0

MENGENAL

SUPERNOVA DAN

BLACKHOLE

Disusun Oleh :

Fia Hilmiyati

Giovanni Illene

Sekar Endah Pangesti

Stevent Widjaja

SIMULASI DIGITAL

Tahun Pelajaran 2015/2016

1 | P a g e

KATA PENGANTAR

Puji syukur kita panjatkan kehadirat Tuhan yang Maha Pengasih

dan Maha Penyayang telah melimpahkan rahmat, taufiq dan hidayah-

Nya sehingga kami dapat menyelesaikan tugas Simulasi Digital

dengan judul “Mengenal Supernova dan Blackhole”, untuk

melengkapi nilai tugas.

Kami menyadari bahwa penulisan tugas ini masih jauh dari

sempurna karena keterbatasan yang ada pada kami. Untuk itu, saran

dan kritik yang sifatnya membangun akan senantiasa diterima demi

kesempurnaan dan kebaikan makalah ini.

Pekanbaru, 4 Mei 2016

( Penyusun )

2 | P a g e

DAFTAR ISI

Kata Pengantar ........................................................................................................... 1

Daftar Isi ...................................................................................................................... 2

Bab 1Supernova .......................................................................................................... 3

1. Pengertian Supernova .................................................................................... 3

2. Jenis- Jenis Supernova .................................................................................... 4

3. Tahapan Terjadinya Supernova..................................................................... 5

4. Dampak Supernova ....................................................................................... 6

Bab 2 Black Hole ...................................................................................................... 7

1. Pengertian Black Hole .................................................................................. 7

2. Proses Terbentuknya Black Hole ............................................................... 7

3. Pertumbuhan Black Hole ............................................................................ 8

4. Cakram Gas ................................................................................................... 9

5. Fakta- Fakta Menarik Black Hole .............................................................. 12

Daftar Pustaka ........................................................................................................... 15

3 | P a g e

BAB 1

Supernova

1. Pengertian Supernova Supernova adalah ledakan dari suatu bintang di galaksi yang

memancarkan energi lebih banyak daripada nova. Peristiwa supernova

ini menandai berakhirnya riwayat suatu bintang. Bintang yang

mengalami supernova akan tampak sangat cemerlang dan bahkan

kecemerlangannya bisa mencapai ratusan juta kali cahaya semula

bintang tersebut, beberapa minggu atau bulan sebelum suatu bintang

mengalami supernova, bintang tersebut akan melepaskan energi yang

setara dengan energi matahari yang dilepaskan matahari seumur

hidupnya, ledakan ini meruntuhkan sebagian besar material bintang

dengan kecepatan 30.000 km/s (10% kecepatan cahaya) dan

melepaskan gelombang kejut yang mampu memusnahkan medium

antarbintang

Ada beberapa jenis supernova. Tipe I dan II bisa dipicu dengan

satu dari dua cara, baik menghentikan atau mengaktifkan produksi

energi melalui fusi nuklir. Setelah inti bintang yang sudah tua berhenti

menghasilkan energi, maka bintang tersebut akan mengalami

keruntuhan gravitasi secara tiba-tiba menjadi lubang hitam atau bintang

neutron, dan melepaskan energi potensial gravitasi yang memanaskan

dan menghancurkan lapisan terluar bintang.

4 | P a g e

Rata-rata supernova terjadi setiap 50 tahun sekali di galaksi

seukuran galaksi Bima Sakti. Supernova memiliki peran dalam

memperkaya medium antarbintang dengan elemen-elemen massa yang

lebih besar. Selanjutnya gelombang kejut dari ledakan supernova dapat

membentuk formasi bintang baru.

2. Jenis-Jenis Supernova

Berdasarkan garis spektrum pada supernova, maka didapatkan

beberapa jenis supernova :

a. Supernova Tipe Ia

Pada supernova ini, tidak ditemukan adanya garis spektrum

Hidrogen saat pengamatan. b. Supernova Tipe Ib/c

Pada supernova ini, tidak ditemukan adanya garis spektrum

Hidrogen ataupun Helium saat pengamatan. c. Supernova Tipe II

Pada supernova ini, ditemukan adanya garis spektrum Hidrogen

saat pengamatan. d. Hipernova

Supernova tipe ini melepaskan energi yang amat besar saat

meledak. Energi ini jauh lebih besar dibandingkan energi saat

supernova tipe yang lain terjadi.

