1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Astronomi merupakan ilmu yang mempelajari tentang objek yang ada di

angkasa dan termasuk ilmu yang paling tua. Kata Astronomi berasal dari dua kata

bahasa Yunani, yaitu astron yang berarti bintang dan nemein yang berarti

menamakan. Banyak nama bintang yang berasal langsung dari orang-orang

Yunani karena mereka ahli astronomi pertama yang membuat daftar sistematis

dari semua bintang yang dapat mereka lihat.

Bintang merupakan benda langit yang memancarkan cahayanya sendiri.

Menurut ilmu astronomi, definisi bintang adalah semua benda massif (bermassa

antara 0,08 hingga 200 kali massa matahari) yang sedang atau pernah melakukan

pembangkitan energi melalui fusi nuklir. Oleh sebab itu bintang katai putih yang

sudah tidak memancarkan cahaya atau energi juga tetap disebut sebagai bintang.

Matahari merupakan bintang yang terdekat dari bumi, termasuk satu dari triliunan

bintang yang tersebar di alam semesta.

Dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, telah banyak

instrument yang diciptakan seperti teleskop dan satelit, untuk mempermudah

dalam mengamati atau mempelajari benda-benda / objek yang terdapat di angkasa

khususnya bintang. Dari pengamatan yang kerap dilakukan oleh para ilmuwan

dengan menggunakan teleskop atau satelit, ditemukan bahwa pada saat terjadinya

evolusi bintang, bintang mengalami proses kimia (fusi nuklir) maupun proses

fisika (transfer panas dari inti sampai ke permukaan matahari). Selain itu adanya

bintang khusunya matahari, sangat mempengaruhi kehidupan manusia di bumi

dilihat dari bidang, kesehatan, lingkungan, biologi dan geologi. Karena eratnya

kaitan bintang dengan ilmu dan bidang lainnya, maka penulis bermaksud untuk

mendeskripsikan secara lebih detail mengenai bintang.

2

1.2 Rumusan Masalah

Dari latar belakang di atas dapat dirumuskan masalah sebagai berikut.

1) Bagaimana struktur dari bintang?

2) Bagaimana hubungan bintang tersebut jika ditinjau dari beberapa aspek

ilmu pengetahuan?

1.3 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah sebagai berikut.

1) Untuk mengetahui struktur dari bintang

2) Untuk mengetahui hubungan bintang tersebut jika ditinjau dari beberapa

aspek ilmu pengetahuan

1.4 Manfaat Penulisan

1) Bagi mahasiswa, sebagai bahan ajar dalam mata kuliah ipa terintegrasi.

2) Bagi penulis lain, sebagai bahan rujukan dalam melakukan penelitian lebih

lanjut.

3

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Struktur Bintang

Bintang terdekat dari bumi adalah matahari, sehingga dalam pembahasan

ini penulis membahas struktur salah satu dari miliyaran bintang yaitu matahari.

Struktur Matahari terdiri atas empat lapisan, yaitu bagian inti Matahari (Solar

Core), lapisan fotosfer (Photospere), lapisan kromosfer, dan lapisan korona

(Corona).

Gambar 1. Struktur matahari (http://cahyaimancahayakebenaranislam.wordpress.com/)

Inti Matahari adalah bagian dalam Matahari yang merupakan pusatnya.

Bagian ini merupakan tempat terjadinya proses pembentukan energi melalui

reaksi fusi rantai proton-proton. Oleh karena itu suhu di bagian inti Matahari

sangat tinggi, kira-kira mencapai 15 juta kelvin. Energi yang dihasilkan

dirambatkan menuju bagian permukaan Matahari melalui dua cara, yaitu pertama

perambatan energi dari inti Matahari menuju permukaan Matahari secara radiasi

(pancaran gelombang elektromagnetik) melalui plasma (gas panas) yang memiliki

massa jenis besar yang terdapat di bagian dalam Matahari. Kedua perambatan

energi dari bagian inti yang dekat ke permukaan menuju permukaan matahari

secara konveksi (perpindahan panas yang disertai perpindahan partikel-partikel

perantaranya).

4

Fotosfer (Photosphere) atau disebut juga lapisan cahaya adalah bagian

Matahari yang dapat dilihat manusia. Batas sebelah luar dari fotosfer merupakan

pinggiran (tepi) cakram matahari yang tampak seperti cahaya putih. Karena itu

fotosfer disebut juga cakram Matahari. Lapisan fotosfer tidak terlalu tebal,

kedalamannya hanya sekitar 320 km atau kurang dari 1/2000 jari-jari Matahari.

Suhu fotosfer bagian dalam dapat mencapai 6000 K, sedangkan di bagian luarnya

hanya sekitar 4300 K. Gas-gas panas pada fotosfer memancarkan cahaya dengan

intensitas yang sangat kuat, sehingga cahaya fotosfer tampak nerwarna kuning

jika dilihat dari bumi. Unsur –unsur utama penyusun Fotosfer adalah hidrogen (94

%), helium (5,9 %), dan elemen-elemen yang lebih berat seperti karbon, oksigen,

nitrogen, dan neon (0,1 %).

