Mengukur Jarak Bintang.pdf
-
Upload
dian-irawan -
Category
Documents
-
view
482 -
download
75
Transcript of Mengukur Jarak Bintang.pdf
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Di malam hari yang gelap, kita dapat melihat taburan ratusan bintang di
langit. Bintang-bintang tersebut hanya tampak sebagai titik-titik terang dan redup
yang sama ukurannya di lihat mata kita. Namun lebih jauh, seberapa terang suatu
bintang tidak menentukan jaraknya terhadap kita.
Jarak antar benda angkasa dalam sistem Tata Surya kita masih tergolong kecil.
Kita masih dapat menggunakan satuan kilometer (km) untuk mengukur jarak antar
benda - benda dalam sistem ini. Pengukuran jarak tersebut dapat menggunakan
metode radar dan juga Hukum Kepler.
Namun semua itu tidak dapat diterapkan untuk pengukuran jarak antar bintang -
bintang, hal ini dikarenakan bintang - bintang memiliki jarak yang sangat jauh
satu sama lainnya.
Untuk itu, kemudian para ilmuwan menciptakan satuan baru untuk melakukan
pengukuran jarak bintang - bintang, yaitu dengan satuan tahun cahaya (ly = light
year). Cahaya merambat dengan kecepatan 300.000 km/s. Sehingga dalam waktu
satu tahun, cahaya telah merambat sejauh sekitar 9,46 triliun km. Metode yang
digunakan dalam pengukuran jarak bintang adalah metode yang dinamakan
paralaks trigonometri. Dalam paralaks trigonometri, kita dapat menentukan
paralaks sebuah bintang yang nantinya akan dapat menentukan jarak bintang
tersebut. Paralaks bintang ditentukan dengan membagi jarak Matahari-planet
dengan jarak Matahari-bintang.
Oleh karena itu penulis membuat makalah ini sebagai pengetahuan bagi pembaca
mengenai cara menentukan jarak bintang dengan metode paralaks dan bintang
chipheid.
2
1.2 Rumusan Masalah
1. Apakah yang dimaksud dengan metode paralaks?
2. Bagaimanakah mengukur jarak bintang dengan metode paralaks?
3. Bagaimanakah mengukukur jarak pada bintang dengan bintang chipeid ?
1.3 Tujuan
1. Mahasiswa dapat memahami metode paralaks
2. Mahasiswa dapat memahami cara mengukur jarak bintang dengan
metode paralaks
3. Mahasiswa dapat memahami cara mengukur jarak bintang dengan
bintang chipeid
3
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Bintang
Bintang merupakan benda langit yang memancarkan cahaya. Terdapat bintang
semu dan bintang nyata. Bintang semu adalah bintang yang tidak menghasilkan
cahaya sendiri, tetapi memantulkan cahaya yang diterima dari bintang lain.
Bintang nyata adalah bintang yang menghasilkan cahaya sendiri. Secara umum
sebutan bintang adalah objek luar angkasa yang menghasilkan cahaya sendiri
(bintang nyata).
Menurut ilmu astronomi, definisi bintang adalah:
Semua benda masif (bermassa antara 0,08 hingga 200 massa matahari) yang
sedang dan pernah melangsungkan pembangkitan energi melalui reaksi fusi nuklir
Oleh sebab itu bintang katai putih dan bintang neutron yang sudah tidak
memancarkan cahaya atau energi tetap disebut sebagai bintang. Bintang terdekat
dengan Bumi adalah Matahari pada jarak sekitar 149,680,000 kilometer, diikuti
oleh Proxima Centauri dalam rasi bintang Centaurus berjarak sekitar empat tahun
cahaya.
Sejarah Pengamatan
Bintang-bintang telah menjadi bagian dari setiap kebudayaan. Bintang-bintang
digunakan dalam praktik-praktik keagamaan, dalam navigasi, dan bercocok
tanam. Kalender Gregorian, yang digunakan hampir di semua bagian dunia,
adalah kalender Matahari, mendasarkan diri pada posisi Bumi relatif terhadap
bintang terdekat, Matahari.