Berdasarkan pada sumber energi supernova, maka didapatkan

jenis supernova sebagai berikut :

a. Supernova Termonuklir (Thermonuclear Supernovae)

o Berasal dari bintang yang memiliki massa yang kecil

o Berasal dari bintang yang telah berevolusi lanjut

o Bintang yang meledak merupakan anggota dari sistem

bintang ganda.

o Ledakan menghancurkan bintang tanpa sisa

o Energi ledakan berasal dari pembakaran Karbon (C) dan

Oksigen (O)

b. Supernova Runtuh-inti (Core-collapse Supernovae)

a. Berasal dari bintang yang memiliki massa besar

b. Berasal dari bintang yang memiliki selubung bintang

yang besar dan masih membakar Hidrogen di dalamnya.

c. Bintang yang meledak merupakan bintang tunggal

(seperti Supernova Tipe II), dan bintang ganda (seperti

supernova Tipe Ib/c)

d. Ledakan bintang menghasilkan objek mampat berupa

bintang neutron ataupun lubang hitam (black hole).

5 | P a g e

e. Energi ledakan berasal dari tekanan

3. Tahapan Terjadinya Supernova Suatu bintang yang telah habis masa hidupnya, biasanya akan

melakukan supernova. Urutan kejadian terjadinya supernova adalah

sebagai berikut:

Pembengkakan

Bintang membengkak karena mengangkat inti Helium di dalamnya

ke permukaan. Sehingga bintang akan menjadi sebuah bintang raksasa

yang amat besar, dan berwarna merah. Di bagian dalamnya, inti bintang

akan semakin meyusut. Dikarenakan penyusutan ini, maka bintang

semakin panas dan padat.

Inti Besi

Saat semua bagian inti bintang telah hilang, dan yang tertinggal di

dalam hanyalah unsur besi, maka kurang dari satu detik kemudian suatu

bintang memasuki tahap akhir dari kehancurannya. Ini dikarenakan

struktur nuklir besi tidak memungkinkan atom-atom dalam bintang

untuk melakukan reaksi fusi untuk menjadi elemen yang lebih berat.

Peledakan

Pada tahap ini, suhu pada inti bintang semakin bertambah hingga

mencapai 100 miliar derajat celsius. Kemudian energi dari inti ini

ditransfer menyelimuti bintang yang kemudian meledak dan

menyebarkan gelombang kejut. Saat gelombang ini menerpa material

pada lapisan luar bintang, maka material tersebut menjadi panas. Pada

suhu tertentu, material ini berfusi dan menjadi elemen-elemen baru dan

isotop-isotop radioaktif.

6 | P a g e

Pelontaran

Gelombang kejut akan melontarkan material-material bintang ke

ruang angkasa.

4. Dampak dari Supernova Supernova memiliki dampak bagi kehidupan di luar bintang

tersebut, di antaranya:

Menghasilkan Logam Pada inti bintang, terjadi reaksi fusi nuklir. Pada reaksi ini

dilahirkan unsur-unsur yang lebih berat dari Hidrogen dan

Helium. Saat supernova terjadi, unsur-unsur ini dilontarkan

keluar bintang dan memperkaya awan antar bintang di sekitarnya

dengan unsur-unsur berat. Menciptakan Kehidupan di Alam Semesta

Supernova melontarkan unsur-unsur tertentu ke ruang

angkasa. Unsur-unsur ini kemudian berpindah ke bagian-bagian

lain yang jauh dari bintang yang meledak tersebut. Diasumsikan

bahwa unsur atau materi tersebut kemudian bergabung

membentuk suatu bintang baru atau bahkan planet di alam

semesta

7 | P a g e

BAB 2

Blackhole

1. Pengertian Blackhole Lubang hitam atau Black Hole adalah sebuah pemusatan massa

yang cukup besar sehingga menghasilkan gaya gravitasi yang sangat

besar.Gaya gravitasi yang sangat besar ini mencegah apa pun lolos

darinya kecuali melalui perilaku terowongan kuantum.Medan gravitasi

begitu kuat sehingga 8 kecepatan lepas di dekatnya mendekati

kecepatan cahaya.