Lapisan kromosfer adalah lapisan yang terdapat di atas lapisan fotosfer,

yang disebut juga atmosfer Matahari. Unsur penyusun atmosfer ini sebagian besar

adalah hidrogen. Atmosfer Matahari terdiri dari dua lapisan, yaitu lapisan bawah

yang paling dekat dengan fotosfer yang disebut kromosfer atau bola warna dan

lapisan atas atau sebelah luar yang disebut korona atau mahkota. Lapisan

kromosfer menjulang 12000 km di atas fotosfer, dan memiliki tebal kira-kira 2500

km. Suhu pada bagian atas lapisan ini dapat mencapai di atas 10000 K. Kromosfer

dan korona biasanya tidak dapat dilihat oleh manusia di Bumi, karena intensitas

sinar yang dipancarkan oleh keduannya tidak sekuat yang dipancarkan oleh

fotosfer, sehingga cahaya yang menyilaukan dari fotosfer merintangi manusia

untuk melihat keduanya. Hal lain yang juga merintangi manusia untuk melihat

kromosfer dan korona adalah efek dari atmosfer bumi. Namun demikian pada saat

tertentu atmosfer Matahari (kromosfer dan korona) dapat juga dilihat oleh

manusia, yaitu ketika terjadi gerhana Matahari total (Bulan menutupi fotosfer).

Dalam kejadian ini kromosfer dapat dilihat manusia, bentuknya seperti cincin

kecil dengan nyala merah kuat.

Korona adalah lapisan atmosfer Matahari yang terletak di sebelah atas

kromosfer. Meskipun letaknya jauh dari inti matahari sebagai penghasil energi,

korona memiliki suhu yang jauh lebih tinggi dibanding lapisan kromosfer, para

ahli astronomi memperkirakan suhu korona mencapai 2.000.000 kelvin pada

bagian luarnya. Hal yang menyebabkan suhu korona demikian tinggi meskipun

5

jaraknya jauh dari inti adalah akibat adanya pemaksaan pemindahan kalor (energi)

secara konveksi pada fotosfer dan kromosfer, memanaskan secara intensif gas

yang sangat tipis pada lapisan korona. Akibat suhu yang sangat tinggi ini, korona

mengembang sangat cepat dalam ruang hampa. Selama gerhana matahari total

berlangsung, fotosfer tertutup oleh bulan dan akan tampak oleh mata telanjang

suatu bentuk mahkota di sebelah luar cincin berwarna merah (kromosfer). Oleh

karena itu korona disebut juga mahkota Matahari.

Gambar 2. Korona (http://en.wikipedia.org)

Sebetulnya untuk mengamati korona tidak perlu menunggu terjadinya gerhana

Matahari total. Korona dapat diamati dengan menggunakan bantuan alat teleskop

khusus yang disebut koronagraf (coronagraph), yang dapat menciptakan gerhana

matahari total buatan karena alat ini dilengkapt dengan suatu cakram hitam yang

diletakkan sedemikian rupa sehingga dapat menutupi cahaya dari fotosfer.

2.2 Hubungan Bintang Ditinjau Dari Beberapa Aspek Ilmu Pengetahuan

2.2.1 Keterkaitan dalam ilmu kimia

Keterkaitan bintang dengan ilmu kimia adalah dalam pembentukan energi

yang terjadi pada bagian inti matahari melalui reaksi fusi (penggabungan) inti

hidrogen membentuk inti helium.

Di pertengahan abad ke-19, Lord Kelvin dan Herman von Helmholtz,

dengan menggunakan teori konservasi energi mempostulatkan bahwa energi yang

6

dihasilkan matahari berasal dari pengerutan gravitasi. Proses pengerutan

mengubah energi gravitasi menjadi energi panas dan meningkatkan suhu di inti

matahari. Sejalan dengan perkembangan ilmu pengetahuan, menghasilkan teori

baru akan pembangkit energi di dalam bintang. Adalah Sir Arthur Eddington pada

1920 yang mengemukakannya untuk pertama kali, melibatkan dua proton yang

bergabung untuk membentuk satu inti helium diikuti dengan pelepasan energi.

Pada 1939, Hans Bethe mengemukakan mekanisme reaksi proton-proton untuk

pembangkit energi di dalam bintang-bintang seukuran matahari atau lebih kecil.

Para ahli telah bersepakat bahwa energi yang terbentuk pada inti matahari

dihasilkan dari suatu proses reaksi inti (nuklir) yang biasa disebut reaksi fusi

(reaksi penggabungan) inti-inti hidrogen membentuk inti helium. Reaksi fusi

nuklir ini diperkirakan meliputi tiga tahap yang disebut reaksi proton-proton yang

dapat dituliskan dalam bentuk persamaan reaksi seperti berikut:

Langkah 1: P + P D + e+ + neutrino + energi

Dua proton (P, isotop hidrogen-1) bertumbukan untuk membentuk inti deuterium

(D, isotope 2-hidrogen, terdiri dari satu proton dan satu neutron), positron (e+,

elektron bermuatan positif), dan neutrino (partikel tak bermuatan).

Langkah 2: D + P 3He + foton + energi

Proton lain bertumbukan dengan deuterium yang diproduksi di langkah pertama

membentuk isotop 3-helium yang memilki dua proton dan satu neutron pada

intinya, foton dalam bentuk sinar gamma dan juga energi.

