Makalah IPA teritegrasi
-
Upload
antarihati-pramesti -
Category
Documents
-
view
64 -
download
15
description
Transcript of Makalah IPA teritegrasi
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Astronomi merupakan ilmu yang mempelajari tentang objek yang ada di
angkasa dan termasuk ilmu yang paling tua. Kata Astronomi berasal dari dua kata
bahasa Yunani, yaitu astron yang berarti bintang dan nemein yang berarti
menamakan. Banyak nama bintang yang berasal langsung dari orang-orang
Yunani karena mereka ahli astronomi pertama yang membuat daftar sistematis
dari semua bintang yang dapat mereka lihat.
Bintang merupakan benda langit yang memancarkan cahayanya sendiri.
Menurut ilmu astronomi, definisi bintang adalah semua benda massif (bermassa
antara 0,08 hingga 200 kali massa matahari) yang sedang atau pernah melakukan
pembangkitan energi melalui fusi nuklir. Oleh sebab itu bintang katai putih yang
sudah tidak memancarkan cahaya atau energi juga tetap disebut sebagai bintang.
Matahari merupakan bintang yang terdekat dari bumi, termasuk satu dari triliunan
bintang yang tersebar di alam semesta.
Dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, telah banyak
instrument yang diciptakan seperti teleskop dan satelit, untuk mempermudah
dalam mengamati atau mempelajari benda-benda / objek yang terdapat di angkasa
khususnya bintang. Dari pengamatan yang kerap dilakukan oleh para ilmuwan
dengan menggunakan teleskop atau satelit, ditemukan bahwa pada saat terjadinya
evolusi bintang, bintang mengalami proses kimia (fusi nuklir) maupun proses
fisika (transfer panas dari inti sampai ke permukaan matahari). Selain itu adanya
bintang khusunya matahari, sangat mempengaruhi kehidupan manusia di bumi
dilihat dari bidang, kesehatan, lingkungan, biologi dan geologi. Karena eratnya
kaitan bintang dengan ilmu dan bidang lainnya, maka penulis bermaksud untuk
mendeskripsikan secara lebih detail mengenai bintang.
2
1.2 Rumusan Masalah
Dari latar belakang di atas dapat dirumuskan masalah sebagai berikut.
1) Bagaimana struktur dari bintang?
2) Bagaimana hubungan bintang tersebut jika ditinjau dari beberapa aspek
ilmu pengetahuan?
1.3 Tujuan Penulisan
Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah sebagai berikut.
1) Untuk mengetahui struktur dari bintang
2) Untuk mengetahui hubungan bintang tersebut jika ditinjau dari beberapa
aspek ilmu pengetahuan
1.4 Manfaat Penulisan
1) Bagi mahasiswa, sebagai bahan ajar dalam mata kuliah ipa terintegrasi.
2) Bagi penulis lain, sebagai bahan rujukan dalam melakukan penelitian lebih
lanjut.
3
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Struktur Bintang
Bintang terdekat dari bumi adalah matahari, sehingga dalam pembahasan
ini penulis membahas struktur salah satu dari miliyaran bintang yaitu matahari.
Struktur Matahari terdiri atas empat lapisan, yaitu bagian inti Matahari (Solar
Core), lapisan fotosfer (Photospere), lapisan kromosfer, dan lapisan korona
(Corona).
Gambar 1. Struktur matahari (http://cahyaimancahayakebenaranislam.wordpress.com/)
Inti Matahari adalah bagian dalam Matahari yang merupakan pusatnya.
Bagian ini merupakan tempat terjadinya proses pembentukan energi melalui
reaksi fusi rantai proton-proton. Oleh karena itu suhu di bagian inti Matahari
sangat tinggi, kira-kira mencapai 15 juta kelvin. Energi yang dihasilkan
dirambatkan menuju bagian permukaan Matahari melalui dua cara, yaitu pertama
perambatan energi dari inti Matahari menuju permukaan Matahari secara radiasi
(pancaran gelombang elektromagnetik) melalui plasma (gas panas) yang memiliki
massa jenis besar yang terdapat di bagian dalam Matahari. Kedua perambatan
energi dari bagian inti yang dekat ke permukaan menuju permukaan matahari
secara konveksi (perpindahan panas yang disertai perpindahan partikel-partikel
perantaranya).
4
Fotosfer (Photosphere) atau disebut juga lapisan cahaya adalah bagian
Matahari yang dapat dilihat manusia. Batas sebelah luar dari fotosfer merupakan
pinggiran (tepi) cakram matahari yang tampak seperti cahaya putih. Karena itu
fotosfer disebut juga cakram Matahari. Lapisan fotosfer tidak terlalu tebal,
kedalamannya hanya sekitar 320 km atau kurang dari 1/2000 jari-jari Matahari.
Suhu fotosfer bagian dalam dapat mencapai 6000 K, sedangkan di bagian luarnya
hanya sekitar 4300 K. Gas-gas panas pada fotosfer memancarkan cahaya dengan
intensitas yang sangat kuat, sehingga cahaya fotosfer tampak nerwarna kuning
jika dilihat dari bumi. Unsur –unsur utama penyusun Fotosfer adalah hidrogen (94
%), helium (5,9 %), dan elemen-elemen yang lebih berat seperti karbon, oksigen,
nitrogen, dan neon (0,1 %).
