Satuan Astronomi

Astronomi Dasar

Definisi Ulang 1 Satuan Astronomi

(Tentor OSN SMA Negeri 1 Fakfak)

Berapa jarak Bumi – Matahari? Jawaban paling mudah adalah 1 Astronomical Unit (au) atau kalau dalam bahasa Indonesia jadi 1 Satuan Astronomi (SA). Ini memang cara mudah mengingat jarak Bumi – Matahari atau sebagai skala jarak dalam Tata Surya. Jauh lebih mudah mengingat jarak Mars – Matahari kurang lebih 1,5 au daripada jarak sebenarnya yang ratusan juta km.

Nah angka 1 au ini juga tidak muncul dengan tiba-tiba melainkan dari perhitungan panjang yang dimulai oleh Aristarchus dari Samos, pemikir abad Yunani Klasik. Ia memperkirakan jarak Bumi-Matahari hanya 20 kali jarak Bumi-Bulan (jarak Bumi-Bulan: 384 000 km), tapi ternyata perkiraannya meleset jauh karena jarak Bumi-Matahari ternyata sekitar 390 kali jarak Bumi-Bulan.

Pengukuran presisi pertama kali dilakukan pada tahun 1672 oleh Giovanni Cassini dan rekannya Jean Richer yang mengamati Mars dari 2 lokasi berbeda yakni Paris dan Guyana Prancis. Dengan menggunakan sistem parallax, para astronom berhasil menghitung jarak Bumi – Mars dan menggunakan hasil tersebut untuk menghitung jarak Bumi – Matahari. Hasilnya mereka menemukan kalau jarak Bumi – Matahari 140 juta km. Tidak terlalu jauh dari hasil perhitungan saat ini.

Perhitungan dengan sistem parallax ini merupakan satu-satunya metode perhitungan yang dapat dipercaya untuk menghitung jarak di sistem Tata Surya. Dan jarak rata-rata Bumi – Matahari, 149.597.870.691 meter,  kemudian didefinisikan sebagai 1 Astronomical Unit atau 1 Satuan Astronomi yang juga digunakan untuk menyatakan jarak dalam skala tata surya kita.

Tapi amandemen IAU 1976 System of Astronomical Constants mendefinisikan satuan astronomi sebagai “jari-jari orbit sirkular mengelilingi matahari yang bergerak dengan gerak rata-rata 0.01720209895 radian per hari”.  Hal ini dilakukan  dengan asumsi jarak Bumi – Matahari tidak dapat dihitung dengan akurat. Harga 0.01720209895 merupakan konstanta Gauss.

Penetapan definisi 1 au berdasarkan konstanta Gauss ini menyulitkan para astronom yang bekerja dalam pemodelan Tata Surya. Bagaimana tidak? Ketika Einstein memperkenalkan teori relativitas umum, maka kita tahu kalau ruang waktu itu relatif bergantung pada lokasi pengamat. Dengan demikian satuan astronomi juga bergeser sampai ribuan meter bahkan lebih ketika kerangka acuannya bergeser. Meskipun memang untuk kasus wahana antariksa pergeseran ini tidak berpengaruh karena jarak sudah dihitung dengan kerangka acuan Bumi.

Masalah lainnya datang dari Matahari. Konstanta Gauss bergantung dengan massa Matahari ( k = (GM_s)^1/2 ). Jadi ketika Matahari mengalami kehilangan massa saat ia meradiasikan energinya, konstanta Gauss pun berubah dan artinya lagi satuan astronomi juga mengalami perubahan secara perlahan.

Tapi kan perkembangan teknologi masa kini sudah mampu untuk mengukur jarak Bumi – Matahari dengan tingkat akurasi tinggi.  Pengukuran jarak tersebut bisa dilakukan menggunakan laser ataupun wahan antariksa. Karena itu dirasa perlu untuk mendefinisi ulang harga tepat 1 au untuk digunakan secara umum.

Dalam IAU GA di Beijing, China pendefinisian ulang ini dilakukan melalui voting anggota IAU yang hadir. Hasilnya disetujui adanya penetapan 149.597.870.700 meter sebagai 1 au dan simbol “au” digunakan untuk menyatakan Astronomical Unit atau Satuan Astronomi.

Lantas apakah definisi ulang ini memberikan efek pada Bumi? Tentu saja tidak. Bumi tetap pada tempatnya dan akan terus bergerak mengelilingi barycenter yang berada sangat dekat dengan Matahari. Tapi bagi astronom penentuan harga 1 au tersebut menunjukkan kalau saat ini manusia sudah bisa menentukan jarak yang presisi antara Bumi – Matahari.