galaksi dan rasi

A. Galaksi dan Rasi

Pada waktu malam hari yang cerah, kita dapat melihat ribuan bintang di langit sebagai titik-titik cahaya. Sesungguhnya yang kamu lihat itu belum seluruhnya. Ada jutaan bahkan milyaran bintang-bintang lain yang tidak mampu kamu amati.

Bintang-bintang di langit, gas, dan debu saling mengikat karena adanya gravitasi, menyatu membentuk kelompokkelompok raksasa yang disebut galaksi. Di jagad raya terdapat banyak galaksi, dan milyaran bintang tersebar di setiap galaksi. Kita hidup di galaksi Bimasakti, yang mengandung sekitar 200 milyar bintang, salah satu bintang tersebut adalah matahari. Jadi, matahari kita hanyalah satu di antara milyaran bintang dalam salah satu galaksi. Betapa luas dan raksasanya jagad raya ini, dan betapa agungnya Sang Maha Pencipta.

gambar galaksi bima sakti

Semua bintang bergerak mengelilingi pusat galaksi. Matahari mengelilingi pusat galaksi Bimasakti, dengan sekali putaran membutuhkan waktu 240 juta tahun. Selain galaksi Bimasakti kita mengenal galaksi Andromeda, awan Magellan besar, dan galaksi-galaksi yang diberi nama berseri misalnya galaksi NGC (New General Catalog) 4565.

Sekelompok bintang dalam galaksi yang sama dapat menghasilkan suatu bentuk tertentu jika dilihat dari bumi. Kelompok bintang ini disebut rasi bintang, misalnya rasi bintang Ursa Mayor atau rasi bintang Biduk Besar. Beberapa rasi zodiak yang sudah kamu kenal, yaitu rasi bintang Cancer, Leo, dan Virgo. Masyarakat Indonesia akrab dengan rasi pari atau gubuk penceng dan rasi waluku.

Pernahkah kamu mengamati salah satu rasi bintang di atas? Atau mungkin kamu melihat rasi bintang yang lain. Untuk menentukan posisi berbagai rasi bintang, memang harus diketahui bagaimana bintang-bintang berubah posisi setiap malam, setiap musim dan terhadap perubahan garis lintang.

B. Tata Surya

Bumi ini seperti bola kecil sekali yang bergerak mengelilingi sebuah bintang. Bintang tersebut adalah Matahari. Selain Bumi, terdapat planet-planet lain yang mengelilingi Matahari. Tidak hanya Bumi yang mengelilingi Matahari, tetapi planet-planet lain, satelit, asteroid, dan meteor juga mengelilingi Matahari. Semua bendabenda langit menjadi satu kesatuan dan membentuk sebuah sistem yang sangat teratur. Sistem ini disebut tata surya.

Tata surya kita terdiri atas bintang, planet, komet, asteroid dan benda-benda langit lain yang membentuk satu sistem. Pusat sistem tata surya kita adalah matahari.

Sejak ditemukannya Pluto pada tahun 1930, para astronom memasukkan Pluto dalam kategori planet dalam tata surya kita, sehingga sampai tahun 2006 ada sembilan planet dalam tata surya kita. Namun, dalam konferensi tanggal 24 Agustus 2006 di Cekoslovakia, para astronom yang tergabung dalam organisasi astronomi internasional (International Astronomical Union, IAU), memutuskan bahwa pluto tidak termasuk dalam kategori planet.

Menurut para astronom, benda langit bisa dikategorikan sebagai planet jika memenuhi kriteria sebagai berikut.

a. Mempunyai ukuran diameter lebih besar dari 2.000 km. berbentuk bulat
b. Memiliki orbit yang tidak memotong orbit planet lain.

Orbit Pluto sedikit di bawah orbit Neptunus. Ukuran planet Pluto jauh lebih kecil dari delapan planet lainnya dalam sistem tata surya. Ukuran planet Pluto bahkan lebih kecil dari pada satelit (bulan) dari sistem tata surya (bulan dari bumi, bulan dari Yupiter: Io, Europa, Ganymede, Callisto, Titan dan Tritan). Sehingga berdasarkan hasil kajian para astronom modern, terdapat 8 (delapan) planet dalam tata surya kita, yaitu Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Yupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus, yang selalu beredar mengelilingi matahari.

