500 3 000 KCiri utama : Pita molekul TiO terlihat sangat mendominasi, garis logam netral juga tampak dengan jelas.Contoh : Gamma Crucis, Antares, Betelgeuse, KY Cygni, VV Cephei A, dan VY Canis Majoris

BINTANG2.1 SPEKTRUM BINTANG

Bila sinar matahari kita lewatkan melalui sebuah prisma, maka akan dihasilkan cahaya warna-warni yang disebut pelangi atau dinamakan juga spektrum sinar. Ini menandakan bahwa sinar putih itu adalah gabungan dari berbagai macam warna.Umumnya spektrum sinar matahari susunannya adalah merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Selain itu masih ada bagian spektrum yang tidak kasat mata yaitu inframerah (IM) dan ultraviolet (UV). Bagian cahaya yang tampak dinamakan cahaya kasat mata. Sebenarnya spektrum sinar matahari itu mengandung banyak sekali warna atau panjang gelombang sehingga tampak sebaran warna yang kontinu.

Gambar 5.6 Spektrum sinar matahariBila kita amati spektrum dari berbagai sumber cahaya seperti nyala lilin, lampu pijar, lampu TL, dan yang lainnya, ternyata jenis spektrumnya berbeda-beda. Cahaya lilin misalnya, banyak mengandung warna merah, orange, dan kuning namun hampir tidak mengandung warna biru dan ungu. Sedangkan lampu TL spektrumnya hampir selengkap spektrum matahari.Jika spektrum suatu cahaya bergantung dari bahan dan keadaan fisis sumber tersebut, sehingga hasil analisis spektrum suatu sumber cahaya dapat digunakan sebagai informasi mengenai keadaan fisis sumber tersebut. Dengan demikian spektrum benda angkasa yang bercahaya seperti halnya spektrum bintang dapat dipakai sebagai bahan informasi keadaan fisis benda tersebut.2.2Jenis SpektrumSpektrum merupakan suatu bukti adanya tingkat-tingkat energi dalam suatu atom. Spektrum dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu spektrum emisi dan spektrum absorpsiyang dapat diamati menggunakan spektroskop (Supiyanto, 2006).

Spektrum emisi dihasilkan oleh suatu zat yang memancarkan gelombang elektromagnetik dan dapat dibedakan menjadi tiga macam, yaitu spektrum garis, spektrum pita, dan spektrum kontinu. Spektrum garis dihasilkan oleh gas-gas bertekanan rendah yang dipanaskan. Spektrum ini terdiri dari cahaya monokromatik dengan panjang gelombang tertentu yang merupakan karakteristik dari unsur yang menghasilkan spektrum tersebut. Spektrum pita dihasilkan oleh gas dalam keadaan molekuler, misalnya gas H2, O2, N2, dan CO. Spektrum yang dihasilkan berupa kelompok-kelompok garis yang sangat rapat sehingga membentuk pita-pita.Spektrum kontinu adalah spektrum yang terdiri atas cahaya dengan semua panjang gelombang, walaupun dengan intensitas berbeda-beda. Spektrum ini dihasilkan oleh zat padat, cair, dan gas berpijar.Spektrum absorpsi adalah spektrum yang terjadi karena penyerapan panjang gelombang tertentu oleh suatu zat terhadap radiasi gelombang elektromagnetik yang memiliki spektrum kontinu. Spektrum ini terdiri dari sederetan garis-garis hitam pada sederetan spektrum kontinu. Contoh spektrum absorpsi adalah spektrum matahari. Secara sepintas spektrum matahari tampak seperti spektrum kontinu. Akan tetapi, jika dicermati akan tampak garis-garis gelap terang yang disebut dengan garis-garis Fraunhofer (Supiyanto, 2006).

