Materi IPA [Tata Surya]

A.    Sistem Tata Surya.

Manusia telah melihat langit sejak ribuan tahun yang lalu. Pengamatan awal mencatat terkait perubahan posisi dari planet – planet dan mengembangkan ide – ide terkait tata surya yang didasarkan pada pengamatan dan kepercayaan.

Saat ini, manusia juga mengetahui objek di dalam system tata surya mengorbit pada Matahari. Selain itu, gravitasi Matahari juga mempengaruhi pergerakan benda – benda dalam system tata surya sebagaimana gravitasi Bumi mempengaruhi pergerakan Bulan yang mengorbit padanya. 

Pada awal tahun 1600 an, Johannes Kepler, seorang ahli matematika dari Jerman mulai mempelajari orbit planet – planet. Ia menemukan bahwa bentuk orbit planet tidak melingkar, tetapi berbentuk oval atau elips. Perhitungan lebih lanjut menunjukkan bahwa letak Matahari tidak di pusat orbit, tetapi sedikit offset. Kepler juga menemukan bahwa planet bergerak dengan kecepatan yang berbeda dalam orbitnya di sekitar Matahari. Hal ini ditunjukkan pada Tabel di bawah ini : 

No	PLANET	Rata – Rata Kecepatan Orbital (KM / S)
1	Merkurius	48
2	Venus	35
3	Bumi	30
4	Mars	24
5	Jupiter	13
6	Saturnus	9,7
7	Uranus	6,8
8	Neptunus	5,4

Pada table menunjukkan bahwa planet yang dekat dengan Matahari bergerak lebih cepat daripada planet yang jauh dari Matahari. 

Bidang edar planet – planet dalam mengelilingi Matahari disebut Bidang Edar dan Bidang Edar Bumi dalam mengelilingi Matahari di sebut Bidang Ekliptika. Susunan Tata Surya terdiri atas : Matahari, Planet Dalam, Planet Luar, Komet, Meteorid, dan Asteroid.

1.      Matahari. 

Matahari adalah bintang yang berupa bola gas panas dan bercahaya yang menjadi pusat system tata surya. Tanpa energy intens dan panas Matahari, tidak aka nada kehidupan di Bumi. Matahari memiliki 4 lapisan, yaitu sebagai berikut :

a.      Inti Matahari.

Inti Matahari memiliki suhu sekitar 1,5 x 1070 C yang cukup untuk mempertahankan fusi termonuklir yang berfungsi sebagai sumber energy Matahari. Energy dari inti akan diradiasikan ke lapisan luar Matahari dan kemudian sampai ke ruang angkasa.

b.      Fotosfer.

Fotosfer memiliki suhu sekitar 6.000 Kelvin, dengan ketebalan sekitar 300 km. melalui fotosfer, sebagian besar radiasi Matahari keluar dan terdeteksi sebagai sinar Matahari yang kita amati di Bumi. Di dalam fotosfer terdapat bintik Matahari yaitu daerah dengan medan magnet yang kuat dan dingin serta lebih gelap dari wilayah sekitarnya.

c.       Kromosfer.

Kromosfer memiliki suhu sekitar 4.500 Kelvin dan ketebalannya 2.000 km. kromosfer terlihat seperti gelang merah yang mengelilingi Bulan pada waktu terjadi Gerhana Matahari Total.

d.      Korona.

Korona merupakan lapisan terluar Matahari dengan suhu sekitar 1.000.000 Kelvin dan ketebalannya sekitar 700.000 km. Memiliki warna keabu – abuan yang dihasilkan dari ionisasi atom, karena suhu yang sangat tinggi. Korona terlihat seperti mahkota dengan warna keabu – abuan yang mengelilingi Bulan pada waktu terjadi Gerhana Matahari Total.

Di antara inti dan Fotosfer terdapat daerah radiasi dan daerah konveksi. Di daerah tersebut energy berpindah secara radiasi dan konveksi. 

2.      Planet Dalam. 

Planet adalah benda langit yang tidak dapat memancarkan cahaya sendiri. Planet hanya memantulkan cahaya yang diterimanya dari bintang. Planet Dalam disebut juga dengan Planet Terestrial. Planet Terestrial adalah planet yang letaknya dekat dengan Matahari, berukuran kecil, memiliki sedikit satelit atau tidak sama sekali, berbatu, terrestrial, sebagian besar terdiri atas mineral tahan api, seperti silikat yang membentuk kerak dan mantelnya, serta logam seperti besi dan nikel yang membentuk intinya.