Astronom-astronom awal seperti Tycho Brahe berhasil mengenali „bintang-
bintang baru‟ di langit (kemudian dinamakan novae) menunjukkan bahwa langit
tidaklah kekal. Pada 1584 Giordano Bruno mengusulkan bahwa bintang-bintang
sebenarnya adalah Matahari-matahari lain, dan mungkin saja memiliki planet-
planet seperti Bumi di dalam orbitnya, ide yang telah diusulkan sebelumnya oleh
4
filsuf-filsuf Yunani kuno seperti Democritus dan Epicurus. Pada abad berikutnya,
ide bahwa bintang adalah Matahari yang jauh mencapai konsensus di antara para
astronom. Untuk menjelaskan mengapa bintang-bintang ini tidak memberikan
tarikan gravitasi pada tata surya, Isaac Newton mengusulkan bahwa bintang-
bintang terdistribusi secara merata di seluruh langit, sebuah ide yang berasal dari
teolog Richard Bentley.
Astronom Italia Geminiano Montanari merekam adanya perubahan luminositas
pada bintang Algol pada 1667. Edmond Halley menerbitkan pengukuran pertama
gerak diri dari sepasang bintang “tetap” dekat, memperlihatkan bahwa mereka
berubah posisi dari sejak pengukuran yang dilakukan Ptolemaeus dan Hipparchus.
Pengukuran langsung jarak bintang 61 Cygni dilakukan pada 1838 oleh Friedrich
Bessel menggunakan teknik paralaks.
William Herschel adalah astronom pertama yang mencoba menentukan distribusi
bintang di langit. Selama 1780an ia melakukan pencacahan di sekitar 600 daerah
langit berbeda. Ia kemudian menyimpulkan bahwa jumlah bintang bertambah
secara tetap ke suatu arah langit, yakni pusat galaksi Bima Sakti. Putranya John
Herschel mengulangi pekerjaan yang sama di hemisfer langit sebelah selatan dan
menemukan hasil yang sama. Selain itu William Herschel juga menemukan
bahwa beberapa pasangan bintang bukanlah bintang-bintang yang secara
kebetulan berada dalam satu arah garis pandang, melainkan mereka memang
secara fisik berpasangan membentuk sistem bintang ganda.
Radiasi
Tenaga yang dihasilkan oleh bintang, sebagai hasil samping dari reaksi fusi
nuklear, dipancarkan ke luar angkasa sebagai radiasi elektromagnetik dan radiasi
partikel. Radiasi partikel yang dipancarkan bintang dimanifestasikan sebagai
angin bintang (yang berwujud sebagai pancaran tetap partikel-partikel bermuatan
listrik seperti proton bebas, partikel alpha dan partikel beta yang berasal dari
bagian terluar bintang) dan pancaran tetap neutrino yang berasal dari inti bintang.
Hampir semua informasi yang kita miliki mengenai bintang yang lebih jauh dari
Matahari diturunkan dari pengamatan radiasi elektromagnetiknya, yang terentang
5
dari panjang gelombang radio hingga sinar gamma. Namun tidak semua rentang
panjang gelombang tersebut dapat diterima oleh teleskop landas Bumi. Hanya
gelombang radio dan gelombang cahaya yang dapat diteruskan oleh atmosfer
Bumi dan menciptakan „jendela radio‟ dan „jendela optik‟. Teleskop-teleskop luar
angkasa telah diluncurkan untuk mengamati bintang-bintang pada panjang
gelombang lain.
Banyaknya radiasi elektromagnetik yang dipancarkan oleh bintang dipengaruhi
terutama oleh luas permukaan, suhu dan komposisi kimia dari bagian luar
(fotosfer) bintang tersebut. Pada akhirnya kita dapat menduga kondisi di bagian
dalam bintang, karena apa yang terjadi di permukaan pastilah sangat dipengaruhi
oleh bagian yang lebih dalam.
