PERTEMUAN KE 2 -...
Transcript of PERTEMUAN KE 2 -...
PERTEMUAN KE 2
Ide Dasar: Matahari dan bintang-bintang menggunakan reaksi nuklir fusi untuk mengubah materi menjadi energi.
Bintang padam Ketika bahan bakar nuklirnya habis. S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B
SIFAT BINTANG
Astronomi
Ilmu paling tua
Zodiac of Denderah Merupakan sebuah peta langit yang melukiskan 12 rasi zodiak. Ditemukan di dalam kuil Hathor pada masa kebudayaan Mesir kuno. S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B
SIFAT BINTANG
Bintang :Reaktor fusi di
angkasa-Bola gas
Matahari terlihat sebagai
sebuah bola gas yang
berpijar. Dalam sistem tata
surya, ukuran matahari jauh
lebih besar daripada planet-
planet yang mengelilinginya. S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B
SIFAT BINTANG
Keberadaan bintang di langit berawal dan berakhir
Tidak semua bintang di langit muncul
bersamaan. Semua bintang memiliki riwayat
hidup, yang berarti ada kelahiran dan
kematian. Pada gambar medan bintang di
samping, terlihat bintang-bintang dari
berbagai usia. Beberapa diantaranya ada
yang baru lahir dan ada yang hampir habis
masa hidupnya. Tapi kita tidak dapat melihat
perubahannya secara langsung karena
membutuhkan waktu yang jauh lebih
panjang daripada skala hidup manusia.
S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B
PENGUKURAN BINTANG MENGGUNAKAN
TELESKOP DAN SATELIT
Radiasi Elektromagnetik
Setiap hari kita hidup dengan dihujani oleh cahaya. Cahaya
merupakan sebagian kecil radiasi elektromagnetik yang
dipancarkan oleh bintang. Sebuah bintang memancarkan
energinya pada seluruh panjang gelombang. Karena letak
bintang yang sangat jauh dan tak terjangkau, maka astronom
hanya bermodalkan hujan radiasi elektromagnetik tersebut
berupaya menguak misteri langit.
Pengukuran foton: Panjang gelombang, Intensitas dan Arah
Variasi 3 parameter di atas
S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B
Spektrum dari 7 bintang dengan kelas
spektrum yang berbeda, yaitu O, B, A, F,
G, K, dan M
Grafik perubahan intensitas cahaya asteroid 201 Penelope
(atas). Pemetaan arah bintang pada bola langit (bawah).
S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B
TELESKOP
Disain Optik
Pembias (menggunakan lensa)
Pemantul (menggunakan cermin)
Jenis Pengamatan
Astrometri (posisi)
Fotometri (intensitas)
Spektroskopi (warna)
S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B
TELESKOP
Kepekaan Terhadap Cahaya
Dualisme Cahaya :
Gelombang (radio – ultraviolet)
Partikel (extreme ultraviolet – sinar gamma)
S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B
TELESKOP
Posisi
Landas Bumi
Landas angkasa
Pengamatan Astronomi dilakukan pada seluruh panjang gelombang. Pada beberapa panjang gelombang tertentu atmosfer bumi bersifat kedap. Pada daerah panjang gelombang tersebut, pengamatan harus
dilakukan dari luar atmosfer Bumi. S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B
Distribusi energi menurut panjang gelombang untuk pancaran
benda hitam dengan berbagai temperatur (Spektrum Benda
Hitam)
Makin tinggi temperatur benda hitam, makin tinggi pula intensitas
spesifiknya dan jumlah energi terbesar dipancarkan pada pendek
Intensitas spesifik benda
hitam sebagai fungsi
panjang gelombang
Kasatmata
(m)
Inte
ns
itas
Sp
es
ifik
[B(T
)]
0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00
UV Inframerah
8 000 K
7 000 K
6 000 K
5 000 K 4 000 K
Suryadi Siregar, Astronomi-FMIPA-ITB
Panjang gelombang maksimum bagi pancaran benda
hitam, yaitu pada harga yang maksimum (maks) dapat
diperoleh dari syarat maksimum, yaitu,
= 0 d B(T)
d
. . . . . . . . . . . . . . . (2-17)
0,00
(m)
Inte
ns
itas
Sp
es
ifik
[B(T
)]
0,50 1,00 1,50 1,75 2,00
Garis Singgung
λmaks Suryadi Siregar, Astronomi-FMIPA-ITB
Dari pers. (2-15) : 5
2 h c2 1
e hc/kT - 1 B (T) =
dan pers. (2-17) : = 0 d B(T)
d
diperoleh, = 4,965 h c
k T
Buktikan !
Apabila kita masukan harga h, k dan c, maka pers.