Misteri lubang hitam yg bertebaran di jagad raya dapat dikatakan

hampir mirip dengan konsep rentetan kejadian-kejadian aneh yg terjadi

di kawasan Segitiga Bermuda.

Tapi berbeda dengan kasus-kasus di Segitiga Bermuda yg rata-

rata menelan kapal laut maupun pesawat terbang, black hole dapat

berukuran lbh besar dari matahari dan mampu menarik dan menelan apa

saja yg berada di dekat nya termasuk planet-planet. Bahkan partikel

cahaya pun tidak mampu untuk meloloskan diri dari tarikan

gravitasi black hole yg super dashyat.

Istilah “lubang hitam” telah tersebar luas, meskipun ia tidak

menunjuk ke sebuah lubang dalam arti biasa, tetapi merupakan sebuah

wilayah di angkasa di mana semua tidak dapat kembali.

2. Proses Terbentuknya Blackhole Teori lubang hitam dikemukakan lebih dr 200 tahun yg lalu.Pada

1783 , ilmuwan John Mitchell mencetuskan teori mengenai kemungkinan

8 | P a g e

wujud nya sebuah lubang hitam setelah beliau meneliti dan mengkaji

teori gravitas Isaac Newton.

Beliau berpendapat, jika objek yg dilemparkan tegak lurus ke

atas, maka ia akan terlepas dr pengaruh gravitasi Bumi setelah

mencapai kecepatan lebih dr 11 km/s, maka tentu ada planet atau

bintang lain yg memiliki gravitasi lebih besar daripada Bumi.

Istilah “lubang hitam” pertama kali digunakan oleh ahli fisika

Amerika Serikat, John Archibald Wheeler pada 1968. Wheeler memberi

nama demikian karena lubang hitam tidak dapat dilihat, karena cahaya

turut tertarik ke dalam nya sehingga kawasan di sekitar nya menjadi

gelap. Menurut teori evolusi bintang, lubang hitam berasal dr sejenis

bintang biru yang memiliki suhu permukaan lebih dari 25.000 derajat

Celcius.

Ketika pembakaran hidrogen di bintang biru yg memakan waktu

kira-kira 19 juta tahun selesai, ia akan menjadi bintang biru

raksasa. Kemudian,bintang itu menjadi dingin dan menjadi bintang

merah raksasa. Dalam fase itulah,akibat tarikan gravitasi nya sendiri,

bintang merah raksasa mengalami ledakan dahsyat atau sering disebut

dengan Supernova dan menghasilkan 2 jenis bintang yaitu bintang

Netron dan Black Hole.

3. Pertumbuhan Blackhole

Massa dari lubang hitam terus bertambah dengan cara

menangkap semua materi didekatnya. Semua materi tidak bisa lari dari

jeratan lubang hitam jika melintas terlalu dekat. Jadi obyek yang tidak

bisa menjaga jarak yang aman dari lubang hitam akan tersedot.

Berlainan dengan reputasi yang disandangnya saat ini yang menyatakan

9 | P a g e

bahwa lubang hitam dapat menyedot apa saja disekitarnya, lubang hitam

tidak dapat menyedot material yang jaraknya sangat jauh dari dirinya.

dia hanya bisa menarik materi yang lewat sangat dekat dengannya.

Contoh : bayangkan matahari kita menjadi lubang hitam dengan

massa yang sama. Kegelapan akan menyelimuti bumi dikarenakan tidak

ada pancaran cahaya dari lubang hitam, tetapi bumi akan tetap

mengelilingi lubang hitam itu dengan jarak dan kecepatan yang sama

dengan saat ini dan tidak tersedot masuk kedalamnya. Bahaya akan

mengancam hanya jika bumi kita berjarak 10 mil dari lubang hitam,

dimana hal ini masih jauh dari kenyataan bahwa bumi berjarak 93 juta

mil dari matahari. Lubang hitam juga dapat bertambah massanya dengan

cara bertubrukan dengan lubang hitam yang lain sehingga menjadi satu

lubang hitam yang lebih besar.