Planet-planet yang terletak antara matahari dan sabuk asteroid disebut planet dalam, sedangkan planet-planet yang terletak di luar sabuk asteroid (dilihat dari matahari) disebut planet luar. Semua planet dalam bersifat padat dan berbatuan, sedangkan planet-planet luar, merupakan bola gas raksasa, bagian intinya mungkin berbentuk padat tetapi permukaannya tidak. Semua planet luar memiliki cincin yang tersusun dari debu dan gas beku. Sebutkan planet-planet yang termasuk planet dalam dan planet luar.

Di bawah ini kita akan mendiskusikan karakteristik matahari dan masing-masing planet.

1. Matahari

Matahari adalah pusat tata surya. Matahari merupakan sebuah bintang yang paling dekat dengan bumi. Seperti bintang lainnya, Matahari merupakan sebuah benda panas yang tersusun oleh berbagai gas yang bertekanan tinggi.

Matahari sebagai pusat tata surya. Matahari bukanlah bintang terbesar di antara milyaran bintang dalam galaksi Bimasakti. Matahari juga bukan bintang yang paling terang, tetapi mengapa matahari kelihatan paling terang di antara bintang-bintang lain?

Jarak matahari dari bumi kita sekitar 150 juta kilometer.
Jarak ini disepakati sebagai 1 SA (Satuan Astronomi). Matahari merupakan bintang yang paling dekat dibandingkan bintang-bintang lainnya. Bintang terdekat kedua setelah matahari adalah Alpha Centauri, jaraknya lebih dari 200.000 SA. Jarak matahari hanyalah 1/546.000 kali jarak Sirrius ke bumi. Sirrius merupakan bintang yang paling terang.

Jika dilihat dari ukurannya, maka matahari tergolong bintang ukuran sedang. Diameter matahari sekitar 1.380.000 km. Jika dibandingkan diameter bumi, maka
diameter matahari 109 diameter bumi. Seandainya matahari berongga, kamu dapat memasukkan lebih dari satu juta bumi ke dalamnya. Tetapi kerapatan matahari lebih kecil dibandingkan kerapatan bumi, sehingga massa matahari hanya sekitar 340 ribu kali massa bumi.

Matahari merupakan bola gas raksasa, dengan lapisanlapisan seperti ditunjukkan gambar berikut, yaitu:

a. Inti (core): suhunya sekitar 14 juta Kelvin, tempat terjadinya reaksi nuklir yang menghasilkan energi sangat besar.
b. Fotosfer: suhunya sekitar 6.000 Kelvin, dengan ketebalan sekitar 300 km, merupakan bagian matahari yang dapat kita lihat. Namun, janganlah kamu menatap matahari secara langsung, karena dapat menyebabkan kerusakan pada mata.
c. Kromosfer: atmosfer matahari, bersuhu sekitar 4.500 Kelvin dan ketebalannya 2.000 km.
d. Korona: atmosfer luar matahari, bersuhu sekitar 1 juta Kelvin dan ketebalannya sekitar 700.000 km.

Di antara inti dan fotosfer terdapat daerah radiasi dan daerah konveksi. Di daerah tersebut energi berpindah secara radiasi dan konveksi.

Di permukaan matahari terdapat berbagai aktivitas, antara lain sunspot (bintik hitam), flare (letupan cahaya yang menyembarkan partikel-partikel bermuatan listrik), protuberans (ledakan mendadak dan segera lenyap), serta yang terbesar adalah prominensa (kilauan gas yang mengalami kondensasi kemudian jatuh kembali ke permukaan matahari).

