Materi Pembelajaran Kimia

Materi Pelajaran Kimia Kelas X dan Kelas XI Kurikulum 2013

Oleh: Yunus Adiantor

Peta Materi Pembelajaran Kimia di SMA/MA

Berdasarkan Kurikulum 2013 Revisi 2016

Kerja Ilmiah, dan Keselamatan dan Keamanan Kimia (terintegrasi pada seluruh materi pembelajaran)
Kelas X	Kelas XI	Kelas XII
·      Metode ilmiah, hakikat ilmu Kimia, keselamat­an dan keamanan kimia di laboratori­um, serta peran kimia dalam kehidupan ·      Struktur Atom dan Tabel Periodik ·      Ikatan Kimia, Bentuk Molekul, dan Interaksi Antar Molekul ·      Larutan Elektrolit dan Larutan Non Elektrolit ·      Konsep Reaksi Reduksi Oksidasi dan Tatanama Senyawa ·      Hukum-hukum Dasar Kimia dan Stoikiometri	·      Senyawa Hidrokarbon dan Minyak Bumi ·      Termokimia ·      Laju Reaksi dan Faktor-faktor yang mempengaruhinya ·      Kesetimbangan kimiadan Pergeseran Kesetimbangan ·      Asam dan Basa ·      Kesetimbangan Ion danpH Larutan Garam ·      Larutan Penyangga ·      Titrasi Asam Basa ·      Kesetimbangan Kelarutan ·      Sistem Koloid	·     Sifat Koligatif Larutan ·     Reaksi Redoks dan Elektrokimia ·     Kimia Unsur (Kelimpahan Unsur di Alam, Sifat Fisik dan Sifat Kimia Unsur sertaPembuat­an unsur dan senyawa) ·     Senyawa Karbon (Struktur, Tata Nama, Sifat, Identifikasi dan Kegunaan Senyawa) ·     Makromolekul (Struktur, Tatanama, Sifat, Penggunaan dan  Penggolongan Polimer, Karbohidrat, Protein, Lemak)

Materi tersebut dapat dibagi dalam beberapa Bab sebagai berikut:

Kelas X
Semester 1

Bab 1: Mengenal Ilmu Kimia
A. Ilmu Kimia dan Peranannya
B. Metode Ilmiah
C. Materi dan Klasifikasinya
D. Bekerja di Laboratorium

Bab 2: Struktur Atom dan Sistem Periodik Unsur
A. Teori tentang Atom
B. Strukur Atom
C. Notasi Atom
D. Model Atom Niels Bohr
E. Konfigurasi Elektron
F. Sistem Periodik Unsur

Bab 3: Ikatan Kimia dan Bentuk Molekul
A. Kestabilan Atom
B. Ikatan Ion
C. Ikatan Kovalen
D. Ikatan Logam

Semester 2

Bab 4: Larutan Elektrolit, Non-elektrolit; dan Reaksi Redoks
A. Larutan Elektrolit dan Non-elektrolit
B. Reaksi Reduksi Oksidasi (Redoks)

Bab 5: Rumus Kimia, Tata Nama, Persamaan Reaksi, dan Hukum Dasar Kimia
A. Rumus Kimia
B. Tata Nama Senyawa
C. Persamaan Reaksi
D. Hukum Dasar Kimia

Bab 6: Stoikiometri
A. Massa Atom
B. Konsep Mol
C. Hukum-hukum Dasar tentang Gas
D. Perhitungan Kimia

Demikianlah materi pelajaran kimia kelas X sesuai kurikulum 2013.

Kelas XI
Semester 1

Bab 1: Senyawa Hidrokarbon dan Minyak Bumi
A. Senyawa Hidrokarbon
B. Pengelompokan Hidrokarbon
C. Minyak Bumi
D. Senyawa Hidrokarbon dalam Kehidupan dan Dampak Pembakaran Bahan Bakar

Bab 2: Termokimia
A. Reaksi Eksoterm, Reaksi Endoterm, dan Perubahan Entalpi
B. Jenis-jenis Entalpi Reaksi
C. Hukum Hess
D. Energi Ikatan dan Kalor Pembakaran dalam Kehidupan

Bab 3: Laju Reaksi
A. Konsep Laju Reaksi
B. Faktor-faktor Penentu Laju Reaksi
C. Persamaan Laju dan Orde Reaksi
D. Laju Reaksi dalam Kehidupan

Bab 4: Kesetimbangan Kimia
A. Kesetimbangan Kimia
B. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kesetimbangan
C. Tetapan Kesetimbangan Konsentrasi (Kc)
D. Tetapan Kesetimbangan Tekanan (Kp)
E. Kesetimbangan dalam Industri

Semester 2
Bab 5: Reaksi Asam Basa dan Titrasi
A. Konsep Asam Basa
B. Indikator dan Derajat Keasaman (pH)
C. Titrasi Asam Basa

Bab 6: Hidrolisis Garam
A. Konsep, Sifat, dan Tetapan Hidrolisis
B. Hidrolisis Garam antara Asam Kuat dan Basa Kuat
C. Hidrolisis Garam antara Asam Kuat dan Basa Lemah
D. Hidrolisis Garam antara Asam Lemah dan Basak Kuat

Bab 7: Larutan Penyangga
A. Komponen dan Sifat Larutan Penyangga
B. Harga pH Larutan Penyangga
C. Peranan Larutan Penyangga

Bab 8: Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan
A. Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan
B. Pengaruh Ion Senama dan pH
C. Peranan Larutan Penyangga

Bab 9: Koloid
A. Sistem Koloid dan Jenis-jenis Koloid
B. Sifat-sifat Koloid
C. Pembuatan Koloid
D. Koloid dalam Kehidupan Sehari-hari

Demikian contoh pembagian Bab untuk Kimia Kelas X dan XI berdasarkan Kurikulum 2013.

Kelas XII

Lihat tabel di atas….!!!