4. Cakram Gas Dengan sifatnya yang tidak bisa dilihat, pertanyaan kemudian

adalah bagaimana mendeteksi adanya suatu lubang hitam? Kesempatan

yang paling baik untuk mendeteksinya, diakui para ahli, adalah bila ia

merupakan bintang ganda (dua bintang yang berevolusi dan saling

mengelilingi). Lubang hitam akan menyedot semua materi dan gas-gas

hasil ledakan termonuklir bintang di sekitarnya. Dari gesekan internal,

gas-gas yang tersedot itu akan menjadi sangat panas (hingga 2 juta

derajat!) dan memancarkan sinar-X. Dari sinar-X inilah para ahli

memulai langkah untuk menjejak lubang hitam.

Pada 12 Desember 1970, AS meluncurkan satelit astronomi kecil

(Small Astronomical Satellite SAS) pendeteksi sinar-X di kosmis

bernama Uhuru dari lepas pantai Kenya. Dari hasil pengamatannya

didapatkan bahwa sebuah bintang maha raksasa biru, yakni HDE226868

10 | P a g e

yang terletak dalam konstelasi Cygnus (8.000 tahun cahaya dari bumi)

mempunyai pasangan bintang Cygnus X-1, yang tidak dapat dideteksi

secara langsung.

Cygnus X-1 menampakkan orbitnya berupa gas-gas hasil ledakan

termonuklir HDE226868 yang bergerak membentuk sebuah cakram.

Cygnus X-1 diperhitungkan berukuran lebih kecil dari Bumi, tapi

memiliki massa enam kali lebih besar dari massa matahari. Bintang

redup ini telah diyakini para ilmuwan sebagai lubang hitam. Selain

Cygnus X-1, Uhuru juga mendapatkan sumber sinar-X kosmis, yakni

Cygnus X-3 dalam konstelasi Centaurus dan Lupus X-1 dalam

konstelasi bintang Lupus. Dua yang disebut terakhir belum dipastikan

sebagai lubang hitam, termasuk 339 sumber sinar-X lainnya yang

dideteksi selama 2,5 tahun masa operasi Uhuru.

Eksplorasi sumber sinar-X di kosmis masih dilanjutkan oleh

satelit HEAO (High Energy Astronomical Observatory) atau Einstein

Observatory tahun 1978. Satelit ini menemukan bintang ganda yang lain

dalam konstelasi Circinus, yakni Circinus X-1 serta V861 Scorpii dan

GX339-4 dalam konstelasi bintang Scorpius.

Tahun 1999, dengan biaya 2,8 milyar dollar, AS masih

meluncurkan teleskop Chandra, guna menyingkap misteri lubang hitam.

The Chandra X-ray Observatory sepanjang 45 kaki milik NASA ini telah

berhasil membuat ratusan gambar resolusi tinggi dan menangkap

adanya lompatan-lompatan sinar-X dari pusat galaksi Bima Sakti

berjarak 24.000 tahun cahaya dari Bumi. Mencengangkan, karena bila

memang benar demikian (lompatan sinar-X itu) menunjukkan adanya

sebuah lubang hitam di jantung Bima Sakti, maka teori Albert Einstein

kembali benar. Ia menyatakan, bahwa di jantung setiap galaksi terdapat

lubang hitam!

“Dugaan semacam itu sungguh sangat dekat dengan kenyataan,”

kata Frederick Baganoff yang memimpin penelitian, September 2001,

kepada Reuters di Washington. Para ilmuwan pun mulai melebarkan

pencarian terhadap putaran gas di sekitar tepi-tepi jurang ketiadaan ini,

layaknya mencari pusaran air.