Langkah 3: 3He + 3He 4He + 2 proton + foton + energi

Inti dari dua helium-3 bertumbukan membentuk helium-4, dua proton, dan foton

(sinar gamma lain).

Tiga langkah proses fusi ini disebut pembakaran hidrogen (hydrogen

burning). Dari hasil reaksi ini ternyata massa 4He lebih kecil dari massa empat

proton sebelumnya, jadi terdapat massa yang hilang. Sesuai dengan teori

relativitas Einstein, massa tersebut tidak hilang begitu saja, melainkan diubah

7

menjadi bentuk energi, menurut persamaan kesetaraan massa dan energi berikut

ini ;

E m c2,

dimana E adalah energi yang dihasilkan, m adalah massa yang hilang, dan c

adalah kecepatan rambat cahaya yang nilainya 3 x 108 m/s.

Setiap detik pada inti matahari 630 juta ton hidrogen diubah menjadi 625,4 juta

ton helium 4 He dengan membebaskan energi yang setara dengan 4,6 juta ton.

Dengan berkurangnya massa matahari sebesar 4,6 juta ton/sekon maka diprediksi

matahari masih dapat memancarkan energi sekitar 5 milyar tahun lagi.

Gambar 3. Reaksi proton-proton pada inti matahari (http://cuaca-antariksa.dirgantara-lapan.or.id)

2.2.2 Keterkaitan dalam ilmu fisika

Keterkaitan bintang dengan ilmu fisika adalah dalam proses perambatan

energi panas matahari dari inti matahari ke permukaan matahari, lalu diteruskan

ke permukaan bumi dengan cara koveksi dan radiasi.

Energi yang dihasilkan pada inti matahari dirambatkan menuju bagian

permukaan matahari melalui dua cara, yaitu pertama perambatan energi dari inti

matahari menuju permukaan matahari (daerah radiasi) secara radiasi, dan yang

kedua perambatan energi dari bagian inti yang dekat ke permukaan menuju

8

permukaan matahari (daerah konveksi) secara konveksi. Radiasi adalah suatu

proses perambatan energi (panas) dalam bentuk gelombang elektromagnetik yang

tanpa memerlukan zat perantara. Sedangkan konveksi adalah proses perpindahan

energi (panas) dengan disertainya perpindahan partikel.

Daerah radiasi memilki kerapatan yang sangat tinggi sehingga gelombang

elektromagnetik dari inti matahari membutuhkan waktu yang lama untuk sampai

di bagian terluarnya. Di bagian luar daerah radiasi terdapat daerah konveksi. Di

bagian ini, energi menjalar ke permukaan matahari melalui proses konveksi.

Aliran energi ini terbawa oleh medium plasma yang mengisi daerah konveksi.

Plasma adalah gas yang terionisasi oleh suhu yang sangat tinggi sehingga

elektron-elektronnya terpisah dari atom atau molekulnya.

Gambar 4. Daerah konveksi dan radiasi pada matahari(http://cuaca-antariksa.dirgantara-lapan.or.id )

Energi matahari bisa sampai ke permukaan bumi adalah dengan cara

radiasi (pancaran), karena diantara bumi dan matahari terdapat ruang hampa (tidak

ada zat perantara). Gelombang elektromagnetik yang diradiasikan matahari ke

bumi adalah suatu bentuk gelombang yang dirambatkan dalam bentuk komponen

medan listrik dan medan magnet, sehingga dapat merambat dengan kecepatan

yang sangat tinggi dan tanpa memerlukan zat atau medium perantara.

9

Gambar 4. Radiasi sinar matahari ke permukaan bumi (http://uniqpost.com )

2.2.3 Keterkaitan dalam ilmu biologi

Kehidupan di Bumi digerakkan oleh energi matahari. Kloroplas tumbuhan

menangkap energi cahaya dari matahari lalu mengubah zat anorganik H2O dan

CO2 pada tumbuhan menjadi energi kimiawi yang disimpan dalam gula dan

molekul organik lainnya. Proses seperti ini disebut fotosintesis. Fotosintesis

menyediakan makanan bagi hampir seluruh kehidupan di dunia baik secara

langsung atau tidak langsung. Keseluruhan proses dalam fortosintesis dapat

disederhanakan menjadi persamaan reaksi sebagai berikut.

Gambar 5. Persamaan reaksi fotosintesis

Cahaya matahari merupakan bentuk energi yang dikenal sebagai energi

elektromagnetik, yang juga disebut radiasi. Jarak antara puncak-puncak

gelombang elektromagnetik disebut panjang gelombang. Keseluruhan kisaran

radiasi ini dikenal sebagai spektrum elektromagnetik. Walaupun matahari

meradiasikan spektrum penuh dari energi elektromagnetik, atmosfer bertindak

sebagai jendela selektif, yang membiarkan cahaya tampak lewat dan menyaring

10

sebagian besar fraksi radiasi lainnya. Bagian spektrum yang dapat kita lihat

dikenal sebagai cahaya tampak, memilki panjang gelombang berkisar antara kira-

kira 380 hingga 750 nm dan juga merupakan radiasi yang menggerakkan

fotosintesis. Biru dan merah, dua panjang gelombang yang paling efektif diserap

oleh klorofil, merupakan warna yang paling bermanfaat sebagai energi untuk

reaksi terang pada fotosintesis.