Read More

Sejarah Matematika Astronomi

Matematika Astronomi : Penemuan Planet-Planet Secara Matematika

Oleh: Yunus Adiantor

Planet yang pertama kali ditemukan adalah Uranus oleh William dan Caroline Herschel pada 13 maret 1781. Penemuan ini ditandai dengan penunjukkan sebauh cakram ketika berada dalam kemampuan teleskop yang rendah. Planet lain yang ditemukan adalah Neptunus dan Pluto. Hal ini diperkirakan dengan menggunakan dasar dari perhitungan Matematika dan berasal dari hokum gravitasi Newton yang lokasinya diamati secara dekat.

Neptunus ditemukan tanpa argument Matematika. Hal ini sangat dekat dengan penemuan oleh Galileo, orang yang pertama kali mengetahui kemungkinan ditemukannya planet baru. Galileo mengarahkan teleskopnya pada planet dan dengan takjub pada system Jupiter dan bulan yang ia teliti. Ketika ia mengamati system Jupiter pada 28 desember 1612, dia menemukan Neptunus dengan 8 bintang besar. Satu bulan sesudahnya pada 27 Januari 1613, dia melihat dua bintang, satu adalah Neptunus dan yang lainnya adalah sebuah bintang asli.

Lalande (1732 – 1807), seorang ahli astronomi Perancis yang menulis table paling akurat tentang kedudukan posisi-posisi planet itu hingga abad 19, mencatat Neptunus pada 8 dan 9 mei 1795 tidak mengerti bahwa itu adalah sebuah bintang. John Herschel, dimana kita akan mengetahui pada sebuah momen dengan melengkapi pengamatan pada Neptunus, pada 14 juli 1830 mempercayai bahwa itu adalah sebuah bintang.

Val Lamont (1805 – 1879), seorang ahli astronomi yang lahir di Skotlandia dimana hidupnya lebih banyak di Munich, yang terkenal karena pernyataannya tentang orbit dari bulan, Saturnus dan Uranus, dan juga terkenal karena pengamatan pada periode pergerakan dari magnet bumi. Dia membagi Neptunus menjadi tiga bagian waktu, yaitu 25 oktober 1845, 7 september 1846 dan 11 september 1846.

Penemuan Neptunus bukan berawal dari observasi kebetulan ini. Akan tetapi, dia datang dari sebuah analisa matematika dari penyimpangan Saturnus pada orbit yang diprediksinya. Delambre memperhitungkan table tentang posisi planet Tables du Solei, de Jupiter, de Saturne, d’Uranus et des satellites de Jupiter, diterbitkan pada tahun 1792. Bouvard (1767 – 1843) seorang ahli astronomi Perancis yang menjadi direktur dari penelitian Paris, mengumumkan tabel yang akurat dari orbit Jupiter dan Saturnus pada tahun 1808 dan mengkoreksi versi tabel Delambre untuk Uranus. Dia mengumumkan tabel baru Uranus pada tahun 1821, tetapi menulis :

...saya meninggalkan ini untuk masa depan dari penelitian, walaupun itu sangatlah sulit untuk menyatukannya (data) dengan menyambungkan observasi-observasi yang kuno, atau bergantung pada suatu negara asing dan tidak mengetahui penyebab dari pergerakkan planet.

Walaupun Bauvard menggunakan data yang terbaru untuk mendefinisikan orbit Uranus, tetapi ia terlihat menyimpang dari penentuan posisi yang ada ditabelnya. Pada 3 Juli 1841 Adam menulis :

Benarkah sebuah desain pada awal minggu ini, berdasarkan investigasi, secepat mungkin sesudah mengambil tingkatanku, gerakan yang tidak teratur dari Uranus, tidak (belum) dapat di hitung, untuk menemukan apakah mereka mungkin terpengaruh gerakan dari sebuah planet yang belum ditemukan, dan jika memungkinkan tentukan orbit-orbitnya, dan lain-lain... Kira-kira ini memungkinkan untuk memulai penelitian ini.

Tidak ada semua orang mempermasalahkan orbit Uranus untuk mengetahui planet didepannya. Airy, seorang ahli astronomi Royal, mempercayai teori popular lainnya, yaitu hukum persegi terbalik dari gravitasi. Sesudah Adam membuat penelitian awalnya kemungkinan adanya planet tak dikenal di Uranus, ia yakin bahwa ia berada pada jalan (penelitian) yang benar dan dia memperolehnya dari Airy tentang data Greenwich pada Uranus di Februari 1844.

Pada Juni 1845 Arago, direktur dari penelitian Perancis, membujuk Le Verrier untuk mulai bekerja pada masalah orbit Uranus. Dengan cepat Le Verrier memutuskan untuk memfokuskan dirinya secara penuh dalam masalah ini dan mengesampingkan penelitiannya (saat itu) tentang komet. Antara Le Verrier maupun Adam tidak ada yang mengetahui bahwa ada orang lain yang juga mengadakan penelitian dalam masalah itu.

September 1845, Adam membuat riset yang lebih detail dari masalah ini dan menyimpulkan sebuah orbit pada planet yang mengganggu. Seperti halnya dengan sebuah orbit, ia menghitung banyaknya planet dari posisi-posisinya pada 1 Oktober 1845. Dia memberikan perkiraannya pada James Challis, direktur dari penelitian Cambridge.

Adam memecahkan ilmu matematika baru disini. Teori gravitasi Newton selalu digunakan dalam banyak waktu untuk menghitung effek dari badan pada satu sama lainnya, tetapi tidak pernah digunakan untuk memperkirakan posisi berdasarkan observasi efek gravitasi pada badan lainnya. Akan tetapi Adam sangat percaya diri dalam penelitiannya dan menunjuk pada ’new planet’ . Sebuah usaha yang dilakukan oleh Adam untuk memberikan sebuah informasi pada Airy tentang ’new planet’ gagal ketika Adam mengunjungi Greenwich pada 23 September dalam perjalanan antara rumahnya di Laneast, Cornwall dan Cambridge karena Airy berada di Perancis saat itu.

