TATA SURYA

Oleh : Darmawangsa,S.Si
(dari berbagai sumber)


A. Jagat Raya
Jagad raya atau disebut juga alam semesta adalah ruang dunia beserta segala isinya yang sangat luas. Para ahli astronomi, menyebut alam semesta dengan kosmo. Alam semesta tidak dapat diukur dan batasannya tidak dapat diketahui Karena alam begitu besarnya dan juga karena keterbatasan kemampuan manusia, baik secara fisik maupun secara sains dan teknologi. Namun demikian melalui penelitian yang terus menerus, sebagian rahasia jagat raya mulai dapat diketahui, misalnya tentang, letak, gerakan dan bentuk benda langit yang dekat dengan bumi. Hingga saat ini manusia belum mampu menunjukkan bukti dari proses terbentuknya alam semesta, tetapi hanya sebatas teori saja. Teori itu adalah :
1. Teori Big Bang (dentuman/ledakan besar)
Teori ini di kemukakan oleh George Gamov, seorang ahli fisika Rusia, menurutnya kejadian alam semesta dan tata surya diawali dari suatu dentuman dasyat (“Big Bang”). Setelah bahan alam semesta meledak, menye barlah serpihan debu dan awan hidrogen. Hasil ledakan yang merupakan awan dan debu tadi membentuk bintang-bintang, salah satunya adalah Matahari. Adapun gaya gravitasi antar molekul menyebabkan gerakan memutar, bagian yang ada di pusat menjadi bintang (matahari), sedangkan gumpalan gumpalan menjadi planet-planet.
2. Teori Steady Sate Theory (Keadaan Tetap)
Beberapa ahli mengemukakan teori ini antara lain Fred Hoyle, Herman Bondi, dan Thomas Gold. Pada teori ini diungkapkan bahwa alam semesta tidak berawal dan tidak berakhir, tetapi dalam keadaan tetap. Mereka juga beranggapan bahwa alam semesta selalu dalam keadaan yang tetap karena secara terus-menerus diimbangi dengan terciptanya materi baru. Materi baru tersebut kemudian memadat menjadi galaksi, selanjutnya mengisi ruang-ruang yang kosong untuk mengganti materi yang berpindah akibat adanya pemuaian.
B. Angapan-Anggapan Manusia Tentang Jagad Raya
Sepanjang sejarah hidupnya, manusia telah mengalami perubahan dan perkembangan pengetahuan tentang alam semesta ini. Perkembangan dari awal hingga akhir dari anggapan-anggapan tersebut adalah :
a. Anggapan Antroposentris : anggapan yang menyatakan manusia sebagai pusat segalanya di alam semesta
b. Anggapan Geosentris : anggapan yang menyakini semua benda langit mengelilingi bumi dan bumi merupakan pusat kekuatan alam semesta
c. Anggapan Heliosentris : anggapan yang menyatakan bahwa pusat jagat raya adalah Matahari, jadi bumi dan benda langit lain mengelilingi matahari.
d. Anggapan Galaktosentris : Pusat alam semesta adalah Galaksi
C. Galaksi
Galaksi adalah suatu sistem kumpulan bintang-bintang, gas, dan debu yang amat luas dan anggotanya saling mempengaruhi secara grafitasional. Matahari kita adalah sebuah bintang yang merupakan bagian dari galaksi yang dikenal sebagai galaksi Bimasakti
Bintang-bintang berada didalam galaksi memiliki bentuk yang beraneka ragam, ada yang berukuran kecil, ada yang berukuran raksasa. Ada yang memancarkan cahaya terang benderang, cahaya yang redup bahkan ada pula yang sudah mulai hancur. Berdasarkan bentuknya galaksi dibedakan menjadi tiga, yaitu :
1. Spiral : memiliki lengkung-lengkung spiral yang keluar dari sebuah inti yang terang seperti pusaran api raksasa, 80% populasi galaksi memiliki bentuk ini, contoh galaksi Bimasakti dan Andromeda
2. Elips : memiliki bentuk hampir menyerupai bola kaki sampai bentuk yang sangat lonjong seperti bola rugby, jumlahnya 17 % dari populasi galaksi, contoh : galaksi M87
3. Tak beraturan : bentuknya berupa onggokan bintang bintang dengan batas yang kurang jelas, jumlah 3 % dari populasi galaksi, contoh: galaksi Magellan
Diantara berjuta galaksi yang ada di jagad raya ini, yang menjadi pusat perhatian kita adalah galaksi Bimasakti, karena di dalam galaksi ini terdapat tata surya kita berada. Galaksi Bimasakti merupakan tatanan bintang yang berbentuk piringan pipih dan beranggotakan kurang lebih 100 milyar bintang. Namun, Matahari sebagai pusat tata surya kita tidak terletak di pusat galaksi. Matahari berjarak 30.000 tahun cahaya dari pusat galaksi Bimasakti. Matahari dan bintang-bintang di sekitarnya mengelilingi pusat galaksi dengan kecepatan 262 km/jam dan memerlukan waktu 225 juta tahun cahaya untuk sekali putaran
Galaksi yang dekat dengan galaksi Bimasakti adalah Andromeda. Galaksi ini berjarak 2,2 juta tahun cahaya dari bumi. Galaksi Andromeda terdiri atas kurang lebih 100 milyar bintang dengan diameter kurang lebih 200.000 tahun cahaya, sedang massanya kurang lebih 300 milyar massa matahari.
( ket : satu satuan tahun cahaya ialah jarak yang ditempuh cahaya selama satu tahun. Cahaya merambat dengan kecepan 300.000 km/detik. Berarti satu tahun cahaya sama dengan 365 x 12 x 30 x 24 x 60 x 60 x 300.000 km sama dengan 3.406.000.000.000.000 km atau 3.406 x 1015 km. )