Gambar 6. Spektrum elektromagnetik (http://ulumilmi.blogspot.com)

2.2.4 Keterkaitan dalam ilmu astronomi

Seperti manusia, bintang juga mengalami perubahan tahap kehidupan.

Sebutannya adalah evolusi. Mempelajari evolusi bintang sangat penting bagi

manusia, terutama karena kehidupan kita bergantung pada matahari. Matahari

sebagai bintang terdekat harus kita kenali sifat-sifatnya lebih jauh. Dalam

mempelajari evolusi bintang, kita tidak bisa mengikutinya sejak kelahiran sampai

akhir evolusinya. Jumlah manusia di bumi dan bintang di angkasa sangat banyak

dengan usia yang berbeda-beda. Kita bisa mengamati kondisi manusia dan bintang

yang berada pada usia/tahapan evolusi yang berbeda-beda. Ditambah dengan

pemodelan, akhirnya kita bisa menyusun teori evolusi bintang tanpa harus

mengamati sebuah bintang sejak kelahiran hingga akhir evolusinya.

Pembentukan Bintang

Ruang di antara bintang-bintang tidak kosong. Disana terdapat materi

berupa gas dan debu yang disebut materi antar bintang. Materi antar  bintang

11

merupakan bahan mentah pembentukan bintang yang disebut nebula. Awal dari

pembentukan bintang dimulai ketika ada gangguan gravitasi oleh suatu peristiwa

hebat, misalkan ledakan bintang (supernova) dan pelontaran massa oleh bintang,

sehingga di suatu tempat sekelompok materi antar bintang menjadi lebih mampat

dari pada di sekitarnya. Bagian luar awan ini akan tertarik oleh gaya gravitasi

materi di bagian dalam. Akibatnya awan ini mengerut dan menjadi makin

mampat. Peristiwa ini dinamakan kondensasi.

Pada setiap kondensasi kerapatan awan dalam gas bertambah besar.

Peristiwa penggumpalan awan induk akan terulang lagi di dalam kelompok awan

yang lebih kecil. Di sana akan terjadi kondensasi yang lebih kecil lagi, demikian

seterusnya. Peristiwa ini disebut fragmentasi. Awan yang tadinya satu terpecah

menjadi ratusan bahkan ribuan awan dan setiap awan mengalami pengeruatan

gravitasi. Akibat pengerutan gravitasi, tempertur naik sehingga awan-awan itu

akan memijar dan menjadi probintang.

Tahap Praderet Utama

Dengan meningkatnya temperatur, tumbukan antara molekul menjadi

makin sering dan makin hebat. Terjadi pengerutan (disosiasi) molekut hidrogen

menjadi atom hidrogen. Untuk menyediakan energi cukup besar untuk

berlangsungnya disosiasi, probintang mengerut lebih cepat. Pada temperatur yang

makin tinggi akan terjadi proses ionisasi pada atom hidrogen. Pengerutan dengan

laju besar ini berakhir bila semua hidrogen dalam inti telah terionisasi semua.

Luminositas bintang sangat tinggi karena materi masih renggang, sehingga

energi bebas terpancar keluar. Karena bintang tetap mengerut selama

luminositasnya meningkat, permukaannya menjadi lebih panas Pada akhirnya

temperatur di pusat bintang cukup tinggi untuk berlangsungnya pembakaran

hidrogen. Pada saat itu tekanan di dalam bintang menjadi besar dan pengerutan

pun terhenti. Bintang menjadi bintang deret utama.

Bila massa bintang terlalu kecil, suhu di pusat bintang kurang tinggi untuk

berlangsungnnya reaksi pembakaran hydrogen. Bintang dengan massa kecil akan

mengerut dan luminositasnya menurun. Bintang akhirnya mendingin menjadi

bintang katai gelap (brown dwarf) tanpa mengalami reaksi inti.

12

Tahap Deret Utama

Akibat pengerutan gravitasi, temperatur di pusat bintang menjadi makin

tinggi. Pada temperatur sekitar 10 juta derajat inti hidrogen mulai beraksi

membentuk helium. Energi yang dibangkitkan oleh reaksi ini menyebabkan

tekanan di dalam bintang menahan pengerutan bintang dan bintang menjadi

mantap. Untuk bintang bermassa kecil (0,1-0,5 massa matahari), proses

pembakaran hidrogen membentuk helium terus berlangsung sampai akhirnya

bintang ini menjadi katai putih (white dwarf).

Untuk bintang bermassa 0,5 - 6 massa matahari, proses pembakaran

hidrogen membentuk helium terus berlangsung akibatnya jumlah helium di pusat

bintang bertambah. Ketika hidrogen dipusat habis, terjadi pembakaran helium

menjadi karbon (C) di pusat sedangkan pembakaran hidrogen berlangsung di kulit

bintang. Proses ini tidaklah stabil, akibatnya bintang berdenyut. Bagian luar

bintang mengembang dan mengerut secara periodik sebelum akhirnya materi

terlempar keluar membentuk selubung dan menjadi kabut planet (planetary

nebula). Bagian bintang yang tersisa akan mengerut dan membentuk bintang katai

putih (white dwarf). Kadang katai putih meledak (peristiwa nova atau super nova

tipe I) bila meledak akan hancur sama sekali.