Energi panas yang dipancarkan Matahari memungkinkan terjadinya kehidupan di Bumi. Selain itu, tanpa pemantulan cahaya Matahari, kita tidak dapat melihat anggotaanggota lain dari tata surya, kecuali komet dan meteor.

a. Energi Matahari

Sumber energi Matahari berasal dari reaksi fusi, yaitu penggabungan inti-inti atom Hidrogen membentuk inti-inti atom Helium. Akibat reaksi kimia pada inti Matahari, maka terjadi pengurangan massa Matahari yang berubah menjadi energi Matahari. Oleh Albert Einstein, besarnya energi dirumuskan:

Energi Matahari ini dipancarkan ke segala arah. Bumi memperoleh sumber kehidupan dari Matahari. Tidak mungkin di Bumi ada kehidupan tanpa adanya energi Matahari. Oleh karena itu Matahari merupakan sumber energi Bumi.

b. Lapisan-lapisan Matahari

Matahari tersusun oleh beberapa daerah yang berbeda, yaitu atmosfer Matahari, fotosfer, dan inti Matahari. Atmosfer Matahari terdiri atas dua lapisan. Lapisan sebelah dalam disebut kromosfer atau bola warna. Lapisan ini menjulang sejauh 12.000 km di atas permukaan Matahari. Lapisan atas atau sebelah luar terdapat korona atau mahkota. Korona ini membentuk lingkaran cahaya putih indah yang mengelilingi keseluruhan Matahari dan menyorotkan pita cahaya yang panjangnya berjuta-juta kilometer ke arah ruang angkasa.

Kita biasanya tidak dapat melihat kromosfer dan korona. Efek atmosfer kita sendiri serta cahaya yang menyilaukan dari fotosfer merintangi kita untuk melihatnya. Akan tetapi, ketika terjadi gerhana Matahari total, atmosfer Matahari akan terlihat.

Untuk mengamati korona, kamu tidak harus menunggu saat gerhana. Kamu dapat melihatnya melalui sebuah teleskop khusus yang disebut koronagraf yang dapat menghasilkan suatu gerhana Matahari buatan.

Fotosfer merupakan lapisan yang menyelubungi lapisan inti Matahari. Suhu pada lapisan ini ± 6.000°C. Inti Matahari merupakan lapisan terdalam, tempat berlangsungnya reaksi inti.

2. Planet-planet

a. Merkurius

Merkurius adalah planet terdekat dari matahari, jaraknya
sekitar 58 juta kilometer dari matahari. Merkurius tidak mudah dilihat dengan mata telanjang. Merkurius tetapi sering terlihat di saat fajar dan senja hari, sehingga dianggap sebagai bintang pagi dan bintang malam.

Merkurius merupakan planet terkecil, diameternya sekitar 4.862 km. Permukaan Mercurius sangat panas dan kering. Suhu permukaan Mercurius dapat mencapai 427° C pada tengah hari dan –184° C pada tengah malam. Permukaan Mercurius mempunyai sejumlah kawah atau lubang ledakan yang terjadi akibat tabrakan dengan meteor dan komet.

Gravitasi pada permukaan planet Merkurius adalah sekitar sepertiga gravitasi pada permukaan Bumi.

Merkurius bergerak mengelilingi matahari sekali putaran dalam waktu 88 hari dan berotasi dengan periode 59 hari. Merkurius tidak memiliki satelit.

b. Venus

Venus merupakan planet terdekat kedua dari matahari dalam tata surya kita. Jaraknya dari matahari sekitar 108 juta kilometer. Permukaan planet ini diselimuti awan tebal karbondioksida sehingga sulit dilihat. Awan tersebut menahan energi matahari yang mengenai permukaan Venus sehingga energi tetap terperangkap. Hal ini menyebabkan suhu permukaan planet Venus luar biasa
tingginya, sekitar 480 oC. Suhu ini cukup panas untuk melebur logam, misalnya aluminium.

Permukaan planet Venus terdiri dari dataran rendah yang rata dan dataran tinggi yang berbentuk oleh gunung api dan aliran lahar. Dipercaya bahwa gunung berapi terus meletus di planet ini.

Venus sering disebut bintang pagi atau bintang senja karena sering terlihat berkilauan dari bumi pada pagi atau senja hari.