D. Bintang
Bintang merupakan benda langit yang mempunyai cahaya sendiri akibat reaksi didalamnya. Cahaya bintang terdiri atas gas berpijar yang jika diamati secara seksama mengeluarkan cahaya dengan warna yang berbeda.
1. Spektrum Cahaya. Berdasarkan spektrumnya bintang dibagi ke dalam 7 kelas utama yang dinyatakan dengan huruf O, B, A, F, G, K, M yang juga menunjukkan urutan suhu, warna dan komposisi-kimianya. Klasifikasi ini dikembangkan oleh Obsevatorium Universitas Haevard dan Annie Jump Cannon pada tahun 1920pan dan dikenal sebagai sistem klasifikasi Harvard.
Kelas Warna Suhu Permukaan °C Contoh
O Biru > 25,000 Spica

B Putih-Biru 11.000 - 25.000 Rigel

A Putih 7.500 - 11.000 Sirius

F Putih-Kuning 6.000 - 7.500 Procyon A

G Kuning 5.000 - 6.000 Matahari

K Jingga 3.500 - 5.000 Arcturus

M Merah <3,500 Betelgeuse


2. Rasi Bintang. Istilah “konstelasi” (constellation) yang artinya rasi bintang pertama kali diperkenalkan oleh Homer dan Isiad, dua pujangga Yunani Kuno yang hidup pada abad ke-9 SM, sementara Aratus, penyair dari Soli (315-245 SM) menulis sajak tentang 44 rasi bintang dalam Phaenomena. Astronom dan ahli Matematika Aleksandria, Ptolomeus, mencantumkan 48 nama rasi bintang dalam karyanya, Almagest, dimana 47 rasi diantaranya masih dikenal hingga sekarang dengan nama yang sama.Rasi-rasi yang dipetakan di jaman itu adalah rasi di belahan Bumi utara. Rasi di belahan Selatan saat itu masih belum dikenal oleh orang asing. Pada abad ke-16, rasi bintang di belahan Bumi selatan pertama kali dipetakan oleh para penjelajah Eropa pertama disana. Seorang ahli navigasi berkebangsaan Belanda, Pieter Dirckz Keyser, memetakan rasi-rasi baru setelah ia mengikuti ekspedisi ke Hindia Selatan (sekarang Indonesia) pada 1595. Rasi belahan Selatan lainnya ditambahkan secara terpisah oleh ahli astronomi Jerman, Johann Bayer --yang pertama kali menyusun peta bintang yang lengkap di dunia Barat, Uranometria--; dan oleh astronom Prancis, Nicolas Louis Lacaille. Masih ada sejumlah rasi baru lagi yang diusulkan, tapi para astronom akhirnya sepakat pada bilangan 88 rasi bintang. Namun demikian, batas-batas antar rasi masih menjadi bahan perdebatan hingga tahun 1930, ketika batasan yang definitif ditetapkan oleh International Astronomical Union (IAU).
E. Tata Surya
Tata surya dipercaya terbentuk semenjak 4,6 milyar tahun yang lalu dan merupakan hasil penggumpalan gas dan debu di angkasa yang membentuk matahari dan kemudian planet-planet yang mengelilinginya Ada beberapa teori terbentuknya tata surya, secara umum terdapat dua golongan teori yang mengemukakan pendapat tentang terbentuknya tata surya.