Bila semula masaa bintang lebih dari 6 massa matahari, pembakaran

karbon berlanjut hingga terbentuk neon. Lalu neon pun mengalami fusi

membentuk oksigen. Begitu seterusnya hingga secara berturut-turut terbentuk

silikon, dan terakhir besi. Kita bisa lihat di diagram penampang bintang di bawah

ini, bahwa reaksi fusi sebelumnya tetap terjadi di luar lapisan inti. Sehingga ada

banyak lapisan reaksi fusi yang terbentuk ketika di bagian pusat bintang sedang

terbentuk besi.

Gambar 7. Lapisan-lapisan reaksi fusi pada bintang (http://duniaastronomi.com)

13

Setelah reaksi yang membentuk besi terhenti, tidak ada proses pembakaran

selanjutnya. Akibatnya, tekanan menurun dan bagian inti bintang memampat.

Karena begitu padatnya, jarak antara neutron dan elektron pun mengecil sehingga

elektron bergabung dengan neutron dan proton. Peristiwa ini menghasilkan

tekanan yang sangat besar dan mengakibatkan bagian luar bintang dilontarkan

dengan cepat, bintang akan meledak dahsyat, hancur sama sekali dalam peristiwa

supernova tipe II. Dari sisa ledakan, bintang mengerut namun masih bisa menahan

tekanan gravitasinya. Inti memanas, dan inti besi membelah. terbentuklah bintang

neutron. Disebut demikian karena partikel dalam bintang ini hanya neutron. Bila

bintang neutron ini berotasi akan memencarkan gelombang radio, dan dinamakan

sebagai pulsar.

Bila massa bintang lebih besar dari massa pembentukan bintang neutron,

maka ketika bintang mengerut gaya gravitasi di inti bintang begitu besarnya dan

terbentuklah lubang hitam (black hole). Black Hole atau Lubang hitam merupakan

objek yang sangat massive, memiliki gravitasi yang sangat kuat sehingga dapat

menarik semua benda disekitarnya bahkan cahaya pun tidak dapat meloloskan diri

darinya. Disebut lubang hitam, karena tidak memancarkan gelombang

elektromagnetik

Gambar 8. Black hole/lubang hitam (http://www.celestiamotherlode.net)

14

Gambar 9. Evolusi bintang (http://duniaastronomi.com)

2.2.5 Keterkaitan Dalam Bidang Teknologi

Teknologi sangat berperan bagi manusia dalam mempelajari alam semesta

di luar atmosfer bumi seperti bintang. Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan

dan teknologi, manusia berlomba-lomba melakukan penelitian untuk menciptakan

suatu alat yang dapat memudahkan dalam mengamati peristiwa-peristiwa yang

terjadi di luar atmosfer bumi/ruang angkasa dan mempelajari benda-benda langit.

Sekitar tahun 1962, NASA (the National Aeronautic and Space

Administration) di AS membuat rekomendasi supaya negara adidaya tersebut

membangun teleskop di luar angkasa. Tahun 1977 kongres AS mulai

mengumpulkan dana untuk membangun mega proyek teleskop tersebut orbit di

Bumi, dan tepat di tahun yang sama proyek tersebut pun sudah dimulai. Menelan

biaya sebesar 2,5 milyar dollar dalam pembuatannya. Teleskop ini diluncurkan

menggunakan pesawat luar angkasa Discovery pada tanggal 24 April 1990 dengan

nama Teleskop Ruang Angkasa Hubble (TRAH) atau dalam bahasa inggrisnya

Hubble Space Telescope (HST). Nama teleskop tersebut diambil dari nama

15

astronom AS Edwin Powell Hubble, yang mendapat gelar sebagai bapak

kosmologi modern dan telah membuktikan tingkat ekspansi alam semesta.

Teleskop Ruang Angkasa Hubble berada sekitar 600 kilometer di atas

permukaan bumi. Berbentuk silinder sepanjang 13 meter, lebar 4 meter, dan berat

11,6 ton. Teleskop ini dilengkapi sayap berupa panel surya sepanjang 12 meter.

Panel surya ini untuk mengumpulkan energi matahari yang akan diubah menjadi

energi listrik. Berkat energi listrik itulah, teleskop bisa bekerja. Terdapat 6 kamera

dilengkapi dengan sensor inframerah dan sinar ultraviolet. Terdapat 2 lensa

cekung dengan diameter 8 kaki (2,4 meter) sebagai lensa utama (primer) dengan

berat mencapai 826 kilogram dan lensa satu lagi berdiameter 0,3 meter. Lensa ini

terbuat dari kaca silika yang dilapisi oleh lapisan tipis aluminium murni untuk

merefleksikan cahaya. Selain lapisan aluminium, lensan juga dilapisi magnesium

flourida yang berguna untuk mencegah oksidasi dari sinar ultraviolet (UV) dari

matahari agar lensa tidak cepat rusak.