3.      Planet Luar. 

Planet Luar di sebut juga dengan planet Jovian. Planet Jovian adalah planet yang letaknya jauh dengan Matahari, berukuran besar, memiliki banyak satelit dan sebagian besar tersusun dari bahan ringan. Seperti Hidrogen, helium, metana dan ammonia. Planet – planet dalam dan luar dipisahkan oleh sabuk asteroid. Planet luar terdiri atas Jupiter, saturnus, Uranus dan Neptunus.

4.      Komet. 

Komet berasal dari Bahasa Yunani, yaitu Kometes artinya berambut panjang. Komet adalah benda langit yang mengelilingi Matahari dengan orbit yang sangat lonjong. Komet ini terdiri atas debu, partikel batu yang bercampur dengan es, metana dan ammonia.

Bagian – bagian Komet, yaitu sebagai berikut :

a.       Inti Komet, yaitu bagian komet yang berukuran lebih kecil, padat, tersusun dari debu dan gas.

b.      Koma, yaitu daerah kabut di sekitar inti.

c.       Ekor Komet, yaitu bagian komet yang berukuran lebih panjang. Arah ekor komet selalu menjauhi Matahari dikarenakan dorongan yang berasal dari angina dan radiasi Matahari.

5.      Meteoroid. 

Meteoroid adalah potongan batu atau puing – puing logam (yang mengandung unsur besi dan logam) yang bergerak di luar angkasa. 

Meteoroid mengelilingi Matahari dengan orbit tertentu dan kecepatan yang bervariasi. Meteoroid tercepat bergerak di sekitar 42 km/detik. Ketika Meteoroid tertarik oleh gravitasi Bumi, maka sebelum sampai di Bumi, meteorid akan bergesekan dengan atmosfer Bumi. Gesekan tersebut akan menghasilkan panas dan membakar meteoroid tersebut. Meteoroid yang habis terbakar oleh atmosfer Bumi di sebut Meteor. 

Apabila meteoroid tidak habis terbakar oleh atmosfer Bumi dan jatuh ke Bumi di sebut Meteorit

6.      Asteroid.  

Asteroid adalah potongan – potongan batu yang mirip dengan materi penyusun planet. 

  

Sebagian besar asteroid terletak di daerah antara orbit Mars dan Jupiter yang di sebut Sabuk Asteroid.

B.     Kondisi Bumi.  

Setiap hari kita menyaksikan fajar terbit dari arah timur dan tenggelam di arah barat, kemudian malam menjelang. Apakah benar bahwa Matahari bergerak dari arah timur kea rah barat ?.

Dahulu orang beranggapan bahwa Bumi adalah pusat alam semesta. Mereka juga meyakini bahwa Matahari bergerak mengelilingi Buni. Akan tetapi, keyakinan itu tertumbangkan ketika tahun 1543, Nicholas Copernicusmempublikasikan bahwa Bulan bergerak mengelilingi Bumi, sedangkan Bumi dan planet – planet lainnya bergerak mengelilingi Matahari.

Gagasan lainnya yang tidak benar adalah banyak orang meyakini bahwa Bumi itu datar. Oleh karena itu, mereka takut apabila mereka berlayar cukup jauh ke laut, mereka akan jatuh dari ujung dunia. Bagaimana kamu mengetahui bahwa keyakinan tersebut tidak benar ?. atau mengetahui hal itu tidak benar ?. Bagaimana ilmuwan menentukan bentuk sebenarnya dari Bumi ?.

1.      Bentuk Bumi. 

Selama bertahun – tahun para pelaut mengamati bahwa hal yang pertama kali mereka lihat di laut adalah puncak kapal. Hal ini menunjukkan bahwa Bumi berbentuk bulat. Begitu pula pada tahun 1522,Magelhaen telah membuktikan bahwa Bumi berbentuk bulat. Waktu itu dia mengadakan pelayaran dengan arah lurus, kemudian dia berhasil kembali ke tempat awal dia berlayar.

Astronot telah melihat dengan jelas bentuk bumi. Astronot dari atas melihat bahwa terdapat sedikit tonjolan di khatulistiwa dan terdapat bagian Bumi yang rata di bagian kutubnya. Hal ini menunjukkan bahwa bentuk Bumi tidak benar – benar bulat, akan tetapi sedikit lonjong. Bumi berdiameter sekitar 12.742 km.