Pada 21 Oktober 1845, Adam membuat usaha yang kedua kali untuk mengunjungi Airy. Dia diberitahu bahwa Airy sedang berada di London tetapi akan cepat kembali. Adam kembali pada sore harinya, tetapi Airy sedang makan malam. Airy mempunyai kebiasaan yang tidak biasa yaitu makan malam pada jam 3.30 setiap sorenya maka Adam-pun kembali lagi. Adam meninggalkan sebuah manuskrip dengan penelitiannya pada orbit Saturnus dimana dia menunjukkan bahwa kesalahan posisi Uranus sangat kecil.

Airy sangat tertarik pada karya Adam, pada 5 November dia menulis untuk Adam dan bertanya pertanyaan teknis. Dia ingin mengetahui apakah benar teori ’new planet’ tak hanya menerangkan pada perbedaan panjang garis bujur Uranus tetapi juga menerangkan perbedaan pada radius vektornya. Pertanyaan ini di buat untuk membedakan teori ’new planet’ dan teori ’hukum kegagalan persegi terbalik’. Akan tetapi, Adam sudah kecewa karena Airy menolak menemuinya, sehingga ia tidak memberikan jawaban. Dia mencoba mencari new planet sendiri.

Pada 10 November, Le Verrier mengumumkan laporan pertama penelitiannya. Menunjukkan bahwa gangguan orbit Uranus ke Jupiter dan Saturnus tidak dapat dijelaskan oleh penelitiannya. Pada 1 Juni 1846, Le Verrier mengumumnkan laporan keduanya dimana dia menunjukkan beberapa kemungkinan tidak akan dapat menjelaskan orbit Uranus, dan satu-satunya kemungkinan yang mungkin adalah sebuah planet lebih jauh jaraknya dari matahari dibandingkan dari Uranus. Dia memberikan beberapa kemungkinan orbit dari ‘new planet’ dengan perkiraaan posisi yang dimulai pada tahun 1847. Le Verrier mendekati pusat penelitian Paris untuk mencari planet tapi sesudah meneliti dengan singkat mereka kehilangan keinginannya.

Pada 23 Juni hasil dari laporan Le Verrier dibaca oleh Airy dan dengan cepat melihat bahwa prediksi Le Verrier dan prediksi Adam untuk posisi tentang ‘new planet’ sangatlah identik. Tiga hari sesudah dia menulis ke Le Verrier berisi beberapa pertanyaan mengenai radius vektor seperti pertanyaannya ke Adam. Anehnya Airy, yang mengetahui antara Adam dan Le Verrier mempunyai solusi yang mirip pada masalah yang sama, tidak memberitahu pada Le Verrier dan Adam akan penemuannya tersebut, dia juga mengatakan ke Le Verrier tentang rencanannya untuk memulai sebuah penelitian. Le Verrier menjawab pertanyaan Airy menyatakan bahwa penyimpangan berasal dari sebuah ‘new planet’.

Pada 29 Juni, Airy bertemu dengan Challis dan John Herschel di Greenwich dan berkata padanya:
...kemungkinan yang ekstrim pada saat ini mencari sebuah planet baru di dalam jangka waktu yang pendek, diperlukan kekeuatan dari satu penelitian untuk mencarinya.

Pada 9 Juli, Airy meminta pada Challis untuk memulai penelitiannya pada Cambridge Observatory. Dia menulis :
Ini adalah sebuah hal baru untuk diteliti dengan menggunakan teori dedukasi, dan ketika banyak peneliti telah menemukan jawabannya, sukses sepertinya sangat disangsikan.

Challis memulai penelitiannya pada 29 Juli 1846, mencatat bintang-bintang di daerah prediksi Adam. Dia mengamati pada malam hari, tanggal 29, 30 Juli, 4, 12 Agustus dan mencatat hasilnya. Dia mengecek lagi metodenya dengan membandingkan 39 bintang yang pertama kali ditemukan pada 12 Agustus dengan bintang yang muncul pada 30 Juli dalam catatannya. Jika dia meneruskan perbandingannya, dia akan menemukan ‘new planet’ yang ia catat pada 12 Agustus tetapi tidak pada daerah pencarian pada 30 Juli. Pada akhir Agustus, John Herschel mengunjungi seorang ahli astronomi amatir William Dawes dan berkata padanya mengenai ‘new planet’, tetapi karena Dawes hanya mempunyai sebuah teleskop kecil, dia menghentikan penelitiannya.

Pada 31 Agustus Le Verrier mengumumkan laporan ketiganya tentang ‘new planet’ pada waktu itu dia memberikan perkiraan orbit dan kumpulannya secara mendetail, dia menulis : Harusnya mungkin untuk melihat planet baru dengan teleskop yang bagus dan juga untuk membedakan ukuran piringannya. Ini adalah sesuatu yang sangat penting... jika ada sebuah riset sederhana pada kemunculan fisik dapat mengganti determinasi dari posisi semua bintang, pencarian akan berjalan lebih cepat.

Adam menulis ke Airy pada 2 September dengan memberikan banyak analisis dari masalah. Solusi pertamanya adalah bergantung pada asumsi sebuah jarak dari ‘new planet’ dua kali jarak Uranus pada matahari. Dia tidak bahagia dengan kearbitreran dari solusinya dan dia membuat lagi analisis matematika yang lebih baik tentang jarak ‘new planet’ dengan mengetes perbedaan panjang dari Uranus yang diamati.

Le Verrier menulis ke Astronom Jerman, Gelle, pada 18 September dan memintanya untuk menemukan ‘new planet’. Galle menerima surat itu pada 23 September dan bersama-sama dengan asistennya Heinrich d’Arrest memulai sebuah penelitian pada malam hari di pusat penelitian Royal di Berlin. Dibutuhkan waktu 30 menit bagi mereka untuk menemukan ‘new planet’ dengan tidak menggunakan peta. Tentu saja mereka mengetahui bahwa mereka telah menemukan ’new planet’ tetapi mereka mengkonfirmasinya pada malam hari sesudahnya dengan meneliti gerakan relatif bintang.

Galle menulis ke Le Verrier pada 25 September, berkata :

Tuan, planet yang diindikasikan oleh anda sungguh-sungguh nyata.