Lapisan kromosfer adalah lapisan yang terdapat di atas lapisan fotosfer,
yang disebut juga atmosfer Matahari. Unsur penyusun atmosfer ini sebagian besar
adalah hidrogen. Atmosfer Matahari terdiri dari dua lapisan, yaitu lapisan bawah
yang paling dekat dengan fotosfer yang disebut kromosfer atau bola warna dan
lapisan atas atau sebelah luar yang disebut korona atau mahkota. Lapisan
kromosfer menjulang 12000 km di atas fotosfer, dan memiliki tebal kira-kira 2500
km. Suhu pada bagian atas lapisan ini dapat mencapai di atas 10000 K. Kromosfer
dan korona biasanya tidak dapat dilihat oleh manusia di Bumi, karena intensitas
sinar yang dipancarkan oleh keduannya tidak sekuat yang dipancarkan oleh
fotosfer, sehingga cahaya yang menyilaukan dari fotosfer merintangi manusia
untuk melihat keduanya. Hal lain yang juga merintangi manusia untuk melihat
kromosfer dan korona adalah efek dari atmosfer bumi. Namun demikian pada saat
tertentu atmosfer Matahari (kromosfer dan korona) dapat juga dilihat oleh
manusia, yaitu ketika terjadi gerhana Matahari total (Bulan menutupi fotosfer).
Dalam kejadian ini kromosfer dapat dilihat manusia, bentuknya seperti cincin
kecil dengan nyala merah kuat.
Korona adalah lapisan atmosfer Matahari yang terletak di sebelah atas
kromosfer. Meskipun letaknya jauh dari inti matahari sebagai penghasil energi,
korona memiliki suhu yang jauh lebih tinggi dibanding lapisan kromosfer, para
ahli astronomi memperkirakan suhu korona mencapai 2.000.000 kelvin pada
bagian luarnya. Hal yang menyebabkan suhu korona demikian tinggi meskipun
5
jaraknya jauh dari inti adalah akibat adanya pemaksaan pemindahan kalor (energi)
secara konveksi pada fotosfer dan kromosfer, memanaskan secara intensif gas
yang sangat tipis pada lapisan korona. Akibat suhu yang sangat tinggi ini, korona
mengembang sangat cepat dalam ruang hampa. Selama gerhana matahari total
berlangsung, fotosfer tertutup oleh bulan dan akan tampak oleh mata telanjang
suatu bentuk mahkota di sebelah luar cincin berwarna merah (kromosfer). Oleh
karena itu korona disebut juga mahkota Matahari.
Gambar 2. Korona (http://en.wikipedia.org)
Sebetulnya untuk mengamati korona tidak perlu menunggu terjadinya gerhana
Matahari total. Korona dapat diamati dengan menggunakan bantuan alat teleskop
khusus yang disebut koronagraf (coronagraph), yang dapat menciptakan gerhana
matahari total buatan karena alat ini dilengkapt dengan suatu cakram hitam yang
diletakkan sedemikian rupa sehingga dapat menutupi cahaya dari fotosfer.
2.2 Hubungan Bintang Ditinjau Dari Beberapa Aspek Ilmu Pengetahuan
2.2.1 Keterkaitan dalam ilmu kimia
Keterkaitan bintang dengan ilmu kimia adalah dalam pembentukan energi
yang terjadi pada bagian inti matahari melalui reaksi fusi (penggabungan) inti
hidrogen membentuk inti helium.
Di pertengahan abad ke-19, Lord Kelvin dan Herman von Helmholtz,
dengan menggunakan teori konservasi energi mempostulatkan bahwa energi yang
6
dihasilkan matahari berasal dari pengerutan gravitasi. Proses pengerutan
mengubah energi gravitasi menjadi energi panas dan meningkatkan suhu di inti
matahari. Sejalan dengan perkembangan ilmu pengetahuan, menghasilkan teori
baru akan pembangkit energi di dalam bintang. Adalah Sir Arthur Eddington pada
1920 yang mengemukakannya untuk pertama kali, melibatkan dua proton yang
bergabung untuk membentuk satu inti helium diikuti dengan pelepasan energi.
Pada 1939, Hans Bethe mengemukakan mekanisme reaksi proton-proton untuk
pembangkit energi di dalam bintang-bintang seukuran matahari atau lebih kecil.
Para ahli telah bersepakat bahwa energi yang terbentuk pada inti matahari
dihasilkan dari suatu proses reaksi inti (nuklir) yang biasa disebut reaksi fusi
(reaksi penggabungan) inti-inti hidrogen membentuk inti helium. Reaksi fusi
nuklir ini diperkirakan meliputi tiga tahap yang disebut reaksi proton-proton yang
dapat dituliskan dalam bentuk persamaan reaksi seperti berikut:
Langkah 1: P + P D + e+ + neutrino + energi
Dua proton (P, isotop hidrogen-1) bertumbukan untuk membentuk inti deuterium
(D, isotope 2-hidrogen, terdiri dari satu proton dan satu neutron), positron (e+,
elektron bermuatan positif), dan neutrino (partikel tak bermuatan).