Menjadi. Ingat T dalam Kelvin dan dalam cm
T=0,2988
Suryadi Siregar, Astronomi-FMIPA-ITB
MATAHARI
Matahari Adalah Bintang Terdekat Dari bumi
Struktur
Pusat bintang
Zona Konveksi
(Convection Zone)
Fotosfer
Kromosfere
Korona
S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B
MATAHARI
Interaksi Dengan Lingkungan Sekitar
Aliran partikel bermuatan
Salah satu bukti interaksi Matahari dengan lingkungan sekitarnya dapat
dilihat pada aktifitas partikel bermuatan yang dipancarkan Matahari
terhadap magnetosfer bumi dalam bentuk aurora. S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B
Earth’s
magnetosphere
Solar Wind Flows out from the corona
Continuously, in all directions
Impacts Earth’s magnetic field
Image credit: K. Endo, Nikkei Science Inc. S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B
ENERGI MATAHARI
Sumber Energi Matahari Semua berawal dari hidrogen
Reaksi Fusi 3 langkah pembakaran hidrogen
1) P + P D + e+ + neutrino + energi
2) D + P 3He + foton + energi
3) 3He + 3He 4He + 2protons + foton + energi
Perkiraan Lama Hidup 11 milyar tahun
S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B
KERAGAMAN JENIS BINTANG
Perbedaan Tampak
Warna
Kecerlangan (magnitudo)
Jarak
Kecerlangan mutlak (magnitudo absolut)
Output energi
luminositas
Kecerlangan tampak (magnitudo semu)
Skala magnitudo: bintang yang redup magnitudonya lebih besar dari
bintang yang terang. Magnitudo 0 bintang Alpha Lyrae
Perilaku
Massa total
umur S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B
SKALA JARAK DALAM ASTRONOMI
Satuan
Tahun cahaya
Metode Pengukuran
Triangulasi
Bintang variabel Cepheid
S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B
Kecepatan tangensial, kecepatan radial
dan kecepatan ruang dihitung dari
formula:
2 2
4 74t
r
t r
V , r km / s ,
V c
V V V
gerak diri
jarak bintang
o
r
panjang gelombang acuan
S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B
DIAGRAM HERTZSPRUNG-RUSSEL
Pengelompokan Bintang
Bintang deret utama
Raksasa merah
Katai putih
S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B
FLUKS(F) , LUMINOSITAS(L) DAN
MAGNITUDO(M)
M A G N I T U D O S E M U ( m ) = M A G N I T U D O YA N G K I TA A M AT I D I B U M I
M A G N I T U D O A B S O L U T ( M ) = M A G N I T U D O S E M U B I N TA N G B I L A J A R A K N YA 1 0 PA R S E K
2 4
2
11 2
2
44
2,5log
LL R T F
r
Fm m
F
F R
_____ ____r
5 5logm M r
L
S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B
KELAHIRAN BINTANG
Hipotesis Nebula
Laplace
(a) nebula yang berotasi
perlahan (b) piringan
dengan gumpalan masif di
tengahnya (c) planet yang
dalam proses kelahiran
terlihat berupa gumpalan
materi, dan (d) tata surya
yang terbentuk.
S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B
DERET UTAMA DAN KEMATIAN BINTANG
Bintang Bermassa Lebih Kecil Dari Matahari
Katai coklat
Bercahaya selama 100 milyar tahun
Tanpa perubahan ukuran, temperatur, dan output energi
S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B
DERET UTAMA DAN KEMATIAN BINTANG
Bintang bermassa sama
dengan Matahari
1. Pembakaran hidrogen
berlangsung lebih cepat
Bergeser dari deret utama
2. Pembakaran Helium
3. Raksasa merah
4. Keruntuhan pusat
dimulai
5. Katai putih
Hubungan massa-luminositas
Log M = 0,1 (4,6-Mb ) bila 0 < Mb < 7,5
Log M = 0,145 (5,2 - Mb ) bila 7,5 < Mb < 11
Dalam hal ini M [ massa Matahari], Mb
magnitudo absolut bolometrik
S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B
DERET UTAMA DAN KEMATIAN BINTANG
Bintang Bermassa Lebih Besar
Dari Matahari
Keruntuhan dan pembakaran
beruntun
Pusat besi
Keruntuhan katastropik
supernova
Animasi S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B
BINTANG NEUTRON DAN PULSAR
Bintang Neutron
Berkerapatan tinggi dan
berukuran kecil
Berotasi sangat cepat
Hampir tak bercahaya
Pulsar
Bintang neutron dengan kondisi
khusus
Radiasi elektromagnetik
Tahap akhir supernova
S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B
LUBANG HITAM
Sisa keruntuhan bintang yang sangat besar
“Penjara gravitasi”. Terjadi bila massa awal
cukup besar
Tak bercahaya, dikenal lewat sifat-sifat dinamis
bintang disekitarnya
Pengaruh keberadaannya terhadap bintang lain
Terdeteksi pada sinar-X dan sinar gamma
S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B