Profil Anggota Sistem Tata Surya (Solar System Profile)

Read More

Bentuk Bintang dan Planet

Mengapa Bintang dan Planet Bentuknya Bulat?

Mengapa bintang dan planet bentuknya bulat? Apakah semua planet atau bintang di alam semesta kita berbentuk bulat,kalo ada yang lain selain itu berikan contohnya. terima kasih

Oleh: Yunus Adiantor

Jawaban singkatnya semua bintang dan planet bentuknya memang bulat. Tidak ada bentuk lain dari bintang dan planet. Untuk urusan bentuk planet, International Astronomical Union (IAU) menjadikannya bagian definisi planet, yakni memiliki kesetimbangan hidrostatik untuk mempertahankan bentuk bulat.

Tapi bagaimana bintang dan planet bisa berbentuk bulat? Mari kita telusuri.

Di alam semesta, kita akan menemukan berbagai benda yang punya berbagai bentuk. Ada debu, asteroid, komet yang bentuknya tidak beraturan, benda-benda berbentuk bulat laksana kentang, benda bulat sempurna, piringan / cakram dan halo.

Gravitasi merupakan penanggung jawab dari bentuk bulat benda-benda tersebut.

Proses pembentukan bintang dan planet

Matahari sebagaimana bintang – bintang lainnya terbentuk dalam awan gas molekul yang disusun oleh 99% gas dan hanya 1% debu. Awan molekul ini merupakan awan yang punya kerapatan tinggi. Matahari juga terbentuk dalam awan serupa yang dikenal dengan sebutan Nebula Matahari.

Awan molekul ini sebenarnya cukup stabil, tapi keruntuhan bisa terjadi jika ada gangguan yang datang dari luar, misalnya gelombang kejut dari ledakan bintang maha dasyat atau ketika terjadi tabrakan antara dua awan molekul. Saat mengalami keruntuhan, awan yang tadinya berbentuk tidak beraturan mengalami perubahan bentuk. Momentum sudut mengubah bentuk awan yang tidak beraturan jadi cakram yang berotasi.

Ketika keruntuhan terjadi pada awan molekul, gas berakumulasi membentuk protobintang. Setelah protobintang terbentuk, ia akan menarik lebih banyak materi gas di awan untuk bergabung. Semakin banyak materi yang ditarik, gravitasi juga semakin besar. Selama proses ini, protobintang berotasi semakin cepat dan temperatur pun meningkat.

Proses berlangsung sampai protobintang memiliki energi yang cukup untuk memulai reaksi pembakaran hidrogen menjadi helium. Maka dimulailah reaksi termonuklir yang melepaskan energi sangat besar. Inilah proses kelahiran bintang yang salah satunya kita kenal sebagai Matahari yang massanya 99.8% dari massa awan.

Sementara itu, piringan awan yang diisi sisa debu dan gas kemudian menjadi materi pembentukan planet-planet di sekeliling bintang yang baru terbentuk.

Cara kerjanya mirip juga dengan bintang. Partikel-partikel debu yang ada di piringan saling bergabung dan membentuk cikal bakal planet. Proses bergabung ini tentu saja karena materi yang ada punya massa, dan setiap benda bermassa akan punya gaya tarik. Ketika protoplanet sudah terbentuk, ia akan terus menarik materi di sekelilingnya. Semakin banyak materi yang ditarik, semakin besar massa planet dan artinya semakin besar pula gaya gravitasinya.

Bintang dan planet yang terbentuk juga berotasi pada sumbunya.

Bentuk Bintang & Planet

Lantas mengapa bentuk bintang dan planet bulat dan bukan kotak atau bentuk lainnya?

Sederhananya, bintang dan planet itu bisa terbentuk dan terikat karena adanya gravitasi. Semakin besar sebuah benda, semakin besar massanya maka semakin besar juga gravitasinya.

Contoh kekekalan momentum sudut saat peluncur es berputar. Ia berputar lambat saat tangan terentang dan kecepatan sudut rendah. Tapi ketika tangan ditarik ke badan, momen inersia berkurang dan kecepatan sudut makin tinggi. Kredit: 

Pada benda-benda berpilin ini, ada dua gaya yang bekerja. Yang pertama gaya gravitasi yang menarik semua materi ke pusat massa.