Dengan menelaah spektrum bintang, astronom dapat menentukan temperatur
permukaan, gravitasi permukaan, metalisitas, dan kecepatan rotasi dari sebuah
bintang. Jika jarak bisa ditentukan, misal dengan metode paralaks, maka
luminositas bintang dapat diturunkan. Massa, radius, gravitasi permukaan, dan
periode rotasi kemudian dapat diperkirakan dari pemodelan. Massa bintang dapat
juga diukur secara langsung untuk bintang-bintang yang berada dalam sistem
bintang ganda atau melalui metode mikrolensing. Pada akhirnya astronom dapat
memperkirakan umur sebuah bintang dari parameter-parameter di atas.
2.2 Mengukur Jarak Bintang dengan Metode Paralaks
Dalam Kamus Besar Bahasa Indonesia, kata Parallaks bermakna perubahan semu
pada arah suatu benda, yang disebabkan oleh perubahan letak pemandang. Namun
demikian, kata Parallaks yang dipakai di sini diilhami oleh Parallax View, buku
yang ditulis oleh Slavoj Zizek, seorang filsuf Slovenia. Dalam sudut pandang
Zizekian, Paralaks dapat berarti memandang suatu obyek sedemikian rupa
sehingga obyek itu mengalami pergeseran atau berubah. Dengan demikian melalui
Parallaks, posisi, sudut pandang dan kemampuan epistemik dianggap relevan
6
terhadap perubahan. Selain itu, dalam taraf yang sederhana Parallaks dapat juga
dipahami sebagai model kritik yang bergeser dari mainstream atau yang lazim.
Secara umum Parallaks adalah perbedaan latar belakang yang tampak ketika
sebuah benda yang diam dilihat dari dua tempat yang berbeda. Misalnya,
acungkan jari telunjuk pada jarak tertentu (misalnya 30 cm) di depan mata kita.
Amati jari tersebut dengan satu mata saja secara bergantian antara mata kanan dan
mata kiri. Sehingga jari kita yang diam akan tampak berpindah tempat karena arah
pandang dari mata kanan berbeda dengan mata kiri sehingga terjadi perubahan
pemandangan latar belakangnya. “Perpindahan” itulah yang menunjukkan adanya
Parallaks.
Parallaks baru ditemukan untuk pertama kalinya pada tahun 1837 oleh Friedich
Bessel, seiring dengan teknologi teleskop untuk astronomi yang berkembang pesat
sejak Galileo menggunakan teleskopnya untuk mengamati benda langit pada
tahun 1609. Bintang yang diamati adalah 61 Cygni (sebuah bintang dirasi Cygnus/
angsa) yang memiliki Parallaks 0,29”. (Wikipedia : 2009)
Untuk menghitung jarak ke bintang, para astronom menghitung pergeseran yang
tampak pada bintang dalam kurun waktu satu tahun. Para astronom menggunakan
dua waktu yang berbeda dalam mengamati bintang selama satu tahun periode ini,
yaitu ketika bumi berada di tempat yang bersebrangan. Sepanjang bumi
mengelilingi Matahari, astronom melihat pergerakan bintang terhadap bintang-
bintang di belakangnya yang karena jaraknya lebih jauh, terlihat diam. Semakin
dekat bintang, parallaksnya semakin besar.
paralaks bintang merupakan salah satu metode untuk menentukan jarak bintang
yaitu dengan cara mengukur sudut paralaksnya.
7
Bayangkan bumi yang mengelilingi matahari atau berevolusi . Jika kita
mengamati sebuah bintang dan kita mengamati kembali bintang tersebut 6 bulan
kemudian, maka kita akan melihat adanya pergeseran letak. Pergeseran tersebut
diakibatkan perbedaan proyeksi bintang kelangit latar belakang. Untuk bintang
yang dekat,pergeseran tersebut cukup nampak sehingga kita dapat mengukurnya.
Sudut pergeseran bintang tersebut kita kenal sebagai sudut paralaks. Dengan
memanfaatkan prinsip trigonometri dan mengetahui berapa besar sudut tersebut
dan jarak Matahari-Bumi.
Kita akan dapat menghitung jarak bintang.