Ukuran Venus hampir sama dengan bumi, diameternya hanya berselisih sekitar 600 km lebih kecil dari bumi. Venus mengelilingi matahari sekali putaran dalam 225 hari. Periode rotasinya 243 hari dengan arah rotasi berlawanan dengan planet-planet lain. Venus juga tidak memiliki satelit, seperti Merkurius.

c. Bumi

Bumi sebenarnya bukan planet yang terbesar, namun
bagi kita adalah terpenting dari seluruh planet, karena inilah tempat tinggal kita. Karena jaraknya dari matahari, adanya atmosfer yang bersifat melindungi, dan suatu campuran bahan kimia organik yang tepat mengakibatkan Bumi adalah satu-satunya planet dalam tata surya yang dapat mendukung kehidupan. Bumi adalah planet ketiga dalam tata surya kita.

Keadaan permukaan planet bumi sangat berbeda dibandingkan permukaan planet Merkurius dan Venus. Suhu dan tekanan di permukaan bumi memungkinkan air berada dalam wujud padat, cair, maupun gas. Bumi adalah suatu planet yang dinamis, yang secara konstan mendaur ulang dirinya sendiri.

Bumi berdiameter sekitar 12.700 km. Rata-rata periode revolusinya 365,25 hari dan periode rotasinya sekitar 24 jam. Bumi memiliki satu satelit, yaitu bulan.

1) Bagian-bagian Bumi

Bumi terdiri atas tiga bagian, yaitu udara, air, dan bagian padat atau seperti yang dikatakan seorang ilmuwan, atmosfer, hidrosfer, dan litosfer.

Atmosfer adalah udara yang mengelilingi Bumi, terdiri atas sekitar 78% nitrogen, 21% oksigen, dan 1% gas-gas lain, termasuk uap air, debu, dan karbon dioksida.

Lapisan bawah dari selubung udara adalah troposfer. Dalam bahasa Yunani tropos berarti ”berubah”. Troposfer merupakan daerah tempat perubahan-perubahan besar terjadi yaitu suhu, tekanan, dan kadar uap air. Walaupun sebagian besar perubahan atmosfer relatif terjadi di dekat Bumi, troposfer meluas sampai suatu ketinggian sekitar 10 km. Pada batas luar troposfer terdapat zona pemisah antara troposfer dan lapisan lainnya.

Lapisan selanjutnya adalah stratosfer yang merupakan zona angin aneh yang dikenal sebagai aliran jet. Pada aliran jet ini aliran udara sangat kuat dan bergerak cepat, dapat mencapai kecepatan 400 km/jam. Suhu di dalam stratosfer naik dari tingkat bawah –60°C pada ketinggian 10 km sampai ke tingkat atas 0° C pada ketinggian 40 km.

Lapisan selanjutnya adalah termosfer. Daerah udaranya
sangat tipis karena terbuka oleh radiasi dari ruang angkasa danMatahari. Pada ketinggian 400 km atau lebih terdapat eksosfer yang dipandang sebagai pinggiran atmosfer yang paling luar.

d. Mars

Mars merupakan planet keempat dari matahari. Mars berukuran lebih kecil dari bumi, diameternya sekitar 6.800 kilometer. Jaraknya dari matahari sekitar 228 juta kilometer, dengan periode revolusi 687 hari, dan berotasi dengan periode sekitar 24,6 jam.

Belahan selatannya adalah suatu permukaan tua yang stabil dengan banyak orang kawah atau lubang ledakan, sedangkan belahan utaranya menjaga arus lahar dari gunung berapi dahsyat yang paling besar dalam sistem tata surya.

Untuk menyelidiki permukaan planet Mars, bukan manusia yang dikirim ke sana melainkan robot kecil Amerika Serikat, yaitu Viking 1 dan Viking 2. Dari hasil penyelidikan terdapat tanda-tanda bahwa pada masa lalu di Mars ada air (cairan). Mars memiliki dua satelit, yaitu Phobos dan Deimos.