Tapi, ada yang menahannya.

Ketika sebuah benda berputar pada porosnya, berlaku kekekalan momentum sudut. Contohnya peluncur es yang berputar. Ketika kedua tangannya terentang, ia akan berputar lebih lambat sementara untuk berputar lebih cepat ia harus menarik tangannya ke arah badan. Di sini hukum kekekalan momentum berlaku selama tidak ada gaya luar yang dimasukkan ke dalam sistem.

Hal yang sama berlaku pada bintang dan planet yang berotasi pada porosnya. Menurut hukum kekekalan momentum sudut, saat gravitasi menarik massa ke pusat, kecepatan sudut akan bertambah agar tercapai kekekalan momentum. Saat kecepatan sudut bertambah maka tekanan yang bekerja dari dalam bintang atau planet juga bertambah. Akibatnya tekanan yang bekerja dari dalam ke luar dan gaya gravitasi yang menarik massa ke pusat massa akan bekerja berlawanan dan pada satu titik akan saling menetralkan, sehingga terjadi kesetimbangan yang kita kenal sebagai kesetimbangan hidrostatik.

Ketika kesetimbangan hidrostatik terjadi maka benda fluida seperti bintang dan planet yang dipuntir terus menerus akan mencapai bentuk paling efisien yang akan memiliki gaya sama besar ke segala arah. Gravitasi adalah gaya isotropik atau gaya yang besarnya sama ke segala arah. Karena itu benda-benda yang massanya besar cenderung bulat karena ditarik oleh gaya gravitasi yang besarnya sama pada arah manapun.

Pada akhirnya, bintang dan planet akan menjadi bola berputar dengan kecepatan rotasi yang tetap. Untuk benda yang rotasinya lambat, bentuknya akan bulat sempurna. Contohnya adalah Matahari. Ada juga bintang yang rotasinya 100 kali lebih cepat dari Matahari, yakni VFTS 102 di nebula Tarantula. Jika bintang ini berputar lebih cepat lagi, maka ia akan hancur berantakan.

Semakin cepat rotasi sebuah benda, maka benda akan memipih di kutub atau pada ekuator akan tampak memiliki tonjolan sehingga planet tidak akan bulat sempurna. Contohnya Bumi yang bulat pepat.

Rotasi yang sangat cepat pada benda juga bisa membuat bentuk bulat tadi berubah sehingga bentuknya jadi lebih lonjong meskipun massanya juga cukup besar dan seharusnya bisa berbentuk bulat. Contohnya adalah planet katai Haumea.

Itu bintang dan planet. Benda-benda kecil di Tata Surya seperti asteroid, komet dan sebagian satelit atau bulan justru bentuknya tidak beraturan. Ini karena benda-benda tersebut memiliki massa yang kecil sehingga gravitasinya pun kecil. Akibatnya, tekanan dari dalam benda lebih besar. Tidak tercapai kesetimbangan dan gravitasi tidak bisa memaksa benda tersebut untuk memiliki bentuk bola. Akibatnya benda akan memiliki ukuran yang tidak beraturan.

Selama tidak ada pengaruh gravitasi dari benda di sekitarnya, benda-benda antariksa akan cenderung mempunyai bentuk berupa bola. Ketidaksempurnaan bentuk bola itu menjadi petunjuk bahwa pengaruh gravitasi itu ada dan mempengaruhi rupa benda-benda antariksa yang kita kenal saat ini.

Demikian penjelasan singkat mengapa bintang dan planet, termasuk juga Bumi berbentuk bulat, bukan datar atau tidak beraturan.

Read More

Rotasi Benda Langit

Mengapa Benda Langit Berotasi?

Mengapa benda langit berotasi atau bergerak berputar mengitari sumbunya?

Apa yang terjadi jika benda langit tersebut diam?

Oleh: Yunus Adiantor

Semua benda di alam semesta ini berotasi. Bumi kita berotasi. Matahari yang jadi pusat Tata Surya juga berotasi. Demikian juga planet, bulan, bintang, asteroid, komet, lubang hitam, awan gas dan debu di alam semesta.

Rotasi bisa dipahami sebagai perputaran sebuah benda pada sumbunya. Tapi mengapa benda-benda ini berotasi dan apa penyebabnya?