Teleskop mengelilingi bumi dengan kecepatan 8 kilometer per detik.

Untuk mengelilingi bumi satu kali putaran, teleskop ini memerlukan waktu sekitar

97 menit. Jadi dalam sehari, teleskop mampu mengelilingi bumi 16 kali tanpa

henti. Cara kerja teleskop ruang angkasa Hubble pertama-tama, Hubble

menangkap gambar, setelah diterima oleh teleskop, gambar tersebut akan diubah

manjadi kode digital dan diradiasikan ke bumi dengan menggunakan antena yang

memiliki kemampuan mengirimkan data 1 juta bit per detik. Setelah kode digital

diterima oleh stasiun di bumi, kode itu akan diubah menjadi foto dan spektrograf

(sebuah instrumen yang digunakan untuk mencatat spektrum astronomikal).

Pengendalian teleskop ruang angkasa hubble, sejak pertama kali dioperasikan

dikendalikan dari Goddard Space Flight Center di Greenbelt, Maryland, AS.

Teleskop ini dilengkapi berbagai instrumen yang berfungsi menstabilkan

posisinya dan mengarahkannya ke objek yang diamati. Tim ahli Goddard Space

Flight Center di Greenbelt, Maryland, AS, memantau dan mengendalikan teleskop

itu tanpa henti. Mereka memberikan perintah pada teleskop, misalnya menentukan

objek yang harus diamati dan menerima informasi melalui perantaraan sebuah

satelit. Agar bisa berkomunikasi dengan para ilmuwan di bumi, Hubble dilengkapi

antena dan komputer. Para ilmuwan mengirimkan perintah secara terperinci

16

beberapa kali sehari. Perintah itu diubah menjadi kode yang dapat dimengerti

komputer pada teleskop Hubble.

Hubble sangat banyak membantu para ilmuwan dalam mempelajari,

mengobservasi dan memahami tentang jagad raya, objek luar angkasa (lubang

hitam/black hole, galaksi, bintang), dll. Hubble adalah teleskop angkasa yang

berhasil menemukan Xena, planet ke-10 beserta Gabrielle, satelitnya. Selain itu,

Hubble juga bayak mengirimkan gambar-gambar yang menakjubkan tentang

kejadian-kejadian di luar angkasa seperti; supernova, lahirnya bintang, tabrakan

bintang, dll. Gambar sebuah galaksi raksasa tidak dikumpulkan dalam sehari saja.

Galaksi Messier 101 (M-101) adalah salah satunya.

Saat Hubble pertama kali digunakan untuk menangkap arget yang jauh, para

astronom ternyata mendapatkan gambar yang kabur (keluar dari focus

seharusnya). Ternyata kesalahan terjadi pada proses produksi lensa primer dengan

ukuran yang tidak sesuai. setelah perbaikan pada tahun 1993, sejak saat itu para

astronom dapat melihat jelas benda-benda yang ditangkap oleh Teleskop Ruang

Angkasa Hubble. Teleskop ini dirancang agar dapat diperbaiki oleh para astronot.

Kamera, sensor dan bahkan panel surya yang besar sudah pernah diganti. Dalam

catatan, teleskop ini telah dikunjungi sebanyak 5 kali yakni pada tahun 1993,

1997, 1999, 2002, dan 2009.

Gambar 10. Astronot melakukan perbaikan pada teleskop (http://www.lam-alif.com)

17

Gambar 11. Teleskop ruang angkasa Hubble (http://situsangkakala.blogspot.com)

(a) (b)

(c)Gambar 12. Hasil foto teleskop ruang angkasa Hubble (http://copyjava.blogspot.com)

(a) Planetary nebula, (b) Supernova, (c) Tabrakan dua galaksi

2.2.6 Keterkaitan Dalam Bidang Lingkungan

18

Keterkaitan bintang (matahari) dengan lingkungan adalah pemanfaatan

energi matahari sebagai sumber energi listrik alternatif melalui kombinasi

peralatan mekanikal yang kompak, contohnya sistem fotovoltaik. Pemanfaatan

energi matahari ini bertujuan untuk mengurangi ketergantungan terhadap bahan

bakar fosil (bahan bakar minyak, batubara, dan gas bumi) dan juga bertujuan

untuk mengurangi emisi gas karbondioksida (gas rumah kaca) yang dihasilkan

dari proses pembakaran bahan bakar fosil dan merupakan penyebab dari

pemanasan global (Global Warming).

Efek fotovoltaik merupakan proses dasar dimana sel fotovoltaik atau sel

surya mengkonversi cahaya matahari menjadi listrik. Dalam hal ini sel fotovoltaik

lebih spesifik mengambil energi cahaya matahari sebagai sumber utama yang

dapat diambil bebas, bersih dan tidak bersuara. Efek fotovoltaik pertama kali

ditemukan pada tahun 1839 oleh fisikawan asal Perancis, Alexandre Edmond

Becquerel.