Karena sudut p sangat kecil, biasanya dalam satuan detik busur (“), maka
sehingga,
8
Oleh karena satuan yang berbeda, derajat dan radian, maka kita perlu
mengkonversi persamaan sebagai berikut:
Jarak Matahari-Bumi yaitu 1 AU (unit astronomi) atau 150 juta km. Maka
persamaan tersebut dapat dituliskan sebagai berikut:
Kita dapat mendefinisikan satuan baru yaitu parsec (pc). Parsek yaitu jarak objek
dengan sudut paralaks 1 detik busur (") atau sama dengan 206280 AU atau
3.09x1016
m.
Sehingga persamaan dapat kita sederhanakan sebagai berikut.
Satu parsek sama dengan 3.26 tahun cahaya. Satu tahun cahaya merupakan jarak
yang ditempuh cahaya dalam 1 tahun. Laju cahaya yaitu sekitar 3x 108 m/s.
Sehingga jarak yang ditempuh cahaya dalam satu tahun yaitu 9.4 x 1015
m.
9
Makin jauh suatu bintang, semakin kecil sudut paralaksnya, semakin sulit untuk
diukur ditambah parah lagi dengan adanya efek atmosfer Bumi. Umumnya besar
paralaks bintang kurang dari 1 detik busur. Efek atmosfer membatasi kita
sehingga sulit mengamati sudut paralaks lebih kecil dari 0.01" atau bintang pada
jarak lebih dari 100pc. Dibutuhkan satelit luar angkasa seperti Hipparcos yang
mampu mengamati paralaks bintang dengan akurasi 0.001" atau bintang pada
jarak 1000pc.
2.3 Mengukur Jarak bintang dengan Bintang Cepheid
Kita dapat menentukan jarak bintang dengan menghitung paralaksnya. Namun
metode paralaks itu hanya dapat digunakan untuk bintang-bintang dekat saja
karena teknologi yang kita miliki belum dapat menghitung paralaks dengan
ketelitian tinggi. Jarak terjauh yang bisa diukur dengan metode paralaks hanya
beberapa kiloparsek saja. Lalu bagaimana kita menghitung jarak bintang-bintang
yang lebih jauh? Atau bahkan menghitung jarak galaksi-galaksi yang jauh? Salah
satu caranya adalah dengan menggunakan hubungan periode-luminositas bintang
variabel Cepheid.
Sejarah metode penghitungan jarak ini berawal dari sebuah penelitian tentang
hasil pengamatan terhadap bintang variabel (bintang yang kecerlangannya
berubah-ubah) yang ada di galaksi Awan Magellan Besar dan Awan Magellan
Kecil (LMC dan SMC). Saat itu Henrietta Leavitt, astronom wanita asal Amerika
Serikat, membuat katalog yang berisi 1777 bintang variabel dari penelitian
tersebut. Dari katalog yang ia buat diketahui bahwa terdapat beberapa bintang
yang menunjukkan hubungan antara kecerlangan dengan periode variabilitas.
Bintang yang memiliki kecerlangan lebih besar ternyata memiliki periode
varibilitas yang lebih lama dan begitu pula sebaliknya. Bentuk kurva cahaya
bintang variabel jenis ini juga unik dan serupa, yang ditandai dengan naiknya
kecerlangan bintang secara cepat dan kemudian turun secara perlahan.
10
Bentuk kurva cahaya seperti itu ternyata sama dengan kurva cahaya bintang delta
Cephei yang diamati pada tahun 1784. Karena itulah bintang variabel jenis ini
diberi nama bintang variabel Cepheid. Penamaan ini tidak berubah walaupun
belakangan ditemukan juga kurva cahaya yang sama dari bintang Eta Aquilae
yang diamati beberapa bulan sebelum pengamatan delta Cepheid.
Hubungan sederhana antara periode dan luminositas bintang variabel Cepheid ini
bisa digunakan dalam menentukan jarak karena astronom sudah mengetahui
adanya hubungan antara luminositas dengan kecerlangan/magnitudo semu bintang
yang bergantung pada jarak. Dari pengamatan bintang Cepheid kita bisa dapatkan
periode variabilitas dan magnitudonya. Kemudian periode yang kita peroleh bisa
digunakan untuk menghitung luminositas/magnitudo mutlak bintangnya dengan
formula
M = -2,81 log(P)-1,43
Karena luminositas/magnitudo mutlak dan magnitudo semu berhubungan erat
dalam formula Pogson (modulus jarak), maka pada akhirnya kita bisa dapatkan
nilai jarak untuk bintang tersebut.