Le Verrier menjawab :

Saya berterima kasih atas penindak lanjutan anda atas permintaan saya. Karenanya, kami mengucapkan terima kasih, dalam memastikan posisi dunia baru.

Pada 29 September penelitian Le Verrier tanggal 31 Agustus dibaca oleh Challis. Dia mengamati pada malam hari, mencari posisi piringan planet tersebut. Dia mencatat hanya satu dari 300 bintang-bintang dalam suatu daerah yang memperlihatkan piringannya.

Lassell memulai penelitiannya pada 2 Oktober dan 10 Oktober, dia menemukan bulan dari Neptunus yaitu Triton.

Pada 3 Oktober, Harschel mempublikasikan kontribusi Adam pada penemuan Neptunus. Kemudian Argumen tentang prioritas dan penamaan planet ini dibahas dalam artikel Orbits and Gravitation. Kontribusi Adam, Challes dan Airy dipublikasikan pada 13 November dalam pertemuan Royal Astronomical Society.

Pada saat orbit Neptunus bekerja dengan keadaan yang baik, catatan hasil yang lama dicari untuk melihat apakah hal ini pernah dicatat sebelumnya. Ketika observasi Lalande menemukan Neptunus pada 8 dan 9 Mei 1795, dicatat bahwa Lalande menolak posisi pada 8 Mei dan mancatat sebuah bintang pada posisi 10 Mei Neptunus, tetapi hal ini diragukan. Dia tidak pernah mempedulikan untuk membuat observasi lebih lanjut untuk mengkomfirmasikan data yang telah dihasilkan dalam penemuannya tentang Neptunus.

Sistem matahari tidak mampu bekerja seperti yang diharapkan. Planet Neptunus tidak mengikuti jalur orbit yang telah dihitung, bahkan setelah memasukkan daya tarik gravitas dari semua planet yang diketahui ke dalam perhitungannya. Percivall Lavell (1855 – 1916), seorang astronom dari Amerika, sangat tertarik dengan planet Mars. Dia membangun sebuah observatorium pribadi di Flagstaff, Arizona yang secara khusus mempelajari tentang planet. Dia memulai penelitiannya dengan analisa matematika orbit dari planet Uranus yang diketahui lebih akurat dibandingkan dengan planet Neptunus dan kemudian gagal di dalam mengamati jalur orbit yang telah diprediksikannya. Pada tahun 1905, Lavell telah merampungkan analisa data-datanya dan telah memprediksikan keberadaan dari planet setelah Neptunus yang mempengaruhi penyimpangan.

Tahun 1905, pengamatan secara astronomi telah diwujudkan secara besar-besaran dengan tekhnik fotografi, sebuah penelitian telah dimulai di observatorium Flagstaff pada tahun 1915 dan selama 2 tahun mereka mengambil gambar daerah di langit dimana posisi ”Planet X” -seperti yang dikatakan oleh Lavell- diprediksikan. Akan tetapi, ternyata tidak ada yang ditemukan, Lavell kembali menghitung analisa matematikanya dan antara tahun 1914 dan 1916, dia kembali mengambil gambar daerah di langit, prediksinya memperlihatkan bahwa keberadaan planet x adalah bohong. Akan tetapi, disana ada gambar planet Pluto (planet x nya Lavell) di dalam plat gambarnya tetapi samar-samar dan mereka tidak mengenalinya.

SUMBER:

Haza’a, Salah Kaduri. dkk. 2004. Sejarah Matematika Klasik dan Modern. Yogyakarta: Universitas Ahmad Dahlan Press.

Read More

Tanya Jawab Astronomi 3

Apa Batas Tata Surya?

Oleh: Yunus Adiantor

Apa Batas Tata Surya Ini…???

Anonim

Apa yang menjadi batas Tata Surya. Pertanyaan yang menarik. Seperti halnya sebuah kota kita tentu tahu batas dari kota tersebut. Atau batas sebuah negara. Nah, demikian juga dengan Tata Surya. tentu ada yang menjadi batasan dimana lingkup Tata Surya berakhir dan kita akan memasuki llingkup bintang tetangga misalnya.

Tapi apa batasannya?

Yang pertama kali perlu kita tentukan adalah batas seperti apa yang ditetapkan sebagai batas dari lingkungan Tata Surya.. Di dalam Tata Surya, Matahari memegang peranan yang sangat penting sebagai penentu batas dari sistem dimana Bumi dan planet-planet lainnya berada. Batasan tersebut bisa dari pengaruh cahaya Matahari, gaya tarik Matahari atau dari medan magnetik dan angin Matahari.

Semakin jauh dari Matahari, maka semakin redup pula cahaya yang bisa diterima. Tapi di titik manakah cahaya Matahari itu tiba-tiba menghilang? Sayangnya, tidak ada batasan dimana cahaya Matahari akan berhenti atau tiba-tiba jadi sangat redup.

Hal yang sama juga terjadi dengan gaya tarik Matahari. Semakin jauh dari Matahari, maka semakin lemah pula pengaruh gaya tarik Matahari untuk mengikat obyek agar tetap berada dalam sistemnya. Meskipun demikian tidak ada batasan pasti dimana pengaruh gaya tarik Matahari itu berhenti mempengaruhi benda-benda di sekitarnya. Untuk saat ini, Awan Oort diketahui merupakan waduk obyek dingin bernama komet yang berada di area terluar Tata Surya. Di area terluar Awan Oort, gaya tarik Matahari yang mempengaruhi obyek juga semakin lemah tapi tidak total hilang. Jadi tidak benar-benar diketahui dimana batas akhir tersebut.

Heliopause. Kredit: PBS/IBEX

Karena itu yang kemudian dijadikan acuan sebagai batasan dari Tata Surya adalah pergerakan Angin Matahari, atau materi yang dilontarkan Matahari ke semua arah dengan kecepatan sekitar 1,6 juta km/jam. Materi yang dilontarkan ini merupakan partikel bermuatan seperti elektron dan proton yang memiliki medan magnetik Matahari.