Langkah 2: D + P 3He + foton + energi
Proton lain bertumbukan dengan deuterium yang diproduksi di langkah pertama
membentuk isotop 3-helium yang memilki dua proton dan satu neutron pada
intinya, foton dalam bentuk sinar gamma dan juga energi.
Langkah 3: 3He + 3He 4He + 2 proton + foton + energi
Inti dari dua helium-3 bertumbukan membentuk helium-4, dua proton, dan foton
(sinar gamma lain).
Tiga langkah proses fusi ini disebut pembakaran hidrogen (hydrogen
burning). Dari hasil reaksi ini ternyata massa 4He lebih kecil dari massa empat
proton sebelumnya, jadi terdapat massa yang hilang. Sesuai dengan teori
relativitas Einstein, massa tersebut tidak hilang begitu saja, melainkan diubah
7
menjadi bentuk energi, menurut persamaan kesetaraan massa dan energi berikut
ini ;
E m c2,
dimana E adalah energi yang dihasilkan, m adalah massa yang hilang, dan c
adalah kecepatan rambat cahaya yang nilainya 3 x 108 m/s.
Setiap detik pada inti matahari 630 juta ton hidrogen diubah menjadi 625,4 juta
ton helium 4 He dengan membebaskan energi yang setara dengan 4,6 juta ton.
Dengan berkurangnya massa matahari sebesar 4,6 juta ton/sekon maka diprediksi
matahari masih dapat memancarkan energi sekitar 5 milyar tahun lagi.
Gambar 3. Reaksi proton-proton pada inti matahari (http://cuaca-antariksa.dirgantara-lapan.or.id)
2.2.2 Keterkaitan dalam ilmu fisika
Keterkaitan bintang dengan ilmu fisika adalah dalam proses perambatan
energi panas matahari dari inti matahari ke permukaan matahari, lalu diteruskan
ke permukaan bumi dengan cara koveksi dan radiasi.
Energi yang dihasilkan pada inti matahari dirambatkan menuju bagian
permukaan matahari melalui dua cara, yaitu pertama perambatan energi dari inti
matahari menuju permukaan matahari (daerah radiasi) secara radiasi, dan yang
kedua perambatan energi dari bagian inti yang dekat ke permukaan menuju
8
permukaan matahari (daerah konveksi) secara konveksi. Radiasi adalah suatu
proses perambatan energi (panas) dalam bentuk gelombang elektromagnetik yang
tanpa memerlukan zat perantara. Sedangkan konveksi adalah proses perpindahan
energi (panas) dengan disertainya perpindahan partikel.
Daerah radiasi memilki kerapatan yang sangat tinggi sehingga gelombang
elektromagnetik dari inti matahari membutuhkan waktu yang lama untuk sampai
di bagian terluarnya. Di bagian luar daerah radiasi terdapat daerah konveksi. Di
bagian ini, energi menjalar ke permukaan matahari melalui proses konveksi.
Aliran energi ini terbawa oleh medium plasma yang mengisi daerah konveksi.
Plasma adalah gas yang terionisasi oleh suhu yang sangat tinggi sehingga
elektron-elektronnya terpisah dari atom atau molekulnya.
Gambar 4. Daerah konveksi dan radiasi pada matahari(http://cuaca-antariksa.dirgantara-lapan.or.id )
Energi matahari bisa sampai ke permukaan bumi adalah dengan cara
radiasi (pancaran), karena diantara bumi dan matahari terdapat ruang hampa (tidak
ada zat perantara). Gelombang elektromagnetik yang diradiasikan matahari ke
bumi adalah suatu bentuk gelombang yang dirambatkan dalam bentuk komponen
medan listrik dan medan magnet, sehingga dapat merambat dengan kecepatan
yang sangat tinggi dan tanpa memerlukan zat atau medium perantara.
9
Gambar 4. Radiasi sinar matahari ke permukaan bumi (http://uniqpost.com )
2.2.3 Keterkaitan dalam ilmu biologi
Kehidupan di Bumi digerakkan oleh energi matahari. Kloroplas tumbuhan
menangkap energi cahaya dari matahari lalu mengubah zat anorganik H2O dan
CO2 pada tumbuhan menjadi energi kimiawi yang disimpan dalam gula dan
molekul organik lainnya. Proses seperti ini disebut fotosintesis. Fotosintesis
menyediakan makanan bagi hampir seluruh kehidupan di dunia baik secara
langsung atau tidak langsung. Keseluruhan proses dalam fortosintesis dapat
disederhanakan menjadi persamaan reaksi sebagai berikut.
Gambar 5. Persamaan reaksi fotosintesis
Cahaya matahari merupakan bentuk energi yang dikenal sebagai energi
elektromagnetik, yang juga disebut radiasi. Jarak antara puncak-puncak
gelombang elektromagnetik disebut panjang gelombang. Keseluruhan kisaran
radiasi ini dikenal sebagai spektrum elektromagnetik. Walaupun matahari
meradiasikan spektrum penuh dari energi elektromagnetik, atmosfer bertindak
sebagai jendela selektif, yang membiarkan cahaya tampak lewat dan menyaring
10
sebagian besar fraksi radiasi lainnya. Bagian spektrum yang dapat kita lihat
dikenal sebagai cahaya tampak, memilki panjang gelombang berkisar antara kira-
kira 380 hingga 750 nm dan juga merupakan radiasi yang menggerakkan
fotosintesis. Biru dan merah, dua panjang gelombang yang paling efektif diserap
oleh klorofil, merupakan warna yang paling bermanfaat sebagai energi untuk
reaksi terang pada fotosintesis.