2.      Rotasi Bumi. 

Rotasi Bumi adalah perputaran Bumi pada porosnya. Sedangkan kala rotasi Bumi adalah waktu yang diperlukan Bumi untuk sekali berputar pada porosnya, yaitu 23 jam 56 menit. Bumi berotasi dari barat ke timur. Aktivitas yang telah kamu lakukan adalah salah satu akibat dari rotasi Bumi, yaitu terjadinya siang dan malam. Adapun akibat lain dari rotasi Bumi adalah sebagai berikut : 

a.       Gerak semu harian Matahari.

b.      Perbedaan waktu.

c.       Pembelokan arah angina.

d.      Pembelokan arah arus laut.

3.      Revolusi Bumi. 

Revolusi Bumi adalah perputaran (peredaran) Bumi mengelilingi Matahari. Kala revolusi Bumi adalah waktu yang diperlukan oleh Bumi untuk sekali berputar mengelilingi Matahari, yaitu 365,25 hari atau 1 tahun. Bumi berevolusi dengan arah yang berlawanan dengan arah perputaran jarum jam. Akibat dari revolusi Bumi, yaitu sebagai berikut : 

a.       Terjadinya gerak semu tahunan Matahari.

b.      Perbedaan lamanya siang dan malam. 

c.       Pergantian musim.

C.    Kondisi Bulan.

Bulan adalah benda langit yang terdekat dengan Bumi sekaligus merupakan satelit Bumi. Karena Bulan merupakan satelit, maka Bulan tidak dapat memancarkan cahaya sendiri melainkan memancarkan cahaya Matahari. Sebagaimana dengan Bumi yang berputar dan mengelilingi Matahari, Bulan juga berputar dan mengelilingi Bumi.

1.      Bentuk Bulan.

Bulan berbentuk bulat mirip seperti planet. Permukaan Bulan berupa dataran kering dan tandus, banyak kawah dan juga terdapat pegunungan dan dataran tinggi. Bulan tidak memiliki atmosfer, sehingga sering terjadi perubahan suhu yang sangat drastic. Selain itu, bunyi tidak dapat merambat, tidak ada siklus air, tidak ditemukan makhluk hidup dan sangat gelap gulita.

Bulan melakukan tiga gerakan sekaligus, yaitu rotasi, revolusi dan bergerak bersama – sama dengan Bumi untuk mengelilingi Matahari. Kala Rotasi Bulan sama dengan kala revolusinya terhadap Bumi, yaitu 27,3 hari. Oleh karena itu, permukaan Bulan yang menghadap ke Bumi selalu sama. Dampak dari pergerakan Bulan diantaranya adalah sebagai berikut :

a.      Pasang Surut Air Laut.

Pasang adalah peristiwa naiknya permukaan air laut, sedangkan Surut adalah peristiwa turunnya permukaan air laut. Pasang surut air laut terjadi akibat pengaruh gravitasi Matahari dan gravitasi Bulan. Akibat Bumi berotasi pada sumbunya, maka daerah yang mengalami pasang surut bergantian sebanyak dua kali. Ada dua jenis pasang air laut, yaitu Pasang Purnama dan Pasang Perbani.

1.      Pasang Purnama.

Pasang Purnama dipengaruhi oleh gravitasi Bulan dan terjadi ketika Bulan Purnama. Pasang ini menjadi maksimum ketika terjadi Gerhana Matahari. Hal ini karena dipengaruhi oleh gravitasi Bulan dan Matahari yang mempunyai arah yang sama atau searah.

2.      Pasang Perbani.

Pasang Perbani yaitu ketika permukaan air laut turun serendah – rendahnya. Pasang ini terjadi pada saat Bulan Kuartir pertama dan kuartir Ketiga. Pasang Perbani dipengaruhi oleh Gravitasi Bulan dan Matahari yang saling tegak lurus.

b.      Pembagian Bulan.