• Golongan pertama berpendapat bahwa tata surya berasal dari kabut asap (nebula), yang dikemukakan oleh Immanuel Kant dan Piere Simon de Laplace, menurut teori ini : “Matahari dan planet-planet lainnya masih berbentuk gas, kabut yang begitu pekat dan besar, kemudian Kabut tersebut berputar dan berpilin dengan kuat, dimana pemadatan terjadi di pusat lingkaran yang kemudian membentuk matahari. Pada saat yang bersamaan materi lainpun terbentuk menjadi massa yang lebih kecil dari matahari yang disebut sebagai planet, bergerak mengelilingi matahari. Materi-materi tersebut tumbuh makin besar dan terus melakukan gerakan secara teratur mengelilingi matahari dalam satu orbit yang tetap dan membentuk Susunan Keluarga Matahari.
• teori planetisimal oleh Chamberlin dan Moulton, mereka berpendapat bahwa tata surya berasal dari materi Matahari. Menurut teori ini “bahwa daalam kabut terdapat material padat yang berhamburan yang dinamakan Planettesimal. Benda padat inilah yang kemudian saling tarik-menarik di antara sessamanya, karena gaya tarik tarik masing-masing lama kelamaan terbntuklah gumpalan yang besr dinamakan planet.” Teori yang mendukung golongan kedua ini adalah teori pasang surut oleh Buffon dan teori awan debu oleh Carl von Weizsaecker.
F. Matahari
Matahari terbentuk dari penggabungan awan gas yang terdapat di ruang angkasa. Awan gas saling menarik membentuk bola gas dengan adanya gravitasi. Pada saat inilah terjadi reaksi di pusat bola gas, yaitu reaksi fusi (penggabungan) empat inti atom hidrogen menjadi helium dan energi. Dalam proses penggabungan ini terjadi pelepasan energi potensial gravitasi dan diubah menjadi energi termal (panas). Jadi selama hidrogen masih ada bintang tetap akan bersinar. Diameter matahari ±1,4 juta km dan massanya 1,99 x 1020 kg atau 333.000x massa bumi. Gravitasi matahari itu sebesar 28 kali lebih kuat dari pada gravitasi bumi. Karena gaya gravitasi yang besar inilah matahari mampu menyatukan planet-planet, asteroid, komet, dan materi-materi antar planet menjadi satu kesatun sehingga matahari menjadi pusat tata surya. Suhu dipusat matahari mencapai 14.000.0000C dan diperukaan ±6.0000C

 Bagian-bagian matahari :
a. Bagian dalam matahari
Bagian dalam terdiri dari 3 bagian utama yaitu inti, zone radiatif, dan zone konveksi. Inti matahari merupakan pusat dan berdiameter ±500.000 km dengan suhu 14juta0C. Aliran energi yang dihasilkan oleh inti matahari tersebut mengalir dengan dua cara yaitu secara radiasi atau pancaran melalui zone radiatif, dan secara konveksi melalui zone konveksi.
b. Bagian permukeaan matahari
Bagian permukaan matahari tampak seperti bola putih yang berpijar disebut cakram matahari atau fotosfer. Bagian ini tebalnya 320 km dan suhunya ±8.0000C. Fotosfer ini ternyata bukanlah bola cahaya yang sempurna. Di bagian ini terdapat noda-noda hitam tak beraturan yang disebut noda matahari (sunspot). Noda matahari suhunya lebih rendah dari daerah sekitarnya, yaitu ±4.0000C. Noda matahari terdiri dari 2 bagian, yaitu daerah gelap yang disebut umbra (bayang-bayang) dan daerah lebih terang disebut penumbra atau hampir bayang-bayang. Pada noda matahari terdapat kolom gas yang menjulang dan melengkung yang disebut prominance serta adanya letupan surya (flare). Selain noda matahari, dipermukaan matahari terdapat daerah cerah tak beraturan yang disebut fakula (obor kecil) dan sebuah jaringan halus yang disebut granulasi fotosfer, bentuknya seperti butir-butir padi yang cerah dan dipisahkan oleh batas-batas yang gelap.