Menurut Dr. Hakim L. Malasan dari Astronomi ITB, “Alam semesta itu isinya tidak ada yang awet muda dan diam. Bergerak dan menjadi tua adalah keniscayaan di alam semesta dan rotasi menjaga benda tetap pada tempatnya dan juga menjaga bentuknya”.

Sederhananya, berotasi atau berputar pada sumbu adalah cara sebuah benda untuk bertahan pada kedudukannya di ruang hampa. Selain itu, dengan berotasi, sebuah benda bisa mempertahankan bentuknya.

Semua benda yang bergerak memiliki momentum. Untuk benda yang bergerak lurus ia akan memiliki momentum linier, sedangkan untuk benda yang bergerak melingkar atau berotasi, ia akan memiliki momentum sudut yang menentukan laju dan arah putarannya.

Ketika sebuah benda berputar pada porosnya, dan tidak ada resultan momen gaya luar yang bekerja pada sistem, maka berlaku kekekalan momentum sudut.

Contoh kekekalan momentum sudut saat peluncur es berputar. Ia berputar lambat saat tangan terentang dan kecepatan sudut rendah. Tapi ketika tangan ditarik ke badan, momen inersia berkurang dan kecepatan sudut makin tinggi. Kredit: 

Contohnya peluncur es yang berputar.

Ketika kedua tangannya terentang, ia akan berputar lebih lambat sementara untuk berputar lebih cepat ia harus menarik tangannya ke arah badan. Di sini hukum kekekalan momentum berlaku selama tidak ada gaya luar yang dimasukkan ke dalam sistem.

Demikian juga dengan benda-benda langit.

Berdasarkan hukum kekekalan momentum sudut, untuk benda dengan massa tertentu, jika radius orbit berubah, maka benda harus mengubah kecepatan rotasinya agar besar momentum sudut tetap konstan. Semakin besar radius orbit maka semakin lambat laju rotasinya, dan sebaliknya, jika radius orbit makin kecil justru laju rotasi semakin cepat.

Rotasi benda-benda langit

Ketika planet dan bintang terbentuk, semuanya sudah berputar mengelilingi sumbunya. Rotasi ini bukan muncul setelah bintang atau planet terbentuk, melainkan sejak masih berupa awan gas dan debu.

Sekilas mari kita telusuri pembentukan benda-benda di alam semesta.

Semua benda yang kita kenal di alam semesta terbentuk sebagai akibat gaya gravitasi yang menarik dan menyatukan materi.

Ambil contoh pembentukan bintang.

Awan molekul raksasa mengalami keruntuhan gravitasi. Meskipun rotasi awan ini lambat, namun karena kekekalan momentum sudut, rotasi akan tetap terjaga dan bahkan akan semakin cepat seiring dengan makin mengkerutnya awan. Ketika awan mengalami keruntuhan gravitasi, materi akan ditarik ke pusat dan membentuk cikal bakal bintang yang pada akhirnya melahirkan bintang baru. Pada saat itu terjadi perubahan kecepatan sudut dan laju rotasi pun meningkat drastis.

Materi yang yang tidak terakresi atau tidak ditarik jadi bintang akan membentuk piringan gas dan debu yang kerapatannya tinggi. Akibatnya partikel-partikel gas dan debu di dalam piringan ini akan saling tarik menarik, bertabrakan dan bergabung satu sama lainnya sehingga membentuk planet dan satelit yang mengelilingi planet. Interaksi antara materi di dalam piringan akan menghasilkan gangguan yang bisa mengubah momentum sudut.

Implikasi lain dari kekekalan momentum sudut, bintang, planet, komet, asteroid dan benda-benda yang terbentuk dari awan yang sama akan memiliki arah yang sama. Jika ada arah rotasi yang berbeda maka itu karena ada gaya lain yang bekerja dari luar atau mengganggu benda tersebut. Di Tata Surya contoh arah rotasi berbeda bisa dilihat pada Venus dan Uranus.

Jadi, benda-benda yang terbentuk ini sudah berotasi sejak awal karena awan molekular yang jadi cikal bakal materinya sudah berotasi dan materi ini harus menjaga kekekalan momentum sudut.