Gambar 6. Spektrum elektromagnetik (http://ulumilmi.blogspot.com)
2.2.4 Keterkaitan dalam ilmu astronomi
Seperti manusia, bintang juga mengalami perubahan tahap kehidupan.
Sebutannya adalah evolusi. Mempelajari evolusi bintang sangat penting bagi
manusia, terutama karena kehidupan kita bergantung pada matahari. Matahari
sebagai bintang terdekat harus kita kenali sifat-sifatnya lebih jauh. Dalam
mempelajari evolusi bintang, kita tidak bisa mengikutinya sejak kelahiran sampai
akhir evolusinya. Jumlah manusia di bumi dan bintang di angkasa sangat banyak
dengan usia yang berbeda-beda. Kita bisa mengamati kondisi manusia dan bintang
yang berada pada usia/tahapan evolusi yang berbeda-beda. Ditambah dengan
pemodelan, akhirnya kita bisa menyusun teori evolusi bintang tanpa harus
mengamati sebuah bintang sejak kelahiran hingga akhir evolusinya.
Pembentukan Bintang
Ruang di antara bintang-bintang tidak kosong. Disana terdapat materi
berupa gas dan debu yang disebut materi antar bintang. Materi antar bintang
11
merupakan bahan mentah pembentukan bintang yang disebut nebula. Awal dari
pembentukan bintang dimulai ketika ada gangguan gravitasi oleh suatu peristiwa
hebat, misalkan ledakan bintang (supernova) dan pelontaran massa oleh bintang,
sehingga di suatu tempat sekelompok materi antar bintang menjadi lebih mampat
dari pada di sekitarnya. Bagian luar awan ini akan tertarik oleh gaya gravitasi
materi di bagian dalam. Akibatnya awan ini mengerut dan menjadi makin
mampat. Peristiwa ini dinamakan kondensasi.
Pada setiap kondensasi kerapatan awan dalam gas bertambah besar.
Peristiwa penggumpalan awan induk akan terulang lagi di dalam kelompok awan
yang lebih kecil. Di sana akan terjadi kondensasi yang lebih kecil lagi, demikian
seterusnya. Peristiwa ini disebut fragmentasi. Awan yang tadinya satu terpecah
menjadi ratusan bahkan ribuan awan dan setiap awan mengalami pengeruatan
gravitasi. Akibat pengerutan gravitasi, tempertur naik sehingga awan-awan itu
akan memijar dan menjadi probintang.
Tahap Praderet Utama
Dengan meningkatnya temperatur, tumbukan antara molekul menjadi
makin sering dan makin hebat. Terjadi pengerutan (disosiasi) molekut hidrogen
menjadi atom hidrogen. Untuk menyediakan energi cukup besar untuk
berlangsungnya disosiasi, probintang mengerut lebih cepat. Pada temperatur yang
makin tinggi akan terjadi proses ionisasi pada atom hidrogen. Pengerutan dengan
laju besar ini berakhir bila semua hidrogen dalam inti telah terionisasi semua.
Luminositas bintang sangat tinggi karena materi masih renggang, sehingga
energi bebas terpancar keluar. Karena bintang tetap mengerut selama
luminositasnya meningkat, permukaannya menjadi lebih panas Pada akhirnya
temperatur di pusat bintang cukup tinggi untuk berlangsungnya pembakaran
hidrogen. Pada saat itu tekanan di dalam bintang menjadi besar dan pengerutan
pun terhenti. Bintang menjadi bintang deret utama.
Bila massa bintang terlalu kecil, suhu di pusat bintang kurang tinggi untuk
berlangsungnnya reaksi pembakaran hydrogen. Bintang dengan massa kecil akan
mengerut dan luminositasnya menurun. Bintang akhirnya mendingin menjadi
bintang katai gelap (brown dwarf) tanpa mengalami reaksi inti.
12
Tahap Deret Utama
Akibat pengerutan gravitasi, temperatur di pusat bintang menjadi makin
tinggi. Pada temperatur sekitar 10 juta derajat inti hidrogen mulai beraksi
membentuk helium. Energi yang dibangkitkan oleh reaksi ini menyebabkan
tekanan di dalam bintang menahan pengerutan bintang dan bintang menjadi
mantap. Untuk bintang bermassa kecil (0,1-0,5 massa matahari), proses
pembakaran hidrogen membentuk helium terus berlangsung sampai akhirnya
bintang ini menjadi katai putih (white dwarf).