c. Atmosfer matahari
Atmosfer matahari sebagian besar terdiri atas hidrogen. Atmosfer matahari tersusun atas dua lapisan, yaitu lapisan atas dan lapisan bawah. Di lapisan bawah terdapat kromosfer atau bola warna, dan di lapisan atas terdapat korona atau mahkota. Kromosfer dan korona dapat dilihat pada saat gerhana matahari total dengan menggunakan kronograf. Suhu kromosfer di bagian bawah kurang dari 5.0000C. Makin keatas, suhunya dapat mencapai 10.0000C bahkan sampai 100.0000C di bagian paling atas. Adapun suhu korona jauh lebih tinggi dari suhu kromosfer, yaitu mencapai 2.000.0000C. dalam aktivitasnya korona secara terus-menerus meluas ke angkasa dalam bentuk angin matahari (solarwind) dan bisa mencapai orbit bumi. Adapun aktivitas yang terjadi pada kromosfer adalah pancaran gas atau filamen gas yang disebut spikula. Selain itu, pada aktivitas kromosfer ini terjadi letusan berupa pita-pita yang sangat panas dan panjang sampai beratus-ratus km memasuki daerah korona yang disebut protuberans.
 Pergerakan Matahari :
a. Rotasi : Matahari berputar mengelilingi sumbunya lamanya 25¼ hari.
b. Bergerak diantara gugusan-gugusan bintang : selain berputar mengelilingi sumbunya matahari juga bergerak pula di antara gugusan-gugusan bintang dengan kecepatan 20 km/detik. Pergerakan itu menuju titik yang dinamai Apex. Karena disamping pergerakannya menuju apex, matahari juga diedari pula oleh bumi, maka terjadilah jalan peredaran bumi terhadap bintang-bintang, yang berbentuk spiral.
G. Planet
Saat ini kita hanya mengenal 9 planet yang mengelilingi matahari yaitu merkurius, venus, bumi, mars, yupiter, saturnus, uranus, neptunus, dan pluto.
Planet diklasifikasikan menjadi 3 yaitu :
1. Berdasarkan kedudukannya terhadap bumi
a. Inferior, adalah planet yang terletak di antar orbit matahari dan bumi, yaitu Merkurius dan Venus
b. Superior, adalah planet yang terletak di luar orbit bumi, yaitu Mars, Yupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus dan Pluto
2. Berdasarkan kedudukannya terhadap asteroid
a. Planet dalam (Iner planet), planet yang terletak diantara matahari dan asteroid, yaitu: Merkurius, Venus, Bumi,dan Mars
b. Planet luar (Outer planet), planet yang terletak di luar asteroid, yaitu: yupiter, saturnus, uranus, neptunus dan pluto.
3. Berdasarkan sifat dan ukurannya
a. Planet kebumian (terestrial) adalah merkurius, venus, bumi dan pluto
b. Planet jovian (planet raksasa) adalah, yupiter, saturnus, uranus, dan neptunus.
Hukum gerakan planet :
1. Hukum Kepler I; “lintasan planet berbentuk elips dengan matahari berada pada salah satu titik apinya”. Jarak terdekat planet ke matahari disebut titik perihelium, sedangkan jarak terjauh dari matahari aphelium.
2. Hukum Keler II; “garis hubung planet-matahari akan menyapu daerah yang sama luasnya dalam selang waktu yang sama”. Hukum ini didasarkan pada data pengamatan dan perhitungan garis edar mars yang berbentuk elips dan tunduk pada hukum luas.
3. Hukum Keler III; “jarak rata-rata planet ke matahari pangkat tiga di bagi periode sideris kuadrat merupakan bilangan konstan” atau “pangkat dua kala revolusi planet sebanding dengan pangkat tiga jarak planet ke matahari.
Data mengenai sembilan planet anggota tata surya
No Planet Ke matahari (106km) SA Revolusi (tahun) Diameter (km) Massa (1023kg) Massa jenis (gr/cm3) Gravitasi (m/s2) Suhu (K)
1 Merkurius 57,9 0,32 0,24 4877 3,3 5,42 3,72 440
2 Venus 109 0,72 0,62 12104 48,7 5,24 8,92 730
3 Bumi 149,6 1 1 12756 59,7 5,52 9,8 288
4 Mars 227,9 1,52 1,88 6794 6,4 3,94 3,72 218
5 Yupiter 778 5,20 11,86 142984 18988 1,33 24,79 165
6 Saturnus 1429 9,55 29,42 120536 5685 0,7 10,49 140
7 Uranus 2875 19,22 83,75 51118 866 1,5 9,02 57
8 Neptunus 4504 30,11 163,72 49528 1028 1,8 11,56 57
9 Pluto 5916 39,54 246 2302 0,2 2,13 0,29 42