Ada dua pembagian Bulan yaitu

1.      Bulan Sideris.

2.      Bulan Sinodis.

Waktu yang dibutuhkan bulan untuk untuk satu kali berevolusi sekitar 27,3 hari yang disebut Kala revolusi Sideris (1 Bulan Sideris). Tetapi karena Bumi juga bergerak searah gerak Bulan, maka menurut pangamatan di Bumi waktu yang dibutuhkan Bulan untuk melakukan satu putaran penuh menjadi lebih panjang dari Kala Revolusi Sideris, yaitu sekitar 29,5 hari yang disebut Kala Revolusi Sinodis (1 Bulan Sinodis). Kala Revolusi Sinodis dapat ditentukan melalui pengamatan dari saat terjadinya Bulan Baru sampai Bulan Baru berikutnya. Satu Bulan Sinodis digunakan sebagai dasar penanggalan Komariah (Penanggalan Islam).

c.       Fase – Fase Bulan. 

Fase – fase Bulan merupakan perubahan bentuk – bentuk Bulan yang terlihat di Bumi. Hal ini dikarenakan posisi relative antara Bumi, Bulan dan Matahari.

Fase – fase Bulan adalah sebagai berikut : 

1.      Bulan Baru terjadi ketika posisi Bulan berada di antara Bumi dan Matahari. Selama Bulan baru, sisi Bulan yang menghadap ke Matahari Nampak terang dan sisi yang menghadap Bumi Nampak gelap.

2.      Bulan Sabit terjadi ketika bagian Bulan yang terkena sinar Matahari sekitar seperempat, sehingga permukaaan Bulan yang terlihat di Bumi hanya seperempatnya.

3.      Bulan Separuh terjadi ketika bagian Bulan yang terkena sinar Matahari sekitar separuhnya, sehingga yang terlihat dari Bumi juga separuhnya (Kuartir Pertama).

4.      Bulan Cembung terjadi ketika bagian Bulan yang terkena sinar Matahari tiga perempatnya, yang terlihat dari Bumi hanya tiga perempat bagian Bulan. Akibatnya, kita dapat melihat Bulan Cembung.

5.      Bulan Purnama terjadi ketika semua bagian Bulan terkena sinar Matahari, begitu juga yang terlihat dari Bumi. Akibatnya, kita dapat melihat Bulan Purnama (Kuartir Kedua). 

D.    Gerhana. 

Gerhana terjadi ketika posisi Bulan dan Bumi menghalangi sinar Matahari. Gerhana juga merupakan akibat dari pergerakan Bulan. Ada dua jenis gerhana, yaitu Gerhana Matahari dan Gerhana Bulan.

1.      Gerhana Matahari. 

Gerhana Matahari terjadi ketika bayangan Bulan bergerak menutupi permukaan Bumi. Dimana posisi Bulan berada di antara Matahari dan Bumi dan ketiganya terletak dalam satu garis. Gerhana Matahari terjadi pada waktu Bulan baru.

Akibat ukuran Bulan lebih kecil dibandingkan Bumi atau Matahari, maka terjadi Tiga (3) kemungkinan Gerhana, yaitu sebagai berikut :

a.      Gerhana Matahari Total. 

Gerhana Matahari Total terjadi pada daerah – daerah yang berada di bayangan inti (Umbra), sehingga cahaya Matahari tidak tampak sama sekali. Gerhana Matahari Total terjadi hanya sekitar 6 menit.

b.      Gerhana Matahari Cincin. 

Gerhana Matahari Cincin terjadi pada daerah yang terkena lanjutan umbra, sehingga Matahari kelihatan seperti Cincin.

c.       Gerhana Matahari Sebagian. 

Gerhana Matahari Sebagian terjadi pada daerah – daerah yang terletak diantara Umbra dan Penumbra (Bayangan Kabur), sehingga Matahari kelihatan sebagian.

2.      Gerhana Bulan. 

Gerhana Bulan terjadi ketika Bulan memasuki bayangan Bumi. Gerhana Bulan hanya dapat terjadi pada saat Bulan Purnama. Gerhana Bulan terjadi apabila Bumi berada di antara Matahari dan Bulan. Pada waktu seluruh bagian Bulan masuk dalam daerah“Umbra” Bumi, maka terjadi Gerhana Bulan Total. Proses Bulan berada dalam“Penumbra” dapat mencapai 6 Jam dan dalam “Umbra”hanya sekitar 40 menit.

a.       Umbra adalah bayangan gelap yang terbentuk selama terjadinya gerhana.

b.      Penumbra adalah bayangan kabur (remang - remang) yang terbentuk selama terjadinya gerhana.