Untuk bintang bermassa 0,5 - 6 massa matahari, proses pembakaran
hidrogen membentuk helium terus berlangsung akibatnya jumlah helium di pusat
bintang bertambah. Ketika hidrogen dipusat habis, terjadi pembakaran helium
menjadi karbon (C) di pusat sedangkan pembakaran hidrogen berlangsung di kulit
bintang. Proses ini tidaklah stabil, akibatnya bintang berdenyut. Bagian luar
bintang mengembang dan mengerut secara periodik sebelum akhirnya materi
terlempar keluar membentuk selubung dan menjadi kabut planet (planetary
nebula). Bagian bintang yang tersisa akan mengerut dan membentuk bintang katai
putih (white dwarf). Kadang katai putih meledak (peristiwa nova atau super nova
tipe I) bila meledak akan hancur sama sekali.
Bila semula masaa bintang lebih dari 6 massa matahari, pembakaran
karbon berlanjut hingga terbentuk neon. Lalu neon pun mengalami fusi
membentuk oksigen. Begitu seterusnya hingga secara berturut-turut terbentuk
silikon, dan terakhir besi. Kita bisa lihat di diagram penampang bintang di bawah
ini, bahwa reaksi fusi sebelumnya tetap terjadi di luar lapisan inti. Sehingga ada
banyak lapisan reaksi fusi yang terbentuk ketika di bagian pusat bintang sedang
terbentuk besi.
Gambar 7. Lapisan-lapisan reaksi fusi pada bintang (http://duniaastronomi.com)
13
Setelah reaksi yang membentuk besi terhenti, tidak ada proses pembakaran
selanjutnya. Akibatnya, tekanan menurun dan bagian inti bintang memampat.
Karena begitu padatnya, jarak antara neutron dan elektron pun mengecil sehingga
elektron bergabung dengan neutron dan proton. Peristiwa ini menghasilkan
tekanan yang sangat besar dan mengakibatkan bagian luar bintang dilontarkan
dengan cepat, bintang akan meledak dahsyat, hancur sama sekali dalam peristiwa
supernova tipe II. Dari sisa ledakan, bintang mengerut namun masih bisa menahan
tekanan gravitasinya. Inti memanas, dan inti besi membelah. terbentuklah bintang
neutron. Disebut demikian karena partikel dalam bintang ini hanya neutron. Bila
bintang neutron ini berotasi akan memencarkan gelombang radio, dan dinamakan
sebagai pulsar.
Bila massa bintang lebih besar dari massa pembentukan bintang neutron,
maka ketika bintang mengerut gaya gravitasi di inti bintang begitu besarnya dan
terbentuklah lubang hitam (black hole). Black Hole atau Lubang hitam merupakan
objek yang sangat massive, memiliki gravitasi yang sangat kuat sehingga dapat
menarik semua benda disekitarnya bahkan cahaya pun tidak dapat meloloskan diri
darinya. Disebut lubang hitam, karena tidak memancarkan gelombang
elektromagnetik
Gambar 8. Black hole/lubang hitam (http://www.celestiamotherlode.net)
14
Gambar 9. Evolusi bintang (http://duniaastronomi.com)
2.2.5 Keterkaitan Dalam Bidang Teknologi
Teknologi sangat berperan bagi manusia dalam mempelajari alam semesta
di luar atmosfer bumi seperti bintang. Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan
dan teknologi, manusia berlomba-lomba melakukan penelitian untuk menciptakan
suatu alat yang dapat memudahkan dalam mengamati peristiwa-peristiwa yang
terjadi di luar atmosfer bumi/ruang angkasa dan mempelajari benda-benda langit.
Sekitar tahun 1962, NASA (the National Aeronautic and Space
Administration) di AS membuat rekomendasi supaya negara adidaya tersebut
membangun teleskop di luar angkasa. Tahun 1977 kongres AS mulai
mengumpulkan dana untuk membangun mega proyek teleskop tersebut orbit di
Bumi, dan tepat di tahun yang sama proyek tersebut pun sudah dimulai. Menelan
biaya sebesar 2,5 milyar dollar dalam pembuatannya. Teleskop ini diluncurkan
menggunakan pesawat luar angkasa Discovery pada tanggal 24 April 1990 dengan
nama Teleskop Ruang Angkasa Hubble (TRAH) atau dalam bahasa inggrisnya
Hubble Space Telescope (HST). Nama teleskop tersebut diambil dari nama
15
astronom AS Edwin Powell Hubble, yang mendapat gelar sebagai bapak
kosmologi modern dan telah membuktikan tingkat ekspansi alam semesta.
Teleskop Ruang Angkasa Hubble berada sekitar 600 kilometer di atas
permukaan bumi. Berbentuk silinder sepanjang 13 meter, lebar 4 meter, dan berat
11,6 ton. Teleskop ini dilengkapi sayap berupa panel surya sepanjang 12 meter.
Panel surya ini untuk mengumpulkan energi matahari yang akan diubah menjadi
energi listrik. Berkat energi listrik itulah, teleskop bisa bekerja. Terdapat 6 kamera
dilengkapi dengan sensor inframerah dan sinar ultraviolet. Terdapat 2 lensa
cekung dengan diameter 8 kaki (2,4 meter) sebagai lensa utama (primer) dengan
berat mencapai 826 kilogram dan lensa satu lagi berdiameter 0,3 meter. Lensa ini
terbuat dari kaca silika yang dilapisi oleh lapisan tipis aluminium murni untuk
merefleksikan cahaya. Selain lapisan aluminium, lensan juga dilapisi magnesium
flourida yang berguna untuk mencegah oksidasi dari sinar ultraviolet (UV) dari
matahari agar lensa tidak cepat rusak.
