FISIKA BUMI DAN ANTARIKSAMATAHARI SEBAGAI PUSAT TATA SURYA

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKAFAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKANUNIVERSITAS BENGKULU2008

1.TUJUAN INSTRUKSIONAL UMUMSetelah mempelajari modul ini Anda diharapkan dapat memahami tentang tata surya dan sifat-sifat anggota tata surya yang terdiri dari matahari, planet-planet dengan satelit, komet dan meteor.

2.TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUSSetelah mempelajari modul ini Anda diharapkan dapat :Menerangkan bahwa matahari adalah pusat dari tata surya;Menerangkan keadaan matahari;Menerangkan sifat khusus matahari;Menerangkan beberapa teori yang menceritakan tentang asal-usul tata surya;Menjelaskan gerak planet-planet anggota tata surya;Menerangkan kedudukan asteroid dalam tata surya;Menerangkan kedudukan satelit-satelit dari planet-planet anggota tata surya, khususnya bulan sebagai satelit bumi;Menerangkan tentang komet yang sering tampak dalam lingkungan tata surya;Menerangkan tentang meteor yang banyak terdapat dalam lingkungan tata surya;Menerangkan tentang terjadinya gerhana bulan;Menerangkan tentang terjadinya gerhana matahari.

JARAK, MASSA, RADIUS, DAN LUMINOSITAS MATAHARI.

Berdasarkan perhitungan dan pengamatan, bahwa matahari adalah bintang. Matahari merupakan bintang yang terdekat dengan bumi. Permukaan matahari disebut si muka kuning.

Jarak rata-rata bumi ke matahari disebut 1 satuan astronomi (1 SA). Cara modern yang tercermat untuk menentukan satuan astronomi adalah dengan menggunakan pengukuran jarak Venus dengan gelombang radar. Orbit bumi dan Venus tidak terletak pada satu bidang dan orbit keduanya tidak berupa lingkaran. Dari hasil perhitungan jarak matahari ke bumi = 149.597.892 kilometer.BENTUK DAN KEADAAN FISIK MATAHARI

FOTOSFERCahaya matahari yang kita lihat berasal dari fotosfer. Bila kita melihat matahari, bagian tengah matahari tampak lebih terang dari tepinya. Hal ini disebut efek penggelapan tepi karena bila kita melihat ke tengah radiasinya berasal dari lapisan yang lebih dalam dan panas daripada kalau kita melihat ke tepi.Fotosfer merupakan lapisan setebal 300 Km. pada fotosfer terlihat gelembung-gelembung kecil ( 700 100 Km atau 1) yang disebut granulasi matahari. Pada bagian ini juga terdapat obor fotosfer (faculae), yaitu berupa bagian-bagian fotosfer yang lebih tinggi.

KROMOSFERBagian atmosfer matahari di atas fotosfer disebut kromosfer. Tebalnya sekitar 10.000 Km. Pada saat gerhana matahari total, kromosfer tampak sebagai juluran-juluran dari tepi bulan.Ada kalanya kromosfer terlempar jauh sehingga membentuk lengkungan besar dan semburan pancaran gas jauh di atas permukaan matahari yang disebut prominance (protuberan). Warnanya merah dan bentuknya tidak tetap.

KORONASelubung terluar matahari disebut korona. Korona dapat dilihat pada saat gerhana matahari total. Dengan menggunakan Coronagraph, korona bagian dalam dapat dilihat di luar gerhana. Kecemerlangannya 10-6 kali fotosfer. Suhu di tengah korona 2 x 106 K, jauh lebih tinggi daripada fotosfer.Walaupun suhunya tinggi tetapi korona tidak terlihat karena kerapatannya yang rendah. Tekanan di bagian dalam korona 10-11 atmosfer. Korona terdiri dari tiga bagian, yaitu :1. Korona L 2. Korona K 3. Korona F

NODA MATAHARINoda matahari sering terdapat berkelompok. Noda matahari adalah bagian fotosfer yang relatif dingin (4000 K). Statistik noda matahari dilakukan dengan menghitung bilangan noda matahari dengan menggunakan rumus :R = konstanta x (10 g + f)R = Jumlah kelompok noda (Noda tunggal dihitung sebagai satu kelompok).f = Jumlah noda individual.Konstanta untuk mengubah sistem ke Zurich.