Kunci penentu agar metode ini dapat digunakan adalah harus ada setidaknya satu
bintang variabel Cepheid yang jaraknya bisa ditentukan dengan cara lain,
misalnya dari metode paralaks trigonometri . Jarak bintang akan digunakan untuk
menghitung luminositasnya dan selanjutnya bisa digunakan sebagai pembanding
untuk semua bintang Cepheid. Oleh karena itu, astronom sampai sekarang masih
terus berusaha agar proses kalibrasi ini dilakukan dengan ketelitian yang tinggi
supaya metode penentuan jarak ini memberikan hasil dengan akurasi tinggi pula.
Menghitung jarak bintang variabel Cepheid menjadi sangat penting karena kita
jadi bisa menentukan jarak gugus bintang atau galaksi yang jauh asalkan di situ
ada bintang Cepheid yang masih bisa kita deteksi kurva cahayanya. Di sinilah
keunggulan metode ini dibandingkan dengan paralaks, yang hanya bisa digunakan
untuk bintang-bintang dekat saja.
11
Lalu apa sebenarnya yang terjadi pada bintang Cepheid? Bintang ini mengalami
perubahan luminositas karena radiusnya berubah membesar dan mengecil. Proses
ini terjadi pada salah satu tahapan evolusi bintang, yaitu ketika sebuah bintang
berada pada fase raksasa atau maharaksasa merah. Jadi dengan mempelajari
bintang variabel Cepheid kita bisa menghitung jarak sekaligus mempelajari salah
satu tahapan evolusi bintang.
12
BAB III
PENUTUP
Kesimpulan
Parallaks adalah perbedaan latar belakang yang tampak ketika sebuah beda yang
diam dilihat dari dua tempat yang berbeda. paralaks bintang merupakan salah satu
metode untuk menentukan jarak bintang yaitu dengan cara mengukur sudut
paralaksnya.
Makin jauh suatu bintang, semakin kecil sudut paralaksnya, semakin sulit untuk
diukur ditambah parah lagi dengan adanya efek atmosfer Bumi.
Untuk menghitung jarak bintang-bintang yang lebih jauh Atau bahkan
menghitung jarak galaksi-galaksi yang jauh Salah satu caranya adalah dengan
menggunakan hubungan periode-luminositas bintang variabel Cepheid.
Saran
Penulis mengharapkan agar pembaca mempunyai pengetahuan dan wawasan
mengenai materi benda – benda langit ini sebagai bekal mengajar nanti.
13
Daftar Pustaka
Lakmana,tri. bintang variabel cepheid sebagai indikator utama dalam tangga
jarak kosmik dan perannya dalam penentuan konstanta hubble.
http://tri.astraatmadja.org/bachelor_papers/as4110_cepheid.pdf diakses 11
Desember 2012
Dadc.2009.mengukur jarak bintang dengan paralaks. (online)
http://duniaastronomi.com/2009/05/mengukur-jarak-bintang-dengan-paralaks/
diakses 11 desember 2012
Dadc.2010. mengukur jarak bintang dengan bintang Cepheid. (online)
http://duniaastronomi.com/2010/03/mengukur-jarak-dengan-bintang-cepheid/
diakses 11 Desember 2012
Ditalia.2011.mengukur jarak dengan bintang Cepheid. (online)
http://blog.unsri.ac.id/ditalia/astronomi/mengukur-jarak-dengan-bintang-
cepheid/mrdetail/39140/ diakses 12 Desember 2012
Irawan,dian.2012. cara mengukur jarak bintang menggunakan metode paralaks
dan dengan bintang Cepheid. (online)
http://fisika-astronomy.blogspot.com/2012/11/mengukur-jarak-bintang-
menggunakan.html diakses 12 Desember 2012