Dengan kecepatan 1,6 juta km/jam, tentunya angin Matahari akan bergerak sangat cepat melintasi obyek-obyek di Tata Surya. Angin ini akan melintasi planet-planet dan meninggalkan area Sabuk Kuiper dimana Pluto berada dan menuju ke ruang antar bintang yang jaraknya lebih dari 16 miliar kilometer. Ruang antar bintang ini bukan ruang kosong melainkan disusun oleh awan yang memiliki kerapatan dan temperatur yang berbeda. Besar dan arah medan magnetik di medium antar bintang juga beragam.

Awan yang ada di medium antar bintang disusun oleh gas hidrogen beku, debu, gas terionisasi dan berbagai materi lainnya. Materi di area ini berasal dari sisa bintang yang meledak dan atau materi dari angin bintang lainnya.

Angin Matahari yang sudah tiba di ruang antar bintang akan bertemu dengan awan antar bintang. Ketika medan magnetik dari angin Matahari bertabrakan dengan medan magnetik medium antar bintang, tidak terjadi pernyatuan ataupun percampuran. Yang terjadi, angin Matahari akan mendorong awan antar bintang  dan membersihkan rongga di ruang antar bintang. Semakin lama, dorongan angin Matahari akan semakin lemah. Dan ketika angin Matahari sudah terlalu lemah untuk mendorong lebih jauh, maka angin Matahari akan berubah dan bergerak ke hilir searah aliran awan antar bintang . Akibatnya terbentuklah gelembung di ruang antar bintang yang disebut heliosfer. Gelembung ini juga berfungsi sebagai kepompong yang melindungi Tata Surya dari berbagai bahaya seperti sinar kosmik galaktik yang berbahaya bagi kehidupan.

Batas Tata Surya. Kredit: Wikipedia

Batas terluar dari heliosfer dimana kekuatan angin Matahari tak lagi mampu untuk mendorong angin bintang di medium antar bintang itulah yang kita kenal sebagai heliopause yang juga merupakan batas terluar dari Tata Surya.

Read More

Penyusun Kehidupan di Bumi

Menyatukan Kepingan – Kepingan Penyusun Kehidupan di Bumi

Penulis: Yunus Adiantor

ALMA, si radio teleskop berhasil menemukan jejak senyawa kimia penyusun kehidupan di Bumi, pada bintang serupa Matahari yang masih sangat muda. Ada fakta super keren: Semua atom di tubuh kita dimasak di dalam bintang milyaran tahun yang lalu. Semuanya! Kalsium di tulang, kandungan besi di darah, bahkan juga perhiasan yang kita kenakan.

Ketika bintang mati, materinya disebar lagi di angkasa untuk didaur ulang untuk membentuk bintang (yang baru), planet dan bahkan manusia. Ada atom yang kemudian bergabung seperti kepingan-kepingan Lego yang disatukan dan membentuk sesuatu yang sangat spesial – molekul organik.

Molekul organik merupakan bahan penyusun kehidupan, meskipun sampai saat ini tidak ada yang tahu bagaimana kehidupan itu dimulai. Tapi, satu hal yang pasti, partikel-partikel kecil ini memegang peranan yang sangat penting.

Di Bumi, kita bisa menemukan molekul organik dimanapun kita berada, mulai dari dasar laut sampai puncak gunung. Tapi bagaimana molekul organik terbentuk masih jadi misteri yang dicari jawabannya oleh para astronom.

Untuk itu kita perlu menelusuri kembali sejarah pembentukan Tata Surya. Bumi dan planet-planet di Tata Surya terbentuk dari sisa materi yang membentuk Matahari. Karena itu, para astronom mempelajari bintang-bintang yang mirip Matahari ketika masih muda supaya kita bisa memahami bagaimana molekul organik terbentuk.

Dan akhirnya usaha itu membuahkan hasil!

Area dimana komponen penyusun kehidupan di Bumi, metil isosianat ditemukan. Inset: Struktur molekul metil isosianat. Kredit: ESO/Digitized Sky Survey 2/L. Calçada

Para astronom berhasil menemukan jejak metil isosianat, salah satu molekul organik prebiotik penyusun kehidupan. Molekul organik ini ditemukan di sistem multi bintang IRAS 16293-2422, yang mirip dengan Matahari ketika masih muda. Sistem ini dihuni bintang-bintang muda yang berada pada jarak 400 tahun cahaya di Rho Ophiuchi, palung kelahiran bintang di rasi Ophiuchus.

Sidik jari molekul organik tersebut ditemukan dalam kepompong gas dan debu di area yang hangat di sekeliling setiap bintang muda! Molekul metil isosianat yang ditemukan merupakan molekul organik yang terlibat dalam sintesis peptida dan asam amino, yang jadi bahan utama bagi kehidupan yang kita kenal.

Apa maksud penemuan ini?

Ada dua teori terkait pembentukan kehidupan di Bumi. Yang pertama, seluruh kehidupan terbentuk di permukaan Bumi, sedangkan menurut teori kedua, sebagian materi kehidupan justru terbentuk di sekitar bintang jauh sebelum Bumi terbentuk.

Jika ditilik dari penemuan ini, tampaknya teori kedua yang benar! Molekul organik jadi bagian dari komet di Tata Surya. Bahan – bahan yang membentuk kehidupan di Bumi ini dibawa komet ke Bumi, dan memicu terbentuknya kehidupan.

Fakta keren: Sistem bintang dimana materi penyusun kehidupan ditemukan rupanya merupakan sistem yang pemurah dan selalu memberi! Tak percaya? beberapa tahun lalu, di sekitar bintang yang sama, para astronom berhasil menemukan keberadaan gula.

Sumber: Artikel ini merupakan perluasan dari artikel Space Scoop Universe Awareness edisi Indonesia. Space Scoop edisi Indonesia.

Read More

Bentuk Jagad Raya

Bagaimana Bentuk Jagad Raya?

Oleh: Yunus Adiantor

Yang ingin tahu bentuk Jagad Raya atau Alam Semesta ini bukan cuma kamu loh. Para astronom pun ingin tahu seperti apa alam semesta kita ini.