PROMINANCEDisebut juga protuberan. Tampak sebagai kobaran gas dari tepi matahari. Dahulu hanya tampak pada saat terjadi gerhana matahari total. Sekarang dapat terlihat pada spektroheliogram. Di tepi matahari terlihat terang terhadap latar belakang langit gelap, spektrumnya emisi. Di tengah tampak terhadap latar belakang fotosfer yang cemerlang, spektrumnya absorbsi. Quiescent prominance tetap stabil selam beberapa jam, bahkan sampai beberapa hari serta dapat mencapai ketinggian puluhan ribu Km di atas permukaan matahari. Quiescent prominance didukung oleh medan magnet korona.Eruptive prominance tampak melontarkan materi dengan hingga 700 Km/detik dan surge prominance yang paling aktif dapat bergerak dengan kecepatan 1300 Km/detik. Eruptive prominance ditimbulkan oleh perubahan mendadak medan magnet. Prominance mengikuti siklus 11 tahun matahari.

FLAREPeristiwa lain yang terjadi di sekitar noda matahari adalah flare, yaitu peristiwa kilatan cahaya yang berlangsung cepat di sekitar noda matahari. Energi yang dipancarkan sekitar 1028 hingga 1032 erg.

ROTASI MATAHARIKecepatan rotasi matahari dapat ditentukan dari noda-noda matahari. Kecepatan rotasi di ekuator lebih cepat daripada di daerah kutub. Di dekat ekuator periode rotasi sekitar 25 hari sedang pada lintasan 300, periodenya sekitar 27,5 hari. Perbedaan rotasi ini disebut rotasi differensiasi.

RIWAYAT MATAHARI

Walaupun umurnya dapat mencapai bermilyar-milyar tahun., matahari memiliki awal dan akhir, karena matahari terus menerus memancarkan cahaya yang diduga akan habis setelah memancarkan 38 x 1022 Watt/detik, yang telah dapat dinikmati di bumi oleh semua makhluk hidup. Energi matahari akan habis 5 milyar tahun yang akan datang. Matahari juga memancarkan energi ke seluruh penjuru dengan sebanyak 657 juta ton/detik. Pada saat itu matahari akan mengembang sampai mencapai planet Merkurius dan Venus.

SEJARAH TERBENTUKNYA TATA SURYA

Matahari adalah pusat tata surya dan dalam tata surya terdapat planet-planet yang kesemuanya mengelilingi matahari. Ada dua golongan besar teori yang memperkirakan terjadinya tata surya, yaitu :Tata surya berasal dari matahari yang sebagian materinya terlepas dan menjadi planet-planet serta satelit-satelit.

Teori-teori yang mendukung teori ini diantaranya :a.Teori Pasang Surut (James Jeans dan Jeffreys/1917)Teori ini menyatakan bahwa ada bintang besar yang mendekati matahari, sehingga terjadi efek pasang pada kabut matahari. Akibat daya listrik bintang besar tersebut sebagian massa matahari tertarik dan terlepas dari matahari yang bentuknya menyerupai cerutu. Kemudian pecah berputar dan mendingin menadi planet-planet kecil seperti yang sekarang.

Teori Bintang Kembar

Teori ini menyatakan bahwa matahari dahulu merupakan dua bintang kembar. Kemudian satu bintang meledak dan pecahnya mendingin membentuk planet-planet dan satelit-satelit. Semua planet dan satelit yang terbentuk ini terpengaruh oleh gravitasi matahari, maka planet-planet dan satelit itu beredar mengelilingi matahari membentuk tata surya seperti sekarang.

Tata surya berasal dari kabut asal atau nebula yang terdiri dari Helium dan Hidrogen. Teori ini dikenal dengan teori nebula.

Teori-teori yang mendukung teori ini diantaranya :a.Teori-teori KantTeori menyatakan bahwa di angkasa berisi berbagai macam gas. Gas-gas yang massanya besar menarik gas-gas yang ada di sekelilingnya. Bagian-bagian kecil itu menyatukan dirinya sehingga membentuk kabut yang besar yang selanjutnya menjadi matahari. Akibat tumbukan antara bola-bola gas menyebabkan kabut itu menjadi panas dan berputa. Kabut itu selanjutnya mendingin yang mengakibatkan perputarannya menjadi lebih cepat. Kabut itu juga mengalami pemampatan dan penyusutan yang menambah cepatnya perputaran kabut itu. Di tempat perputaran yang paling cepat, yaitu di bagian ekuator, bola kabut itu melontarkan bola-bola gas yang kemudian mendingindan membentuk planet-planet dan satelit.