Gambar 13. Sel fotovoltaik atau sel surya (http://images.wisegeek.com)

Bahan sel fotovoltaik terdiri dari kaca pelindung dan material adhesive

transparan yang melindungi bahan sel fotovoltaik dari keadaan lingkungan,

material anti-refleksi untuk menyerap lebih banyak cahaya dan mengurangi

jumlah cahaya yang dipantulkan, semikonduktor tipe P dan tipe N (terbuat dari

silikon) untuk menghasilkan medan listrik. Semikonduktor tipe P adalah

19

semikonduktor yang bersifat positif akibat dari kekurangan elektron, sedangkan

semikonduktor tipe N adalah semikonduktor yang bersifat negatif akibat dari

kelebihan elektron. Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai cara kerja sel

fotovoltaik:

1. Foton dalam cahaya matahari mengenai panel fotovoltaik dan diserap

oleh semikonduktor tipe P-N.

2. Semikonduktor tipe P (positif) menghasilkan hole dan semikondukor

tipe N (negatif) melepaskan elektron. Hal ini menyebabkan terciptanya

pengkutuban.

3. Elektron akan bergerak dari semikonduktor tipe N ke tipe P, maka

akan terjadi beda potensial diantara keduanya dan menghasilkan arus

listrik satu arah (DC)

4. Daya listrik DC tidak dapat langsung digunakan pada rangkaian listrik

rumah atau bangunan sehingga harus mengubah daya listriknya dengan

daya listrik AC.Dengan menggunakan konverter maka daya listrik DC

dapat berubah menjadi daya listrik AC sehingga sekarang dapat

digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik.

Gambar 14. Cara kerja sel fotovoltaik (http://teknologisurya.files.wordpress.com)

2.2.7 Keterkaitan bintang dengan bidang ilmu Geologi

Proses pelapukan pada batuan yang disebabkan oleh pemanasan sinar

matahari. Pelapukan batuan akibat pemanasan sinar matahari disebut dengan

pelapukan fisika. Pelapukan fisika menyebabkan perubahan material batuan tanpa

perubahan dalam komposisi kimia. Artinya batuan yang besar berubah ke dalam

20

batuan yang lebih kecil disebabkan berbagai tekanan yang penyebabnya adalah

rekahan pada batuan itu sendiri. Kebanyakan pelapukan fisika terjadi di atas

permukaan bumi, hanya pada kasus khusus saja terjadi di kedalaman pelapisan

batuan.

Panas sinar matahari dan dinginnya malam mengakibatkan batuan

mengembang dan mengerut. Ini terjadi berulang-ulang dan menimbulkan

tegangan di dalam batuan, akhirnya akan meretakkan batuan itu. Bila terjadi

retakan pada batuan, air akan masuk ke dalam retakan kemudian membeku pada

kondisi udara dingin di malam hari. Ketika air membeku, volume air makin besar,

kadang-kadang hampir 10% dari volume air sebelum membeku. Air yang

membeku tersebut mulai menekan sekeliling celah atau retakan batuan tersebut.

Hal ini terjadi bertahun-tahun, bahkan sampai jutaan tahun, akibatnya batuan yang

berukuran besar berubah menjadi ukuran yang lebih kecil.

Gambar 15. Proses pelapukan batuan (https://encrypted-tbn2.gstatic.com)

21

Gambar 16. Air yang membeku menekan dinding retakan(McKnight, 1990 dalam Permana, 2005)

Gambar 17. Akibat pelapukan, batu ukuran besar menjadi ukuran kecil(McKnight, 1990 dalam Permana, 2005)

2.2.8 Keterkaitan Dalam Bidang Kesehatan

Paparan sinar Ultraviolet (UV) yang dipancarkan oleh matahari

meningkatkan resiko kanker kulit pada paparan berulang dengan dosis tertentu.

Sinar UV yang berhasil masuk ke kulit bagian dermis merusak DNA sel kulit.

Ultraviolet merupakan suatu radiasi elektromagnetik yang mempunyai panjang

gelombang lebih pendek daripada sinar violet yang berkisar antara 100 – 400

nanometer. Spektrum dari sinar UV dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu: UVA

(320-400 nm), UVB (280-320 nm) dan UVC (200-280 nm). Sebagian besar dari

sinar UV yang mencapai bumi adalah UVA (90-99%) dan UVB (1-10%),

22

sedangkan UVC diabsorbsi oleh lapisan ozon. UVB sangat berperan dalam

meyebabkan luka bakar (sunburn) dan kanker kulit, sedangkan UVA berperan

dalam menyebabkan kulit hitam (tanning) dan fotosensitivitas. Keduanya juga

sama-sama berperan dalam menyebabkan kanker kulit, walaupun sebenarnya

UVB lebih karsinogenik 1000 – 10000 kali dibandingkan UVA.

Jenis kanker kulit yang paling sering ditemukan adalah: karsinoma sel

basal, karsinoma sel skuamosa dan melanoma malignum.

1. Karsinoma sel basal adalah kanker kulit yang menyerang sel lapisan basal

atau dari lapis luar sel folikel rambut. Merupakan tipe terbesar yang paling

sering ditemukan yaitu lebih dari 75%. Biasanya mulai tumbuh sebagai

benjolan yang transparan, dan umumnya menginfeksi daerah wajah / leher.