H. Komet
Komet adalah bintang berekor termasuk dalam susunan matahari. Komet juga bergerak mengedari matahari seperti planet-planet lainnya. Planet-planet senantiasa beredar didekat ekleptika saja, tetapi komet tidak demikian, dia bergerak dari sembarang tempat di bola langit menuju dan mengelilingi matahari.sebuah komet dapat di bagi atas dua bagian yaitu bagian kepala dan bagian ekor. Cahaya komet adalah cahaya yang berasal dari matahari, arah ekor komet selalu menjauhi matahari. Di dalam katalog lintasan komet yang dipublikasikan oleh parker (1961) memuat 566 nama komet. Jumlah komet tersebut ditambah 12 yang ditemukan pada 1962-1964. adapun nama-nama komet disesuaikan dengan nama penemunya. Misalnya, komet yang ditemukan oleh Edmund Halley pada 240 SM diberi nama komet Halley. Komet ini merupakan komet paling terang dan paling dikenal sampai saat ini. Komet Halley akan terlihat setiap 76 tahun.
I. Asteroid
Asteroid adalah planet kecil (planetoid) yang terletak diantara orbit mars dan yupiter. Jumlah asteroid diduga lebih dari 100.000 buah dan ukurannya ada yang besar dan ada yang kecil. Asteroid yang besar berbentuk seperti bulat telur sedangkan asteroid yang kecil berbentuk tidak beraturan. Berdasarkan karakteristik mineralnya asteroid dibedakan menjadi 2 kelompok yaitu kelompok C dengan permukaan berwarna sangat gelap (tersusun dari mineral karbon), dan kelompok S permukaannya berwarna kemerahan karena mengandung piroksen, olovin, silikat dan bercampur besi. Contoh macam asteroid seperti Hidalgo dengan diameter 34,9 km, mempunyai titik orbit terjauh dari matahari yaitu di sekitar orbit saturnus. Ada juga asteroid dengan nama Hermes dengan diameter 1,5 km orbitnya mendekati orbit bumi bahkan lebih dekat daripada bulan. Adapun yang mengorbit dekat matahari seperti Icarus dan Apollo.
J. Meteor
Meteoroid merupakan benda ruang angkasa yang jumlahnya banyak dengan ukuran kecil dan padat yang bertebaran tak beraturan di ruang antar planet. Meteoroid ini dapat jatuh ke bumi karena pengaruh gravitasi, namun untuk mencapai permukaan bumi meteoroid akan bergesekan dengan atmosfer bumi dengan kecepatan 60-70 km/detik. Akibatnya suhu akan naik dan terjadi pijaran, pijaran cahaya inilah yang disebut meteor. Meteoroid yang bergesekan dengan atmosfer ada yang masih tersisa dan dapat mencapai bumi. Sisa meteoroid yang sampai ke permukaan bumi disebut meteorit. Meteoroid ada 3 yaitu meteoroid batuan, meteoroid besi, dan meteoroid batuan/besi.
K. Satelit
Satelit adalah benda angkasa yang mengelilingi sebuah planet akibat gaya tarik planet tersebut. Bersama dengan planet yang dikelilinginya, satelit juga mengelilingi matahari. Satelit tidak memancarkan cahaya sendiri, tetapi memantulkan cahaya yang berasal dari matahari. Contoh satelit bisa kita lihat yakni Bulan. Bulan merupakan satelit dari bumi.
Data Jumlah satelit yang dimiliki oleh sembilan planet di tata surya.
Planet Jumlah Satelit
Merkurius -
Venus -
Bumi 1
Mars 2
Yupiter 16
Saturnus 19
Uranus 5
Neptunus 2
Pluto 1