Teleskop mengelilingi bumi dengan kecepatan 8 kilometer per detik.
Untuk mengelilingi bumi satu kali putaran, teleskop ini memerlukan waktu sekitar
97 menit. Jadi dalam sehari, teleskop mampu mengelilingi bumi 16 kali tanpa
henti. Cara kerja teleskop ruang angkasa Hubble pertama-tama, Hubble
menangkap gambar, setelah diterima oleh teleskop, gambar tersebut akan diubah
manjadi kode digital dan diradiasikan ke bumi dengan menggunakan antena yang
memiliki kemampuan mengirimkan data 1 juta bit per detik. Setelah kode digital
diterima oleh stasiun di bumi, kode itu akan diubah menjadi foto dan spektrograf
(sebuah instrumen yang digunakan untuk mencatat spektrum astronomikal).
Pengendalian teleskop ruang angkasa hubble, sejak pertama kali dioperasikan
dikendalikan dari Goddard Space Flight Center di Greenbelt, Maryland, AS.
Teleskop ini dilengkapi berbagai instrumen yang berfungsi menstabilkan
posisinya dan mengarahkannya ke objek yang diamati. Tim ahli Goddard Space
Flight Center di Greenbelt, Maryland, AS, memantau dan mengendalikan teleskop
itu tanpa henti. Mereka memberikan perintah pada teleskop, misalnya menentukan
objek yang harus diamati dan menerima informasi melalui perantaraan sebuah
satelit. Agar bisa berkomunikasi dengan para ilmuwan di bumi, Hubble dilengkapi
antena dan komputer. Para ilmuwan mengirimkan perintah secara terperinci
16
beberapa kali sehari. Perintah itu diubah menjadi kode yang dapat dimengerti
komputer pada teleskop Hubble.
Hubble sangat banyak membantu para ilmuwan dalam mempelajari,
mengobservasi dan memahami tentang jagad raya, objek luar angkasa (lubang
hitam/black hole, galaksi, bintang), dll. Hubble adalah teleskop angkasa yang
berhasil menemukan Xena, planet ke-10 beserta Gabrielle, satelitnya. Selain itu,
Hubble juga bayak mengirimkan gambar-gambar yang menakjubkan tentang
kejadian-kejadian di luar angkasa seperti; supernova, lahirnya bintang, tabrakan
bintang, dll. Gambar sebuah galaksi raksasa tidak dikumpulkan dalam sehari saja.
Galaksi Messier 101 (M-101) adalah salah satunya.
Saat Hubble pertama kali digunakan untuk menangkap arget yang jauh, para
astronom ternyata mendapatkan gambar yang kabur (keluar dari focus
seharusnya). Ternyata kesalahan terjadi pada proses produksi lensa primer dengan
ukuran yang tidak sesuai. setelah perbaikan pada tahun 1993, sejak saat itu para
astronom dapat melihat jelas benda-benda yang ditangkap oleh Teleskop Ruang
Angkasa Hubble. Teleskop ini dirancang agar dapat diperbaiki oleh para astronot.
Kamera, sensor dan bahkan panel surya yang besar sudah pernah diganti. Dalam
catatan, teleskop ini telah dikunjungi sebanyak 5 kali yakni pada tahun 1993,
1997, 1999, 2002, dan 2009.
Gambar 10. Astronot melakukan perbaikan pada teleskop (http://www.lam-alif.com)
17
Gambar 11. Teleskop ruang angkasa Hubble (http://situsangkakala.blogspot.com)
(a) (b)
(c)Gambar 12. Hasil foto teleskop ruang angkasa Hubble (http://copyjava.blogspot.com)
(a) Planetary nebula, (b) Supernova, (c) Tabrakan dua galaksi
2.2.6 Keterkaitan Dalam Bidang Lingkungan
18
Keterkaitan bintang (matahari) dengan lingkungan adalah pemanfaatan
energi matahari sebagai sumber energi listrik alternatif melalui kombinasi
peralatan mekanikal yang kompak, contohnya sistem fotovoltaik. Pemanfaatan
energi matahari ini bertujuan untuk mengurangi ketergantungan terhadap bahan
bakar fosil (bahan bakar minyak, batubara, dan gas bumi) dan juga bertujuan
untuk mengurangi emisi gas karbondioksida (gas rumah kaca) yang dihasilkan
dari proses pembakaran bahan bakar fosil dan merupakan penyebab dari
pemanasan global (Global Warming).
Efek fotovoltaik merupakan proses dasar dimana sel fotovoltaik atau sel
surya mengkonversi cahaya matahari menjadi listrik. Dalam hal ini sel fotovoltaik
lebih spesifik mengambil energi cahaya matahari sebagai sumber utama yang
dapat diambil bebas, bersih dan tidak bersuara. Efek fotovoltaik pertama kali
ditemukan pada tahun 1839 oleh fisikawan asal Perancis, Alexandre Edmond
Becquerel.