Di Tata Surya, planet-planet gas raksasa berotasi cepat karena dipengaruhi faktor pembentukannya. Jadi ketika inti batuan terbentuk, cikal bakal planet raksasa ini menarik gas yang ada di sekelilingnya. Gas yang ditarik ini sudah memiliki momentum sudut yang besar sejak awal sehingga ketika bergabung dengan inti planet, rotasinya pun semakin cepat.

Bagaimana jika benda di alam semesta tidak berotasi?

Sebelum berandai-andai, satu hal yang pasti, semua benda di alam semesta itu berotasi dan memiliki momentum sudut meskipun sangat kecil.

Seandainya benda langit tidak berotasi dan tidak memiliki momentum sudut, maka awan molekular yang runtuh masih bisa membentuk bintang. Ketiadaan momentum sudut diperkirakan justru mempermudah material runtuh secara radial dan membentuk bintang. Yang sulit adalah pembentukan planet-planet, terutama planet gas, karena fragmentasi tidak akan terjadi.

Ketiadaan momentum sudut memang tidak akan mencegah pembentukan bintang. Untuk itu dibutuhkan nebula yang bentuknya bola sempurna dengan distribusi massa yang betul-betul seragam. Sedikit saja ketidakseragaman bisa menghasilkan momentum sudut. Jadi gerak tangensial itu pasti akan selalu ada karena distribusi material yang tidak seragam dalam nebula.

Akan tetapi, kasus seperti ini hampir pasti tidak akan terjadi di alam semesta.

Read More

Tanya Jawab Astronomi 4

Bagaimana Mengetahui Karakteristik Exoplanet?

Oleh: Yunus Adiantor SL

Bagaimana ilmuwan bisa memprediksi kondisi exoplanet di luar angkasa dan bisa membuat ilustrasinya? Padahal mereka belum pernah kesana,

Untuk bisa membuat ilustrasi benda langit, dalam hal ini exoplanet atau planet di bintang lain, tentu terlebih dahulu harus mengetahui planet seperti apa yang ditemukan.

Masalahnya, para astronom belum pernah ke planet itu. Jadi bagaimana mereka bisa mengetahui kondisi planet tersebut dan menggambarkannya?

Ilustrasi Proxima b. Kredit: M. Kornmesser/ESO

Ilustrasi planet yang dilihat selama ini dibuat dari data planet yang ditemukan dan disesuaikan dengan contoh planet yang kita kenal selama ini. Contoh yang kita punya tak lain planet-planet yang ada di Tata Surya.  Dari planet di Tata Surya, kita mengetahui bahwa planet yang padat dengan komposisi batuan terbentuk di dekat Matahari, karena batuan dan logam berkondensasi pada suhu tinggi. Sedangkan planet gas raksasa dan planet es raksasa yang kerapatannya lebih renggang terbentuk jauh dari Matahari, karena senyawa hidrogen berkondensasi pada suhu yang rendah.

Informasi lainnya, planet yang terbentuk di dekat Matahari itu sangat panas. Semakin jauh dari Matahari, temperatur akan turun dan ada area yang hangat dimana air bisa tetap berwujud cair dan semakin jauh lagi, suhunya sangat dingin. Di area ini air akan berbentuk padatan es.

Planet – planet di Tata Surya jadi model utama untuk perbandingan dengan data exoplanet di bintang lain.

Masalah lainnya, jangankan berkunjung ke exoplanet di bintang lain. Sebagian besar exoplanet yang kita ketahui saat ini justru ditemukan dari metode tidak langsung. Dari 3541 planet yang ditemukan, baru 22 exoplanet ditemukan lewat pengamatan secara langsung. Itu artinya, para astronom tidak melihat keberadaan planet di bintang lain secara langsung. Mereka mengembangkan teknik tertentu untuk bisa menemukan ada planet yang mengitari bintang.

Mencari Planet dari Perilaku Bintang

Sebagai gambaran, kita melihat bintang di langit hanya berupa titik cahaya karena jaraknya yang sangat jauh. Planet, yang mengelilingi bintang itu ukurannya luar biasa kecil dibanding bintang. Jadi bagaimana kita bisa melihat planet secara langsung? Tentu tidak mudah.