Gejala emisi dan absorpsi pertama kali dijelaskan oleh Kirchoff pada tahun 1869 dengan mengajukan tiga hukum analisis spektrum, yaitu:1). Zat padat ataupun zat cair yang memijar akan memancarkan cahaya dengan spektrum pada seluruh panjang gelombang, sehingga menghasilkan spektrum kontinu.2). Gas renggang yang memijar akan memancarkan cahaya dengan spektrum berupa garis-garis terang yang dinamakan spektrum garis; dan3). Cahaya putih dari sumber cahaya bila dilewatkan dari gas renggang yang dingin, maka gas itu akan menyerap panjang gelombang tertentu sehingga pada spektrum kontinu terdapat garis-garis gelap yang dinamakan garis serat atau garis absorbsi. Panjang garis serat ini tepat sama dengan panjang gelombang garis emisi ini bila gas itu memijar. Ternyata unsur-unsur kimia tertentu bila dalam keadaan gas akan menghasilkan pola garis atau garis terang yang memiliki ciri khas tertentu. Ini berarti tiap gas tertentu hanya menyerap atau memancarkan panjang gelombang cahaya tertentu saja. Pola-pola garis spektrum unsur-unsur ini dapat digunakan untuk manganalisis unsur yang dikandung oleh sumber cahaya. Adanya pola karakteristik spektrum garis unsur tertentu ini dapat digunakan sebagai indikator adanya unsur tersebut pada sumber yang memancarkan cahaya itu.Adanya garis-garis gelap pada spektrum kontinu sinar matahari pertama kali diamati oleh Wallaston tahun 1802. Selanjutnya pada tahun 1814 dan 1815, Fraunhofer melakukan penelitian yang seksama dan menggunakan sekitar 600 garis gelap dalam spektrum kontinu sinar matahari, sehingga garis-garis gelap ini dinamakan garis-garis Fraunhofer. Adanya garis-garis Fraunhofer dalam spektrum sinar matahari, memberikan indikasi adanya unsur-unsur kimia tertentu yang ada pada bagian luar matahari yang menyerap panjang gelombang tersebut.Garis-garis gelap seperti ini juga terdapat pada spektrum bintang, sehingga dengan begitu kita dapat mempelajari unsur-unsur kimia yang ada pada bintang tersebut berdasarkan pada pola garis gelap yang ada pada spektrum bintang tersebut.Penelitian yang lebih jauh terhadap spektrum bintang juga bisa memberi petunjuk mengenai keadaan suhu, tekanan, turbulensi, keadaan medan magnetik dan medan listriknya, dan beberapa keadaan fisis bintang lainnya. Misalnya analisis pergeseran spektrum bisa memberikan informasi gerak bintang apakah menjauhi atau mendekati kita, juga informasi mengenai massa bintang dengan menggunakan hukum relativitas umum Einstein. Studi mengenai spektrum benda-benda langit ini merupakan cara yang sangat berguna bagi Astronom untuk mendapatkan data tentang jagat raya ini.

2.3 Klasifikasi SpektrumPenelitian foto spektrum bintang-bintang menghasilkan berbagai jenis spektrum. Tiap jenis spektrum memiliki pola garis spektrum yang berbeda, karena banyaknya pola spektrum yang dihasilkan ini maka orang mengelompokkan spektrum radiasi bintang yang disebut dengan klasifikasi spektrum. Pada tahun 1863, Angelo Secci mengklasifikasikan spektrum bintang menjadi 4 kelompok menurut garis-garis spektrumnya. Tetapi dewasa ini para Astronom membagi spektrum bintang menjadi tujuh kelompok atau klas. Tidak lama kemudian ditemukan bahwa klasifikasi ini ternyata bergantung pada suhu permukaan bintang, bukan pada komposisi bahan kimia penyusunnya. Klas spektrum ini disusun menurut penurunan suhunya dan diberi kode dengan huruf yaitu: klas O, B, A, F, G, K, M. Tiap klas dibagi lagi menjadi sepuluh bagian yang diberi tanda dari 0 sampai 9. Misalnya bintang yang klas spektrumnya G5 berarti berada antara G0 dan K0. 0 B B1 A F G0 G5 K0 M M2 Urutan spektrum ini mulai dari bintang terpanas sampai bintang yang paling rendah suhu permukaannya. Tabel di bawah ini memperlihatkan deret klas spektrum bintang dengan rentang suhu pada klas masing-masing.DERET KLAS SPEKTRUM BINTANGKlas spektrumWarnaSuhuContohDi rasi bintang

OBiru> 25000LacertaeLacerta

BBiru11. 103 25. 103RigelSpicaOrionVirgo

ABiru7,5. 103 11. 103SiriusVegaCanis mayorLyra

FBiru-putih6. 103 7,5. 103CanopusProcyonCarinaCanis minor

GPutih-kuning5. 103 6. 103MatahariCapellaAuriga

KOrange-merah3,5. 103 5000ActurusAldebaranBootesTaurus

MMerah