Gambar 13. Sel fotovoltaik atau sel surya (http://images.wisegeek.com)
Bahan sel fotovoltaik terdiri dari kaca pelindung dan material adhesive
transparan yang melindungi bahan sel fotovoltaik dari keadaan lingkungan,
material anti-refleksi untuk menyerap lebih banyak cahaya dan mengurangi
jumlah cahaya yang dipantulkan, semikonduktor tipe P dan tipe N (terbuat dari
silikon) untuk menghasilkan medan listrik. Semikonduktor tipe P adalah
19
semikonduktor yang bersifat positif akibat dari kekurangan elektron, sedangkan
semikonduktor tipe N adalah semikonduktor yang bersifat negatif akibat dari
kelebihan elektron. Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai cara kerja sel
fotovoltaik:
1. Foton dalam cahaya matahari mengenai panel fotovoltaik dan diserap
oleh semikonduktor tipe P-N.
2. Semikonduktor tipe P (positif) menghasilkan hole dan semikondukor
tipe N (negatif) melepaskan elektron. Hal ini menyebabkan terciptanya
pengkutuban.
3. Elektron akan bergerak dari semikonduktor tipe N ke tipe P, maka
akan terjadi beda potensial diantara keduanya dan menghasilkan arus
listrik satu arah (DC)
4. Daya listrik DC tidak dapat langsung digunakan pada rangkaian listrik
rumah atau bangunan sehingga harus mengubah daya listriknya dengan
daya listrik AC.Dengan menggunakan konverter maka daya listrik DC
dapat berubah menjadi daya listrik AC sehingga sekarang dapat
digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik.
Gambar 14. Cara kerja sel fotovoltaik (http://teknologisurya.files.wordpress.com)
2.2.7 Keterkaitan bintang dengan bidang ilmu Geologi
Proses pelapukan pada batuan yang disebabkan oleh pemanasan sinar
matahari. Pelapukan batuan akibat pemanasan sinar matahari disebut dengan
pelapukan fisika. Pelapukan fisika menyebabkan perubahan material batuan tanpa
perubahan dalam komposisi kimia. Artinya batuan yang besar berubah ke dalam
20
batuan yang lebih kecil disebabkan berbagai tekanan yang penyebabnya adalah
rekahan pada batuan itu sendiri. Kebanyakan pelapukan fisika terjadi di atas
permukaan bumi, hanya pada kasus khusus saja terjadi di kedalaman pelapisan
batuan.
Panas sinar matahari dan dinginnya malam mengakibatkan batuan
mengembang dan mengerut. Ini terjadi berulang-ulang dan menimbulkan
tegangan di dalam batuan, akhirnya akan meretakkan batuan itu. Bila terjadi
retakan pada batuan, air akan masuk ke dalam retakan kemudian membeku pada
kondisi udara dingin di malam hari. Ketika air membeku, volume air makin besar,
kadang-kadang hampir 10% dari volume air sebelum membeku. Air yang
membeku tersebut mulai menekan sekeliling celah atau retakan batuan tersebut.
Hal ini terjadi bertahun-tahun, bahkan sampai jutaan tahun, akibatnya batuan yang
berukuran besar berubah menjadi ukuran yang lebih kecil.
Gambar 15. Proses pelapukan batuan (https://encrypted-tbn2.gstatic.com)
21
Gambar 16. Air yang membeku menekan dinding retakan(McKnight, 1990 dalam Permana, 2005)
Gambar 17. Akibat pelapukan, batu ukuran besar menjadi ukuran kecil(McKnight, 1990 dalam Permana, 2005)
2.2.8 Keterkaitan Dalam Bidang Kesehatan
Paparan sinar Ultraviolet (UV) yang dipancarkan oleh matahari
meningkatkan resiko kanker kulit pada paparan berulang dengan dosis tertentu.
Sinar UV yang berhasil masuk ke kulit bagian dermis merusak DNA sel kulit.
Ultraviolet merupakan suatu radiasi elektromagnetik yang mempunyai panjang
gelombang lebih pendek daripada sinar violet yang berkisar antara 100 – 400
nanometer. Spektrum dari sinar UV dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu: UVA
(320-400 nm), UVB (280-320 nm) dan UVC (200-280 nm). Sebagian besar dari
sinar UV yang mencapai bumi adalah UVA (90-99%) dan UVB (1-10%),
22
sedangkan UVC diabsorbsi oleh lapisan ozon. UVB sangat berperan dalam
meyebabkan luka bakar (sunburn) dan kanker kulit, sedangkan UVA berperan
dalam menyebabkan kulit hitam (tanning) dan fotosensitivitas. Keduanya juga
sama-sama berperan dalam menyebabkan kanker kulit, walaupun sebenarnya
UVB lebih karsinogenik 1000 – 10000 kali dibandingkan UVA.
Jenis kanker kulit yang paling sering ditemukan adalah: karsinoma sel
basal, karsinoma sel skuamosa dan melanoma malignum.
1. Karsinoma sel basal adalah kanker kulit yang menyerang sel lapisan basal
atau dari lapis luar sel folikel rambut. Merupakan tipe terbesar yang paling
sering ditemukan yaitu lebih dari 75%. Biasanya mulai tumbuh sebagai
benjolan yang transparan, dan umumnya menginfeksi daerah wajah / leher.