Untuk planet yang mengitari bintang-bintang dekat Matahari, pengamatan langsung masih bisa dilakukan dengan teleskop yang ada di luar angkasa. Tapi, untuk planet di bintang yang sangat jauh, tentu saja sangat sulit.

Karena itulah, para astronom mencari planet dengan cara tidak langsung. Dua metode yang paling berhasil untuk menemukan planet di bintang lain adalah metode kecepatan radial dan metode transit.

Ketika pengamat mencari planet baru dengan metode kecepatan radial, yang diamati adalah goyangan bintang. Interaksi gravitasi antara planet dan bintang akan menyebabkan bintang tampak bergoyang mendekat ataupun menjauhi pengamat. Kita memang tidak bisa secara langsung melihat pergerakan bintang yang sangat kecil dan jauh itu. Tapi kita bisa mengetahui perubahan geraknya dari pergeseran pada spektrum cahaya yang diterima pengamat.

Untuk metode transit, para pengamat justru mencari perubahan pada cahaya bintang. Kalau bintang itu memiliki planet, maka saat planet melintas di depan bintang atau di antara bintang induknya dan pengamat di Bumi, maka cahaya bintang akan berkedip. Lebih tepatnya, cahaya bintang akan meredup sesaat. Peredupannya juga sangat kecil dibanding kecerlangan bintang yang sangat terang.

Informasi dari Exoplanet

Setelah exoplanet ditemukan keberadaannya, para astronom kemudian melakukan identifikasi untuk menentukan ciri-ciri setiap planet. Informasi planet ini didapat dari hasil pengamatan yang dilakukan sebelumnya. Dari sinilah para astronom bisa mengetahui komposisi planet, temperatur, atmosfer maupun kemungkinan exoplanet yang ditemukan untuk mendukung kehidupan.

Dalam mencari exoplanet, bukan hanya karakteristik planet yang perlu diketahui. Karakteristik bintang juga sangat diperlukan. Karena dengan mengetahui bintang induknya kita juga bisa mengetahui seperti apa evolusi planet yang ada di bintang itu. Informasi yang bisa diperoleh tentang bintang biasanya dimulai dari penentuan jarak bintang. Setelah jarak diketahui, kita bisa menentukan massa bintang. Pada akhirnya, kita juga bisa mengetahui kelas spektrum bintang.

Dengan mengetahui kelas spektrum bintang, kita bisa memperkirakan evolusi dari planet yang ada di dekatnya. Terutama untuk evolusi planet yang berpotensi laik huni.

Meskipun sebagian besar pendeteksian exoplanet dilakukan lewat metode tidak langsung, informasi yang diperoleh bisa memberitahu pengamat tentang karakteristik planet seperti massa, ukuran, jarak planet dari bintang dan kerapatan.

Ketika melakukan pengamatan untuk mencari exoplanet baik secara langsung maupun tidak langsung, kita bisa memperoleh informasi terkat periode orbit dari planet yang ditemukan tersebut. Dari Hukum ke-3 Kepler, kita bisa mengetahui jarak rata-rata planet ke bintang. Setelah jarak diketahui, massa planet juga bisa ditentukan lewat persamaan gravitasi Newton. Untuk pengamatan dengan kecepatan radial, yang bisa diketahui adalah massa minimum sebuah planet.

Untuk mengetahui ukuran planet, para pengamat melakukan pengukuran pada peredupan cahaya bintang yang terjadi saat transit. Peredupan yang terjadi bisa memberi informasi rasio perbandingan radius planet dan radius bintang. Pada akhirnya, radius planet bisa diketahui. Dengan mengetahui radius planet, kita bisa menentukan volume dan pada akhirnya kerapatan planet bisa diketahui dari hubungan massa dan volume.

Dengan mengetahui kerapatan planet, kita bisa mengetahui komposisi planet dan informasi terkait atmosfernya.

Merangkai Informasi Untuk Ilustrasi Indah

Jadi, apa pentingnya seluruh informasi exoplanet tersebut?

Ilustrasi Corot 7b. Kredit: Luis Calçada / ESO

Yang pertama, jarak planet ke bintang.

Jarak planet ke bintang menentukan temperatur planet tersebut. Jika exoplanet berada terlalu dekat dengan bintang, maka planet akan sangat panas. Akibatnya, planet yang terlalu dekat dengan bintang tidak akan dapat mempertahankan air dalam bentuk cair apalagi berpotensi untuk kehidupan. Planet yang dekat bintang juga biasanya tidak memiliki atmosfer karena terus menerus dilucuti oleh angin bintang.