b.Teori Nebula Laplace

Teori ini pada prinsipnya sama dengan teori nebula yang dikemukakan oleh kant. Hanya Pierre de Laplace gas raksasa memang telah berputar dan dalam keadaan panas. Akibat beranggapan bahwa sejak semula kabut perputarannya yang semakin cepat disertai penyusutan, maka sebagian gas pada daerah ekuator terlepas. Gas-gas tersebut mendingin dan menjadi planet-planet yang berputar mengelilingi massa asalnya.Karena perputarannya maka nebula yang berputar itu menjadi pipih seperti piringan yang dikenal dengan kabut pilin. Inti kabut pilin itu merupakan bagian yang paling panas, yaitu matahari. Bagian luar mendingin dan berkontraksi menjadi planet-planet.

c. Teori Planetisimal Chamberlin dan Moulton (1905)

Seperti teori Kant-Laplace, teori ini menganggap bahwa susunan matahari terjadi dari kabut. Hanya bentuk kabut itu tidak merupakan bola, melainkan merupakan bentuk spiral atau berbentuk pilin yang disebut kabut pilin. Kabut pilin itu terdiri dari butir-butir benda padat yang diduga sebagai benda yang dingin dan dinamai planetisimal. Besar planetisimal jauh lebih kecil daripada planet yang telah kita kenal sekarang.

SIFAT PLANET TATA SURYA

1.Suhu PlanetPlanet-planet (kecuali planet Jupiter) tidak mempunyai sumber panas yang berarti. Pada orbit bumi, energi matahari yang datang per detik per cm2 adalah 1,37 x 106 erg/(detik cm2). Harga itu disebut tetapan matahari. Misalkan suatun planet berjarak r SA dari matahari, maka energi matahari yang datang per detik adalah : (1,37 x 106) / r2. jadi energi yang diterima planet (yang radiusnya R) adalah : R2 (1,37 x 106)/ r2.

2.Atmosfer PlanetFaktor-faktor yang menentukan kemampuan planet mengikat atmosfer adalah massa, radius, dan suhu yang dimilikinya. Suatu planet dapat mengikat atmosfer sepanjang massa hidupnya yang beberapa milyar tahun bila kecepatan rata-rata molekul di permukaan planet 1/6 kecepatan lepasnya. .

Nama-nama Planet dan Pengelompokannya

Nama-nama planet menurut jaraknya terhadap matahari :Planet Inferior (Planet Dalam): Merkurius, Venus, dan Bumi.Planet Superior (Planet Luar): Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus.

Planet dalam adalah planet-planet yang peredarannya ada diantara matahari dan bumi. Sedangkan planet luar adalah planet-planet yang peredarannya ada di luar peredaran bumi.

Berdasarkan perbandingan besar ukuran planet dan satelit dengan besarnya bumi, para ahli mengelompokkan planet-planet menjadi :

a.Planet Kebumian (Planet Terestrial/ Planet Minor)Yang termasuk planet kebumian adalah Merkurius, Venus, Bumi, dan Mars.

b.Planet Jovian (planet Raksasa/ Planet Mayor)Yang termasuk planet Jovian adalah planet Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus.

Gerak Planet

Diketahui ada 42 satelit yang mengelilingi planet-planet. Diantara planet Mars dan Jupiter terdapat planet-planet kecil yang disebut planetoid atau asteroid. Baik planet maupun satelit mempunyai gerak yang beraturan, yaitu pada :

Gerak Planet a. Orbit planet bereksentrisitas kecil.(Eksentrisitas = e = jarak fokus = jarak sumbu besar).Orbit semua planet hampir terletak sebidang.Semua planet bergerak mengelilingi matahari dalam arah yang samaSemua planet (kecuali Uranus) dan matahari mempunyai kemiringan bidang ekuator terhadap badang orbit yang kecil.

Gerak Satelita.Orbit kebanyakan satelit bereksentrisitas kecil.b.Bidang orbit kebanyakan satelit hampir sebidangdengan bidang orbit planet-planet.c.Kebanyakan satelit beredar searah dengan gerak planet-palnet, tetapi ada juga yang bergerak berlawanan arah.

WASSALAM