Pencarian lubang hitam dan kebenaran teori-teori yang

mendukungnya memang masih terus dilakukan para ahli, seiring makin

majunya teknologi dan ilmu pengetahuan. Pertanyaan kemudian, bila

lubang hitam bertebaran di kosmis, apakah nanti pada saat kiamat,

monster ini pula yang akan melenyapkan benda-benda jagat raya?

11 | P a g e

Bila ditelusuri istilah lubang hitam, sebenarnya belum lah lama

populer. Dua kata ini pertama kali diangkat oleh fisikawan AS bernama

John Archibald Wheeler pada tahun 1968. Wheeler memberi nama

demikian karena singularitas ini tak bisa dilihat. Mengapa demikian?

Penyebabnya tidak lain karena cahaya tak bisa lepas dari kungkungan

gravitasi singularitas yang maha dahsyat ini. Daerah di sekitar

singularitas atau lazimnya disebut sebagai Horizon Peristiwa (radiusnya

dihitung dengan rumus jari-jari Schwarzschild R = 2GM/C2 dimana G =

6,67 x 10-11 Nm2kg-2, M = kg massa lubang hitam, C = cepat rambat

cahaya) menjadi gelap. Itulah sebabnya, wilayah ini disebut sebagai

lubang hitam.

Dengan tidak bisa lepasnya cahaya, serta merta sekilas kita bisa

membayangkan sendiri kira-kira seberapa besar gaya gravitasi dari

lubang hitam. Untuk mulai menghitungnya, ingatlah bahwa cepat rambat

cahaya di alam mencapai 300 juta meter per detik. Masya Allah. Lalu,

apalah jadinya bila benar sebuah wahana buatan manusia tersedot ke

dalam lubang hitam? Dalam hitungan sepersejuta detik saja, tentunya

dapat dipastikan wahana tersebut sudah remuk menjadi bubur.

Lebih dua ratus tahun silam, atau tepatnya pada tahun 1783.

pemikiran akan adanya monster kosmis bersifat melenyapkan benda

lainnya ini sebenarnya pernah dilontarkan oleh seorang pendeta

bernama John Mitchell. Mitchell yang kala itu mencermati teori gravitasi

Isaac Newton (1643-1727) berpendapat, bila bumi punya suatu

kecepatan lepas dari Bumi 11 km per detik (sebuah benda yang

dilemparkan tegak lurus ke atas baru akan terlepas dari pengaruh

gravitasi bumi setelah melewati kecepatan ini), tentu ada planet atau

bintang lain yang punya gravitasi lebih besar. Mitchell malah

memperkirakan di kosmis terdapat suatu bintang dengan massa 500 kali

matahari yang mampu mencegah lepasnya cahaya dari permukaannya

sendiri.

Lalu, bagaimana sebenarnya lubang hitam tercipta? Menurut teori

evolusi bintang (lahir, berkembang, dan matinya bintang), buyut dari

lubang hitam adalah sebuah bintang biru. Bintang biru merupakan

julukan bagi deret kelompok bintang yang massanya lebih besar dari 1,4

kali massa matahari. Disebutkan para ahli fisika kosmis, ketika

pembakaran hidrogen di bintang biru mulai usai (kira-kira memakan

waktu 10 juta tahun), ia akan berkontraksi dan memuai menjadi bintang

maha raksasa biru. Selanjutnya, ia akan mendingin menjadi bintang

maha raksasa merah. Dalam fase inilah, akibat tarikan gravitasinya

sendiri, bintang maha raksasa merah mengalami keruntuhan gravitasi

menghasilkan ledakan dahsyat atau biasa disebut sebagai Supernova.

12 | P a g e

Supernova ditandai dengan peningkatan kecerahan cahaya hingga

miliaran kali cahaya bintang biasa kemudian melahirkan dua kelas

bintang, yakni bintang netron dan lubang hitam. Bintang netron (disebut

juga Pulsar atau bintang denyut) terjadi bila massa bintang runtuh lebih

besar dari 1,4 kali, tapi lebih kecil dari tiga kali massa matahari.