Berdasarkan pengamatan, dalam skala besar, alam semesta berada dalam keadaan homogen dan isotropi serta pengamat tidak berada pada posisi yang istimewa di alam semesta. Homogen memberi arti dimanapun pengamat berada di alam semesta ia akan mengamati hal yang sama. Sedangkan isotropi artinya ke arah manapun pengamat memandang ia akan melihat hal yang sama. Dengan demikian tidak ada tempat istimewa di alam semesta. Model ini menyatakan bahwa alam semesta seharusnya mengembang dalam jangka waktu berhingga, dimulai dari keadaan yang sangat panas dan padat.

Nasib alam semesta sendiri ditentukan oleh pertarungan antara momentum pemuaian dan gaya tarik gravitasi. Laju pemuaian alam semesta ini dinyatakan oleh konstanta Hubble H₀, sedangkan besarnya gravitasi ditentukan oleh kerapatan dan tekanan materi di alam semesta.  Jika tekanan materi rendah, seperti halnya terjadi pada sebagian besar bentuk materi, maka nasib alam semesta akan ditentukan oleh kerapatan. Nilai kerapatan sangat berperan penting untuk menentukan bentuk alam semesta jika dibandingkan dengan kerapatan kritis. Apakah kerapatan alam semesta lebih besar, sama atau kurang dari kerapatan kritis akan ikut menentukan nasib alam semesta.

Ada tiga kemungkinan umum dari “bentuk alam semesta”.

Tiga model solusi untuk alam semesta. Kredit : NASA

Pertama, alam semesta seperti balon. Alam semesta akan memiliki kurvatur positif seperti bola. Untuk kasus seperti ini para astronom menyebutkan alam semesta tertutup yang artinya, alam semesta akan memiliki ukuran terbatas tapi tidak memiliki batasan. Sama seperti balon yang sebenarnya ukurannya terbatas tapi kamu bisa meniupnya sampai sebesar yang kamu suka.  Seandainya kamu mengendarai pesawat luar angkasa sejauh mungkin ke satu arah maka kamu akan menemukan dirimu kembali pada titik yang sama.  Dalam alam semesta tertutup, kerapatan alam semesta lebih besar dari kerapatan kritis sehingga suatu saat alam semesta akan berhenti mengembang dan kemudian mengalami keruntuhan terhadap dirinya sendiri yang disebut Big Cruch.

Kemungkinan kedua adalah alam semesta datar yang memiliki kurvatur nol. Alam semesta ini seperti sepotong kertas atau bisa digambarkan juga seperti potongan bahan balon yang bisa ditarik. Dalam alam semesta datar, kerapatan alam semesta sama dengan kerapatan kritis. Tapi tidak berarti alam semesta ini tidak bisa memuai. Alam semesta datar juga bisa memuai selamanya tapi laju pemuaiannya mendekati nol.

Kemungkinan ketiga adalah alam semesta terbuka atau alam semesta yang memiliki kurvatur negatif. Kalau digambarkan ia akan tampak seperti bentuk pelana. Pada alam semesta terbuka, kerapatan alam semesta lebih kecil dari kerapatan kritisnya dan alam semesta akan memuai selamanya dan yang menarik, laju pemuaiannya tidak akan pernah mendekati nol.

Dari ketiga model tersebut mana yang mendekati?

Wahana WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) yang memetakan alam semesta menunjukkan semesta kita memiliki model alam semesta datar.

Hasil pengamatan juga menunjukkan kalau alam semesta memuai dipercepat dengan area terluar bergerak menjauh dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya. Tapi bukankah dalam alam semesta datar laju pemuaiannya mendekati nol?

Alam semesta datar memang bisa memuai selamanya tapi tidak dengan kecepatan seperti itu. Karena itu para astronom menduga keberadaan energi gelap yang mendorong galaksi untuk saling menjauh.

Ada apa di luar alam semesta ?

Jawabannya tidak diketahui ada apa di luar alam semesta. Tapi perlu diingat, ruang dan waktu dimulai ketika terjadi Dentuman Besar aka Big Bang karena itu tidak ada apapun sebelum Big Bang.  Artinya tidak ada apapun di luar alam semesta.

Dalam alam semesta datar, alam semesta memang memuai selamanya. Tapi, usia alam semesta pun terbatas sehingga secara teknis pengamat hanya bisa mengamati volum terbatas dari alam semesta. Kesimpulannya alam semesta jauh lebih besar dari alam semesta yang sudah teramati.

Read More

Bintang atau Planet!

Bintang atau Planet? Bukan! ini Bintang Katai Coklat

Oleh: Yunus Adiantor

Ada lebih dari 100 milyar bintang katai coklat di galaksi Bima Sakti!

Ilustrasi bintang katai coklat. Kredit: NASA / JPL-Caltech

Awan gas kosmik jadi lebih padat dan panas seiring dengan penyusutannya. Ketika panas di inti semakin membara dan mencapai 10 juta derajat, gumplan ini secara resmi akan mengalami pembakaran dan memulai kehidupan baru sebagai bintang.

Tapi, tidak semua awan yang runtuh bisa mencapai temperatur ekstrim untuk jadi bintang. Ada juga yang gagal untuk menginisiasi pembakaran di dalam dirinya. Benda-benda inilah yang dikenal sebagai bintang gagal atau “Bintang Katai Coklat”.

Sama seperti bintang, si katai coklat juga bisa menghasilkan cahaya sendiri, karena mereka juga panas. Massa bintang-bintang ini terlalu rendah untuk bisa menginisiasi reaksi pembakaran yang stabil di inti. Bintang-bintang katai coklat berpendar kemerahan dan memancarkan cahaya tak tampak, yakni cahaya inframerah (seperti cahaya di pengendali jarak jauh). Bintang katai coklat juga berbeda karena lebih kecil, lebih redup dan lebih dingin dari bintang pada umumnya.