Planet Mars adalah planet yang paling mirip dengan Bumi, sehingga para ilmuwan terus melakukan serangkaian penelitian apakah memungkinkan bagi manusia untuk hidup di planet ini.

e. Jupiter

Yupiter adalah planet kelima dalam tata surya kita dan merupakan planet terbesar. Garis tengah Yupiter 142.860 km, volumenya sekitar 1.300 kali volume bumi. Meskipun letaknya jauh, Yupiter lebih mudah dilihat karena dua hal, yaitu ukurannya sangat besar dan memantulkan lebih dari 70% cahaya matahari yang diterimanya. Bandingkan dengan bulan yang hanya memantulkan sekitar 7% cahaya yang diterimanya.

Meskipun ukurannya besar, untuk berotasi Yupiter hanya membutuhkan waktu rotasi 9,8 jam; sekitar 2,5 kali lebih cepat dibandingkan bumi. Periode revolusinya sekitar 12 tahun.  Atmosfer Jupiter terdiri dari hidrogen dan helium, serta mempunyai awan dari amoniak dan kristal es.

Gas berwarna merah berputar lambat mengelilingi tengah-tengah planet Yupiter. Ini membentuk ikat pinggang merah raksasa yang dapat menghasilkan badai besar di permukaan Yupiter. Yupiter memiliki 16 satelit, beberapa di antaranya lebih besar dari Pluto. Empat di antara satelit-satelit Yupiter adalah Io, Eropa, Ganymeda, dan Calisto.

Sistem Jupiter dan satelit-satelitnya menyerupai miniatur tata surya. Planet Jupiter mempunyai hari yang paling pendek dibanding planet-planet lain karena periode rotasi planet Jupiter ini hanya kurang lebih 10 jam. Malam hari pada planet Jupiter adalah jauh dari gelap, langit terlihat terang oleh banyaknya bulan.

f. Saturnus

Saturnus merupakan benda langit yang sangat mempesona karena cincincincinnya. Cincin Saturnus kelihatan lebih lebar dibandingkan cincin planet lain, karena terdiri atas ratusan cincin-cincin kecil. Cincin kecil tersusun dari gas beku dan butiran-butiran debu yang diperkirakan merupakan bekas peninggalan dari suatu satelit terdahulu yang telah hancur oleh suatu benturan dengan satelit yang lain.

Keindahan Saturnus ini tidak begitu menonjol karena letaknya sangat jauh. Saturnus berjarak 1.428 juta kilometer dari matahari, jarak ini hampir 10 kali jarak bumi-matahari.

Saturnus berdiameter sekitar 120.000 kilometer, jadi merupakan planet terbesar kedua setelah Yupiter. Kepadatan planet Saturnus sangat rendah sedemikian hingga planet dahsyat ini bisa mengapung di atas air. Hal ini diperkirakan karena planet Saturnus berisi kebanyakan gas helium dan hidrogen. Planet ini juga dapat  menghasilkan panas sendiri akibat sparasi gas.

Periode revolusinya 29,5 tahun; sedangkan periode rotasinya sangat cepat yaitu 10,6 jam. Karena kerapatannya rendah dan berotasi cepat menyebabkan Saturnus bentuknya pipih. Saturnus memiliki 21 satelit, yang terbesar yaitu Titan.

g. Uranus

Planet Uranus adalah urutan ketujuh dari Matahari. Yang membedakan planet Uranus dari planet-planet yang lain
adalah bahwa salah satu kutubnya menghadap ke Matahari. Uranus berotasi pada sumbu yang sebidang dengan bidang edarnya mengelilingi matahari. Hal ini berbeda dengan planet-planet lain. Satu teori menyatakan bahwa hal ini diakibatkan planet Uranus ditabrak oleh suatu objek besar, sehingga bergeser ke sisinya. Sedangkan objek yang menabraknya hancur dan bekas meninggalannya membentuk awan uap air batu-batu di sekitar Uranus yang membentuk cincin tipis.

Uranus berotasi dalam waktu 11 jam dan berevolusi dalam waktu sekitar 84 tahun.