Sementara lubang hitam mempunyai massa bintang runtuh lebih dari

tiga kali massa matahari. Materi pembentuk lubang hitam kemudian

mengalami pengerutan yang tidak dapat mencegah apapun darinya.

Bintang menjadi sangat mampat sampai menjadi suatu titik massa yang

kerapatannya tidak terhingga, yang disebut singularitas tadi.

Di dalam kaidah fisika, besaran gaya gravitasi berbanding terbalik

dengan kuadrat jarak atau dirumuskan F µ 1/r2. Dari formula inilah kita

bisa memahami mengapa lubang hitam mempunyai gaya gravitasi yang

maha dahsyat. Dengan nilai r yang makin kecil atau mendekati nol, gaya

gravitasi akan menjadi tak hingga besarnya.

Para ilmuwan menghitung, seandainya benda bermassa seperti

bumi kita ini akan menjadi lubang hitam, agar gravitasinya mampu

mencegah cahaya keluar, maka benda itu harus dimampatkan menjadi

bola berjari-jari 1 cm!

5. Fakta-Fakta Menarik Blackhole

Cahaya melengkung begitu dalam di dekat lubang hitam sehingga

apabila Anda berada dekatnya dan berdiri membelakangi, Anda akan

dapat melihat berbagai bayangan dari setiap bintang di jagat raya, dan

dapat melihat bagian belakang dari kepala Anda sendiri.

Di bagian dalam sebuah lubang hitam, ketentuan-ketentuan soal jarak

dan waktu berlaku kebalikan: seperti halnya saat ini Anda tidak dapat

menghindar dari perjalanan menuju masa depan, di dalam lubang hitam

Anda tidak dapat mengelak dari singularitas sentral.

13 | P a g e

Apabila Anda berdiri pada sebuah jarak aman dari lubang hitam dan

melihat seorang teman terjatuh ke dalamnya, dia akan terlihat bergerak

melamban dan hampir berhenti ketika sampai di tepian event horizon.

Bayangan teman itu akan memudar dengan sangat cepat. Sayangnya,

dari sudut pandangnya sendiri dia akan melintasi event horizon dengan

aman, dan akan bertemu dengan ajalnya di singularitas.

Lubang-lubang hitam adalah objek-objek yang paling sederhana di

jagat raya. Anda dapat menggambarkannya secara utuh dengan hanya

mengetahui massa, olakan, dan muatan listriknya. Sebaliknya, untuk

melukiskan secara utuh sebutir debu saja, Anda harus menjelaskan

posisi dan kondisi seluruh atomnya.

Seperti yang ditemukan Hawking, lubang-lubang hitam dapat menguap,

tetapi dengan sangat lambat. Bahkan untuk seukuran massa sebuah

gunung akan bertahan selama sepuluh miliar tahun, dan untuk massa

yang sama dengan matahari proses penguapan akan selesai setelah 10^

67 tahun.

Lubang hitam tidak meradiasikan cahaya, dan sebuah objek yang

terjatuh ke dalamnya tidak akan mampu lagi memancarkan cahayanya.

Semua itu menjadikan upaya mendeteksi lubang hitam akan sangat

menantang. Hanya ketika sebuah lubang hitam berada dalam wujudnya

yang kembar dan efek gravitasi menyebabkan pasangannya itu

menghasilkan gas, kita dapat mendeteksi sinar-X. Sinar yang berasal

dari piringan-piringan di sekitar lubang hitam terlihat sangat mirip

dengan sinar yang berasal dari piringan-piringan di sekitar bintang-

bintang neutron.

Anda dapat pula menduga keberadaan sebuah lubang hitam di pusat

sejumlah galaksi apabila bintang-bintang bergerak sangat cepat di

sekitar sejumlah objek yang tidak terlihat. Pernah adanya pendapat dari

Prof.JownKin.H.Steel :

14 | P a g e

Bahwa “Suatu hari nanti Bumi Beserta WAKTU-WAKTU-nya akan terserap

habis oleh Monster Gravity ini”

15 | P a g e

Daftar Pustaka

http://www.google.co.id

http://www.wikipedia.com

http://www.yahoo.com

http://www.astronesia.blogspot.com