Akibatnya, bintang katai coklat sulit dikenali. Kebanyakan justru ditemukan di ddekat area pembentukan bintang. Belum banyak yang ditemukan. Sampai saat ini kita baru bisa menemukan 3000 katai coklat di galaksi kita. Tapi menurut para astronom ada lebih banyak katai coklat yang sedang mengintip dari balik kegelapan.

Ada tim ilmuwan yang mencari bintang-bintang gagal ini. Mereka melakukan pengamatan pada lima area pembentukan bintang di angkasa. Survei yang diberi nama Substellar Objects in Nearby Young Clusters (SONYC) melakukan pengamatan di gugus NGC 1333 yang berada 1000 tahun cahaya di rasi Perseus. Ternyata, setengah dari populasi bintang merupakan katai coklat.

Muncul pertanyaan, apakah gugus NGC 1333 ini unik dan punya banyak katai coklat?

Untuk memastikan. dilakukan pengamatan pada gugus RCW 38 di rasi Vela yang jauhnya 5500 cahaya. Bintang-bintang katai coklat yang berada sangat jauh ini juga sangat redup. Susah untuk ditemukan, tapi Very Large Telescope punya ESO bisa melihat mereka. Ternyata, setengah dari populasi bintang di gugus bintang RCW 38 adalah katai coklat.

Kesimpulannya, untuk setiap dua bintang ada satu bintang katai coklat. Atau dengan kata lain bintang-bintang gagal ini umum ditemukan di alam semesta.

Jadi, untuk seluruh galaksi kita, jumlah bintang katai coklat harusnya lebih dari 100 milyar – atau 100.000.000.000!

Dan perkiraan ini belum termasuk katai coklat yang paling kecil dan sangat redup. Artinya, jumlah katai coklat di galaksi kita jauh lebih banyak dari 100 milyar!

Fakta Keren

Ciri-ciri katai coklat itu ada di antara planet gas raksasa (Jupiter & Saturnus) dan bintang. Massanya sangat rendah dan ada di antara massa Jupiter dan massa bintang. Bintang-bintang ini bisa memancarkan cahaya dan punya planet yang mengelilinginya seperti bintang lain. Tapi, katai coklat juga punya atmosfer, awan dan badai seperti halnya planet.

Read More

Tanya Jawab Astronomi 2

Apa Itu Awan Oort?

Oleh: Yunus Adiantor (Tentor OSN Astronomi)

Apa itu awan Oort? Dan bagaimana sejarah terbentuknya?

Singkatnya, awan Oort adalah awan berbentuk bola yang sangat besar yang berada di area paling luar Tata Surya.  Di dalam awan Oort terdapat banyak sekali obyek-obyek dingin dan beku dengan materi yang berasal dari masa lalu alam semesta.

Awan Oort. Kredit: Wikimedia

Awan Oort yang berada sangat jauh di tepi luar Tata Surya tersebut paling dikenal sebagai waduk komet. Benda-benda dingin yang ada di awan oort ketika menyambangi Bumi mereka akan tampak sebagai komet yang sangat indah di langit dengan ekor kometnya.

Menarik?

Tentu saja! Komet sudah menarik perhatian umat manusia sejak zaman dahulu. Salah satunya adalah kehadiran Komet Halley yang memukau di tahun 1705. Kehadiran bintang berekor tersebut tidak hanya menarik karena keindahannya tapi sekaligus menimbulkan pertanyaan benda apakah itu? Darimana asalnya? Apa yang membentuk benda tersebut?

Kembali ke masa lalu, tidak banyak yang mengetahui asal usul benda tersebut sampai dengan kisaran abad ke-20. Komet! Demikianlah akhirnya pengembara yang datang dari tepi Tata Surya itu dikenal. Menurut Raymond Lyttleton, komet adalah awan puing-puing debu yang renggang. Kalau menurut Sergej Vsekhsvyatskij, komet adalah gas vulkanik yang mengalami kondensasi atau perubahan dari gas ke cair. Menurut Sergej, gas vulkanik tersebut berasal dari semburan gunung api aktif yang ada di planet dan satelit di Tata Surya.

Tapi pada saat itu, sama seperti apa itu komet, para astronom juga belum memiliki penjelasan akan perbedaan komet periode pendek dan komet periode panjang. Yang diketahui saat itu komet periode pendek memiliki periode orbit sampai dengan 200 tahun dan bergerak dalam arah orbit dan bidang yang sama dengan planet yang mengitari Matahari. Komet periode panjang memiliki periode orbit jutaan tahun dan memiliki orbit yang sangat lonjong.

Fenomena ini menarik perhatian seorang astronom dari Leiden yakni Jan Oort saat memeriksa pekerjaan mahasiswa bimbingannya yang meneliti tentang asal usul komet periode panjang. Dalam penelitiannya itu, Van Woerkom memperlihatkan kalau teori yang diajukan Sergej Vsekhsvyatskij tidak tepat dan komet periode panjang tidak berasal dari materi antarbintang.

Dari pekerjaan inilah, Jan Oort kemudian mulai melakukan perhitungan dengan menggunakan data orbit 19 komet periode panjang yang sudah diketahui dengan akurat. Hasil perhitungannya memperlihatkan , meskipun komet-komet tersebut melintasi area bagian dalam tata Surya pada jarak yang berbeda-beda dari Matahari tapi titik terjauh dari komet-komet tersebut berada pada jarak yang sama yakni 3 triliun km atau 20000 kali jarak Bumi – Matahari.  Dari hasil perhitungan inilah, Jan Oort kemudian menyimpulkan kalau pada area tersebut terdapat waduk raksasa yang menampung komet-komet tersebut. Dan komet yang ada di waduk tersebut akan mengunjungi area dalam Tata Surya ketika ada gangguan yang terjadi saat ada bintang lain yang melintas.