Jarak Uranus dari matahari sekitar 2.870 juta kilometer, karena itu Uranus menjadi planet ketujuh setelah Saturnus dalam tata surya kita. Diameter Uranus sekitar 50.100 kilometer. Uranus memiliki 5 satelit, yaitu Miranda, Ariel, Umbriel, Titania, dan Oberon. Sebagaimana Saturnus, Uranus juga dikelilingi cincin-cincin.

Ada teori yang menyatakan bahwa cincin tipis yang menyelubungi planet Uranus terbentuk akibat salah satu satelinya dihantam oleh meteor. Seperti Neptunus, kebanyakan dari Uranus adalah suatu samudra air yang kotor yang tecampur gas metana dan amoniak. Atmosfernya yang terdiri dari helium dan hidrogen memperlihatkan suatu jejak gas metana yang memberi warna hijau kebiru-biruan pada planet ini.

h. Neptunus

Neptunus merupakan planet kedelapan dalam tata surya kita. Jaraknya dari matahari sekitar 4.500 juta km. Untuk sekali putaran mengelilingi matahari, Neptunus membutuhkan waktu 165 tahun. Periode rotasinya 16 jam. Diameter Neptunus hampir empat kali diameter bumi, yaitu sekitar 48.600 km. Neptunus memiliki delapan satelit, dua diantaranya adalah Triton dan Nereid.

Keadaan planet Neptunus hampir sama dengan planet Uranus. Kedua planet ini sering disebut planet kembar. Neptunus adalah planet dalam tata surya yang paling berangin. Pada planet ini dapat terjadi badai sangat besar yang mencapai sepuluh kali kekuatan suatu angin topan di Bumi, hampir cukup untuk memecahkan tembok suara. Apa yang menyebabkan badai besar ini menjadi salah satu misteri yang besar dari planet Neptunus.

Pada planet Neptunus mungkin tidak terdapat batasan-batasan antara lapisanlapisannya. Planet ini mempunyai suatu inti yang kecil dari batu karang dan dikelilingi oleh suatu samudra bercampur dengan lumpur dan material berbatu. Atmosfernya yang terdiri dari helium dan hidrogen. Seperti pada Uranus, sedikit gas metana memberikan warna hijau kebiru-biruan pada planet ini.

Gerakan planet-planet mengitari Matahari disebabkan oleh adanya gaya gravitasi. Secara umum, hukum gravitasi mengatakan bahwa benda-benda yang memiliki massa akan tarik-menarik yang besarnya berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya. Semakin besar jaraknya semakin kecil gaya tariknya dan semakin kecil jaraknya semakin besar gaya tariknya. Gaya gravitasi Matahari dirumuskan sebagai berikut.

Gaya gravitasi Matahari mampu membuat lintasan planet berbentuk elips. Perhatikan gambar lintasan-lintasan planet di dalam tata surya. Untuk memahami perbandingan antarplanet, perhatikan tabel berikut.

Tabel data perbandingan planet-planet berdasarkan jari- ari dan jarak rata-rata ke Matahari.

Planet	Diameter Rata-rata (km)	Jarak Rata-Rata dari Matahari (km)	Massa (kg)	Periode Rotasi	Periode Revolusi
Merkurius	4.862	58 juta	3,29 × 10^23	59 hari	88 hari
Venus	12.190	108 juta	4,90 × 10^24	–243 hari	225 hari
Bumi	12.725	149,6 juta	5,98 × 10^24	23,9 jam	365 hari
Mars	6.780	228 juta	6,58 × 10^23	24,6 jam	687 hari
Jupiter	142.860	779 juta	1,90 × 10^27	9,8 jam	11,9 tahun
Saturnus	120.000	1.428 juta	5,68 × 10^26	10,2 jam	29,5 tahun
Uranus	50.100	2.875 juta	8,97 × 10^25	–10,8 jam	84 tahun
Neptunus	48.600	4.500 juta	1,02 × 10^26	15,8 jam	164,8 tahun