Di sisi lain, jika planet berada terlalu jauh dari bintang, temperaturnya pun sangat dingin. Pada kondisi ini, air pun membeku. Tapi, jika planet berada pada jarak menengah dimana temperatur cukup hangat, air bisa dipertahankan dalam wujud cair. Di area inilah planet yang berpotensi memiliki kehidupan bisa ditemukan.

Yang kedua, massa planet. 

Dengan mengetahui massa planet, maka bisa ditentukan apakah planet tersebut bisa mendukung keberadaan atmosfer. Planet yang massanya kecil, gravitasinya juga lemah untuk bisa mempertahankan keberadaan atmosfer. Massa planet yang besar juga menandai gaya tarik yang sangat kuat di planet. Artinya planet mampu untuk mempertahankan keberadaan atmosfernya.

Yang terakhir adalah kerapatan planet.

Dari informasi kerapatan, komposisi planet dan keberadaan atmosfer. Sebagai contoh, planet – planet besar yang tidak terlalu padat pada umumnya memiliki atmosfer dengan komposisi es dan gas. Di sisi lain, planet yang padat memiliki ukuran yang lebih kecil dengan komposisi batuan. Bahkan beberapa di antaranya justru disusun oleh grafit atau bahkan berlian.

Setelah mengetahui ciri-ciri planet, kita bisa bandingkan dengan planet yang ada di Tata Surya untuk memperoleh gambaran exoplanet yang ditemukan.

Tapi, ada yang menarik. Exoplanet yang ditemukan tidak semuanya mirip dengan yang ada di Tata Surya. Sebagai contoh, planet 51 Pegasi b. Planet ini memiliki kerapatan yang renggang, ukurannya setengah ukuran Jupiter, tapi planet ini berada dekat sekali dengan bintang. Dan planet seperti ini tidak cuma satu. Planet serupa yang kemudian diberi kategori planet Jupiter panas rupanya cukup umum ditemukan di bintang lain.

Data karakteristik bintang dan exoplanet menjadi panduan utama bagi para ilustrator untuk memperoleh gambaran mengenai exoplanet dan bintang indukyang akan dibuat ilustrasinya. Ini penting karena ilustrasi yang dihasilkan harus bisa memberi ciri khas planet yang ditemukan beserta lingkungannya.  Dari informasi inilah ilustrasi sebuah sistem exoplanet dibangun. Tapi tentunya gambarnya tidak persis sama dengan planet-planet yang ada di Tata Surya. Para ilustrator juga memberikan interpretasi sesuai data planet. Ilustrasi yang dibuat harus bisa memberikan gambaran besar seperti apa planet yang ditemukan, tanpa membuat pembaca memiliki persepsi yang salah.

Contohnya, exoplanet laik huni. Dari data yang ada, planet tersebut merupakan planet batuan berpotensi laik huni yang memiliki air sebagai ciri khasnya. Akan tetapi, ilustrasi yang dibuat harus memperlihatkan sebuah planet laik huni yang punya air tapi tidak boleh membuat masyarakat beprikir bahwa planet lain yang persis Bumi dan memiliki kehidupan sudah ditemukan. Karena memang belum ditemukan. Untuk itu harus ada faktor pembeda.

Contoh lain, planet yang diduga memiliki air tapi sepertinya sudah lenyap akibat efek rumah kaca berlebihan. Untuk itu, penggambarannya pun dibuat memiliki banyak gunung berapi dan mulai kehilangan air.

Jadi untuk bisa membuat ilustrasi exoplanet, para ilustrator tidak bekerja sendiri. Mereka juga bekerja sama dan berdiskusi dengan para astronom untuk bisa memahami planet dan bintang yang akan mereka gambar. Informasi awal inilah yang kemudian mereka gunakan untuk membangun ilustrasi exoplanet seperti yang kamu lihat saat ini. Tiap planet tentu memiliki ciri khas yang berbeda-beda. Tidak ada yang persis sama. Inilah yang dibuat oleh para ilustrator dalam memperkenalkan setiap exoplanet yang ditemukan.

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