L. Kedudukan bumi dalam tata surya
Kedudukan bumi sebagai anggota tata surya merupakan salah satu planet yang mengelilingi matahari. Bumi dalam mengelilingi matahari tersebut dinamakan berevolusi dengan waktu yang diperlukan adalah 365 hari 6 jam 9,54 detik (1 tahun). Lintasan orbit bumi terhadap matahari berbentuk elips dengan jarak rata-rata ±149.500.000 km. Namun, karena lintasan orbit berbentuk elips, jarak antara bumi dan matahari selalu berubah. Perubahan jarak itu terjadi pada saat bumi berada pada titik terdekat (perihelium) dan di titi terjauh (aphelium) dari matahari. Selisih jarak antar titik terdekat dan terjauh adalah 5.000.000 km.
Selain berputar mengelilingi matahari bumi juga melakukan rotasi atau beputar pada porosnya. Pada saat berotasi, keadaan sumbu tidak tetap, melainkan melakukan presisi untuk mengimbangi gaya gravitasi. Presisi bumi ini disebabkan karena bumi tidak bulat seperti bola melainkan pepat, sumbu bumi yang miring sebesar 66,50 serta gravitasi bulan dan matahari. Presisi dilakukan bumi terutama untuk melawan gaya gravitasi bumi dan matahari yang cenderung menjatuhkan bumi ke bidang orbit bumi.
Bumi juga diselimuti oleh campuran gas yang disebut atmosfer (udara). Atmosfer sangat penting bagi kehidupan di muka bumi sebab gas yang terdapat pada atmosfer terutama nitrogen 78% dan oksigen 21% dibutuhkan dalam kehidupan di muka bumi. Rotasi bumi dengan arah dari barat ke timur sebesar 3600 selama 23 jam 56 menit dan 4 detik (1 hari) atau setiap 150 ditempuh dalam waktu 1 jam sehingga 1 derajat bujur memiliki lama waktu 4 menit. Berdasarkan kesepakatan Internasional Greenwich ditetapkan sebagai kota yang dilalui oleh garis bujur 00 dan menjadi pangkal pembagian waktu secara Internasional.
Akibat rotasi bumi adalah terjadinya pergantian siang dan malam, menyebabkan juga gerakan semu harian benda-benda langit. Gerakan semu tersebut adalah adanya kesan seolah-olah benda-benda langit bergerak dari timur ke barat. Akibat berikutnya adalah adanya perbedaan waktu antar tempat di muka bumi.
Akibat revolusi bumi adalah terjadinya gerakan semu matahari, dimana matahari seolah-olah tepat berada di khatulistiwa pada tanggal 21 maret selanjutnya 3 bulan berikutnya bergerak ke utara hingga mencapai 23,50LU pada tanggal 21 juni. Setelah 21 juni selama 3 bulan berikutnya matahari mulai bergerak ke selatan hingga mencapai khatulistiwa lagi pada tanggal 23 september. 3 bulan berikutnya mstshsri bergerak keselatan hingga mencapai 23,50LS pada tanggal 22 desember. Setelah 22 desember selama 3 bulan matahari kembali bergerak ke arah utara menuju khatulistiwa pada tanggal 21 maret. Akibat kedua dari revolusi adalah pergantian musim. Pergantian musim ini berkaitan dengan gerak semu matahari setiap 3 bulan seperti yang telah dijelaskan di atas. Contoh pada tanggal 21 juni matahari berada dibalik utara dan posisi kutub utara bumi menghadap matahari oleh karena itu, pada posisi ini dibelahan bumi utara sedang terjadi musim panas sedangkan pada belahan bumi selatan terjadi musim dingin