Gambar 18. Karsinoma sel basal (http://www.she-health-living.com )

2. Karsinoma sel skuamosa adalah kanker kulit yang menyerang sel-sel

skuamosa bagian epidermis kulit. Merupakan tipe kedua terbesar yang

sering ditemukan. Kanker jenis ini dapat tumbuh dengan bergai ragam

bentuk, dan umumnya menginfeksi bibir atau pada luka bakar/jaringan

parut.

3. Melanoma malignum adalah kanker kulit yang menyerang sel melanosit

epidermis kulit. Sel melanosit berfungsi dalam pembentukan pigmen

melanin pada kulit. Merupakan tipe kanker yang paling jarang ditemukan

tetapi merupakan tipe paling serius daripada tipe kanker kulit lainnya,

karena memilki potensi besar untuk menyebar ke jaringan lain dalam

tubuh. Melanoma biasanya berwarna coklat kehitaman.

23

(a) (b)

Gambar 19. (a) Karsinoma sel skuamosa, (b) Melanoma malignum(http://www.she-health-living.com )

24

BAB III

PENUTUP

3.1 Simpulan

Dari pembahasan yang telah dipaparkan, dapat disimpulkan hal-hal

sebagai berikut.

1. Struktur Matahari terdiri atas empat lapisan, yaitu bagian inti Matahari

(Solar Core), lapisan fotosfer (Photospere), lapisan kromosfer, dan

lapisan korona (Corona).

2. Hubungan bintang ditinjau dari beberapa aspek ilmu pengetahuan:

Kimia: dalam pembentukan energi yang terjadi pada bagian inti

matahari melalui reaksi fusi (penggabungan) inti hidrogen

membentuk inti helium

Fisika: proses perambatan energi panas matahari dari inti matahari ke

permukaan matahari, lalu diteruskan ke permukaan bumi dengan cara

koveksi dan radiasi

Biologi: mengubah zat anorganik H2O dan CO2 pada tumbuhan

menjadi energi kimiawi yang disimpan dalam gula dan molekul

organik lainnya dengan bantuan cahaya matahari (fotosintesisi)

Astronomi: seperti manusia, bintang juga mengalami perubahan

tahap kehidupan. Sebutannya adalah evolusi bintang

Teknologi: pemanfaatan teleskop ruang angkasa Hubble untuk

membantu dalam pengamatan benda-bena ruang angkasa khusunya

bintang

Lingkungan: pemanfaatan energi matahari sebagai sumber energi

listrik alternatif melalui kombinasi peralatan mekanikal yang

kompak, seperti sel fotovoltaik

Geologi: proses pelapukan pada batuan yang disebabkan oleh

pemanasan sinar matahari

Kesehatan: paparan sinar Ultraviolet (UV) yang dipancarkan oleh

matahari meningkatkan resiko kanker kulit pada paparan berulang

dengan dosis tertentu.

25

3.2 Saran

Adapun saran yang diperoleh dalam penulisan makalah ini adalah

diharapkan pembaca dapat mengkaji lebih lanjut tentang bintang dan kaitannya

dengan beberapa aspek ilmu pengetahuan sehingga dapat dijadikan sebagai

sumber informasi bagi masyarakat khususnya bagi mahasiswa program

pendidikan IPA.

26

DAFTAR PUSTAKA

Campbell NA, et all.2002. Biologi. Jakarta. Erlangga

Denot, Ramdani. 2013. Teleskop Ruang Angkasa Hubble. (Online) (http://denotramdani4.wordpress.com/2013/04/13/teleskop-ruang-angkasa-hubble/) diaskes tanggal 8 Mei 2013

Ditalia. ----. Evolusi Bintang. Online (http://blog.unsri.ac.id /download2/ 39112.pdf diakses tanggal 30 April 2013)

Partogi, Donna. 2008. Karsinoma Sel Basal. (online) (http://repository.usu.ac.id /bitstream/123456789/3412/1/08E00603.pdf) diakses tanggal 24 April 2013

Permana, Tito. 2005. Pelapukan dan Tanah. (online) (http://www.p4tkipa.net/modul/Tahun2005/SMP/IPBA/Pelapukan%20dan%20Tanah.pdf) diakses tanggal 29 Mei 2013

Suhandi, Andi. 2012. Anggota Tata Surya dan Karakteristiknya. (online).(http://file.upi.edu/Direktori/DUAL_MODES/KONSEP_DASAR_BUMI_ANTARIKSA_UNTUK_SD/BBM_7.pdf) diakses tanggal 22 April 2013

Suhandi, Andi. 2012. Radiasi Energi Matahari. (Online) http://file.upi.edu/Direktori /DUALMODES/KONSEP_DASAR_BUMI_ ANTARIKSA_UNTUK_SD/BBM_8.pdf diakses tanggal 25 April 2013)

James Trefil and Robert M.Hazen.2007. The Sciences An Integrated Approach. USA:George Mason University

Widodo, dkk. 2009. Pemberdayaan Energi Matahari Sebagai Energi Listrik Lampu Pengatur Lalu Lintas. (Online) (http://etalase.unnes.ac.id/files/060b4f5b6b39a86c90970b9ca4619a30.pdf) diakses tanggal 10 Mei 2013