Gambar 18. Karsinoma sel basal (http://www.she-health-living.com )
2. Karsinoma sel skuamosa adalah kanker kulit yang menyerang sel-sel
skuamosa bagian epidermis kulit. Merupakan tipe kedua terbesar yang
sering ditemukan. Kanker jenis ini dapat tumbuh dengan bergai ragam
bentuk, dan umumnya menginfeksi bibir atau pada luka bakar/jaringan
parut.
3. Melanoma malignum adalah kanker kulit yang menyerang sel melanosit
epidermis kulit. Sel melanosit berfungsi dalam pembentukan pigmen
melanin pada kulit. Merupakan tipe kanker yang paling jarang ditemukan
tetapi merupakan tipe paling serius daripada tipe kanker kulit lainnya,
karena memilki potensi besar untuk menyebar ke jaringan lain dalam
tubuh. Melanoma biasanya berwarna coklat kehitaman.
23
(a) (b)
Gambar 19. (a) Karsinoma sel skuamosa, (b) Melanoma malignum(http://www.she-health-living.com )
24
BAB III
PENUTUP
3.1 Simpulan
Dari pembahasan yang telah dipaparkan, dapat disimpulkan hal-hal
sebagai berikut.
1. Struktur Matahari terdiri atas empat lapisan, yaitu bagian inti Matahari
(Solar Core), lapisan fotosfer (Photospere), lapisan kromosfer, dan
lapisan korona (Corona).
2. Hubungan bintang ditinjau dari beberapa aspek ilmu pengetahuan:
Kimia: dalam pembentukan energi yang terjadi pada bagian inti
matahari melalui reaksi fusi (penggabungan) inti hidrogen
membentuk inti helium
Fisika: proses perambatan energi panas matahari dari inti matahari ke
permukaan matahari, lalu diteruskan ke permukaan bumi dengan cara
koveksi dan radiasi
Biologi: mengubah zat anorganik H2O dan CO2 pada tumbuhan
menjadi energi kimiawi yang disimpan dalam gula dan molekul
organik lainnya dengan bantuan cahaya matahari (fotosintesisi)
Astronomi: seperti manusia, bintang juga mengalami perubahan
tahap kehidupan. Sebutannya adalah evolusi bintang
Teknologi: pemanfaatan teleskop ruang angkasa Hubble untuk
membantu dalam pengamatan benda-bena ruang angkasa khusunya
bintang
Lingkungan: pemanfaatan energi matahari sebagai sumber energi
listrik alternatif melalui kombinasi peralatan mekanikal yang
kompak, seperti sel fotovoltaik
Geologi: proses pelapukan pada batuan yang disebabkan oleh
pemanasan sinar matahari
Kesehatan: paparan sinar Ultraviolet (UV) yang dipancarkan oleh
matahari meningkatkan resiko kanker kulit pada paparan berulang
dengan dosis tertentu.
25
3.2 Saran
Adapun saran yang diperoleh dalam penulisan makalah ini adalah
diharapkan pembaca dapat mengkaji lebih lanjut tentang bintang dan kaitannya
dengan beberapa aspek ilmu pengetahuan sehingga dapat dijadikan sebagai
sumber informasi bagi masyarakat khususnya bagi mahasiswa program
pendidikan IPA.
26
DAFTAR PUSTAKA
Campbell NA, et all.2002. Biologi. Jakarta. Erlangga
Denot, Ramdani. 2013. Teleskop Ruang Angkasa Hubble. (Online) (http://denotramdani4.wordpress.com/2013/04/13/teleskop-ruang-angkasa-hubble/) diaskes tanggal 8 Mei 2013
Ditalia. ----. Evolusi Bintang. Online (http://blog.unsri.ac.id /download2/ 39112.pdf diakses tanggal 30 April 2013)
Partogi, Donna. 2008. Karsinoma Sel Basal. (online) (http://repository.usu.ac.id /bitstream/123456789/3412/1/08E00603.pdf) diakses tanggal 24 April 2013
Permana, Tito. 2005. Pelapukan dan Tanah. (online) (http://www.p4tkipa.net/modul/Tahun2005/SMP/IPBA/Pelapukan%20dan%20Tanah.pdf) diakses tanggal 29 Mei 2013
Suhandi, Andi. 2012. Anggota Tata Surya dan Karakteristiknya. (online).(http://file.upi.edu/Direktori/DUAL_MODES/KONSEP_DASAR_BUMI_ANTARIKSA_UNTUK_SD/BBM_7.pdf) diakses tanggal 22 April 2013
Suhandi, Andi. 2012. Radiasi Energi Matahari. (Online) http://file.upi.edu/Direktori /DUALMODES/KONSEP_DASAR_BUMI_ ANTARIKSA_UNTUK_SD/BBM_8.pdf diakses tanggal 25 April 2013)
James Trefil and Robert M.Hazen.2007. The Sciences An Integrated Approach. USA:George Mason University
Widodo, dkk. 2009. Pemberdayaan Energi Matahari Sebagai Energi Listrik Lampu Pengatur Lalu Lintas. (Online) (http://etalase.unnes.ac.id/files/060b4f5b6b39a86c90970b9ca4619a30.pdf) diakses tanggal 10 Mei 2013