Awan Oort

Awan Oort, nama yang kemudian diberikan untuk waduk komet raksasa yang menampung triliunan inti komet beku. Nama tersebut diambil dari nama Jan Oort yang memperkirakan keberadaannya di tahun 1950. Tapi sebelumnya, di tahun 1932, astronom Estonia Ernst Opik juga menduga keberadaan awan komet. Karena itu waduk komet tersebut kadang juga dikenal dengan nama Awan Opik-Oort meskipun belum ada yang mendeteksi kehadiran awan Oort secara langsung.  Meskipun demikian, simulasi yang dilakukan oleh Martin Duncan, Scott Tremaine dan Thomas Quinn di akhir tahun 1980-an memperlihatkan kalau awan Oort memang terbentuk sebagai bagian dari perjalanan panjang pembentukan Tata Surya.

Awan Oort yang melingkupi Tata Surya. Kredit: ESA

Awan Oort diperkirakan merentang dari rentang 2000Au sampai dengan 100000 AU atau bahkan lebih di antara 100000 AU – 200000 AU (1,67 tahun cahaya dan 3,16 tahun cahaya) atau mencapai setengah jarak menuju bintang terdekat. Jarak Matahari dengan bintang terdekat, proxima Centauri adalah 4,24 tahun cahaya.

Berada pada jarak sejauh itu, pengaruh gaya gravitasi Matahari pada obyek di awan Oort juga semakin lemah. Pada kondisi ini, pengaruh dari bintang lain yang melintas maupun gangguan lainnya akan dengan mudah mengubah orbit komet-komet tersebut.

Akibatnya jika ada gangguan, obyek yang ada di awan oort akan terganggu dan masuk ke bagian dalam tata Surya dan kita lihat sebagai komet atau justru terlontar ke luar dari sistem Tata Surya menuju ruang antarbintang. Hal ini terjadi khususnya pada komet di bagian tepi terluar awan Oort. Di bagian terluar awan Oort inilah, komet-komet periode panjang berada.

Selain gangguan dari bintang yang lewat atau berpapasan dekat, pengaruh dari awan molekular raksasa dan gaya pasang surut juga bisa memberikan gangguan berarti pada obyek di awan Oort. Awan molekular lebih masif dari Matahari dan memiliki kemungkinan berpapasan setiap 300 – 500 juta tahun. Jika itu terjadi, maka akan terjadi kekacauan yang mengubah orbit komet dan mendistribusi ulang komet-komet yang ada di awan Oort. Gangguan lain datang dari pengaruh gaya pasang surut bintang-bintang di piringan galaksi menjadi penyebab lepasnya komet dari awan Oort ke ruang antar bintang.

Seperti yang sudah dijelaskan, awan Oort yang luar biasa besar ini dihuni oleh benda-benda yang kemudian kita kenal sebagai komet ketika berada di dekat Matahari. Berada sedemikian jauh dari Matahari, tak hanya ikatan gravitasi yang lemah yang dirasakan oleh benda-benda tersebut. Matahari yang panas dan hangat seperti di Bumi hanya impian. Obyek-obyek di awan Oort merupakan obyek dingin dan beku dari air es maupun senyawa beku lainnya seperti metana, etana, karbon monoksida, karbon dioksida, amonia maupun hidrogen sianida.

Awan Oort diketahui memiliki dua struktur utama yakni awan di bagian terluar sistem yang memiliki ikatan gravitasi yang lemah dengan Matahari. Awan terluar ini berbentuk bola yang menyelubungi Tata Surya. Pada bagian terluar inilah, obyek di awan Oort dapat dengan mudah diganggu oleh interaksi dengan benda lain yang melintas. Jarak antar komet di area terluar lebih renggang dengan jarak puluhan juta km. Obyek di area ini pada umumnya berukuran lebih besar dari 1 km. Akibat dari lemahnya ikatan gravitasi Matahari di area ini banyak komet yang lepas atau hancur saat terjadi gangguan, karena itu secara rutin, area ini perlu diisi ulang dengan komet-komet dari area bagian dalam awan Oort yang lebih padat komet.

Area bagian dalam awan Oort atau yang dikenal sebagai awan Hill diketahui memiliki komet puluhan sampai ratusan kali lebih banyak dibanding bagian terluar awan Oort. Kalau area terluar berbentuk bola, maka area dalam awan Oort ini justru berbentuk donat. Komet yang padat di area dalam inilah yang kemudian bermigrasi ke bagian terluar awan Oort menggantikan komet-komet yang sudah tidak lagi berada di sana akibat gangguan atau papasan dekat dengan benda lain.

Asal Mula Awan Oort

Komet, obyek es yang mengandung materi dari masa ketika Tata Surya terbentuk akan menghasilkan ekor nan indah saat mendekati Matahari. Es yang menyublim ketika dekat Matahari inilah yang membawa para astronom untuk memahami apa dan siapa komet itu.

Kehadiran komet periode panjang di dekat Matahari terjadi saat terjadi gangguan yang mengubah orbit mereka. Komet di awan Oort memiliki orbit yang sangat lonjong dan memiliki lintasan parabola saat memasuki area bagian dalam Tata Surya. Komet periode panjang memang diketahui berasal dari awan oort yang berada di tepi terluar Tata Surya, tapi dari manakah benda-benda tersebut berasal dan bagaimana mereka bisa berakhir di area yang sangat dingin tersebut?

Obyek-obyek di awan oort ini diperkirakan berasal dari puing-puing sisa piringan protoplanet yang terbentuk di sekeliling Matahari. Dari materi di piringan inilah, planet-planet terbentuk. Ketika tata Surya berevolusi, dan dimulai dari terbentuknya Matahari dan kemudian planet-planet, ada interaksi antara obyek yang saling berpapasan maupun bertabrakan untuk membentuk planet baru. Diperkirakan, obyek-obyek di awan Oort merupakan sisa pembentukan planet-planet minor atau planet kecil yang kemudian terlontar keluar dari area bagian dalam Tata Surya saat berpapasan dengan planet gas raksasa seperti Jupiter.

Tapi tampaknya puing-puing pembentukan Tata Surya bukan satu-satunya sumber bagi obyek di awan tersebut. Diduga, komet di awan Oort juga berasal dari sistem keplanetan di bintang lain yang dicuri ketika keduanya berpapasan dan benda-benda tersebut kemudian ditarik masuk dalam pengaruh gravitasi Matahari.

Read More