tata surya dan matahari

TATA SURYA

A.       Pengertian Tata Surya

Tata surya atau sistem matahari adalah suatu sistem yang terdapat di jagat raya terdiri atas matahari sebagai pusatnya, planet-planet (termasuk Planet Bumi), satelit-satelit (misalnya bulan), asteroid, komet, meteor, debu, kabut, dan benda-benda lainnya sebagai anggota dari tata surya yang beredar mengelilingi pusatnya, yakni matahari pada orbit atau garis edarnya masing-masing.

Berdasarkan pengertian tersebut, dapatlah diduga bahwa bintang- bintang yang lainnya pun kemungkinan besar memiliki sistem seperti tata surya dengan pusat dan lintasan orbit tertentu. Dalam arti lain, bukan tidak mungkin setiap bintang memiliki sistem bintang seperti matahari, karena matahari hanya merupakan satu dari miliaran bintang yang ada di jagat raya.

Benda-benda angkasa yang termasuk struktur utama dari sistem tata surya adalah:
1.    matahari (the sun)
2.    planet-planet (the planets)
3.    bulan (the moon) dan satelit lainnya
4.    asteroid
5.    komet.

B.   Proses /Teori Terjadinya Tata Surya

Teori-teori  tentang  proses  terbentuknya  tata  surya  dapat  dikelompokan menjadi beberapa teori, yaitu sebagai berikut.

1)    Teori Nebula atau Hipotesis Kabut (Kant dan Laplace)

Teori Nebula pertama kali dikemukakan seorang filsuf Jerman bernama Imanuel Kant. Menurutnya, tata surya berasal dari nebula yaitu gas   atau   kabut   tipis   yang   sangat   luas   dan bersuhu tinggi yang berputar sangat lambat Perputaran yang lambat itu menyebabkan terbentuknya konsentrasi materi yang mempunyai berat jenis tinggi yang disebut inti

massa  di  beberapa  tempat  yang  berbeda.  

Inti massa   yang   terbesar   terbentuk   di   tengah, sedangkan  yang  kecil  terbentuk  di  sekitarnya. Karena   terjadi   proses   pendinginan,   inti-inti massa yang lebih kecil berubah menjadi planet-planet, sedangkan yang paling besar masih tetap dalam keadaan pijar dan bersuhu tinggi yang disebut matahari.

Teori nebula lainnya dikemukakan oleh Pierre Simon Laplace. Menurut Laplace, tata surya berasal dari bola gas yang bersuhu tinggi dan berputar sangat cepat. Karena perputaran yang sangat cepat, sehingga terlepaslah bagian-bagian dari bola gas tersebut dalam ukuran dan jangka waktu yang berbeda-beda. Bagian- bagian yang terlepas itu berputar dan akhirnya mendingin membentuk planet- planet, sedangkan bola gas asal dinamakan matahari.

2)   Teori Planetesimal (Moulton dan Chamberlin)

Hipotesis   planetisimal    dikemukakan   oleh    Thomas   C. Chamberlin   dan   Forest  R.   Moulton,  astronom  Amerika. Hipotesis planetisimal mengatakan bahwa matahari telah ada  sebelumnya  sebagai  salah  satu  dari  bintang-bintang yang    ada.    Pada    suatu

masa,        ada        sebuah

bintang berpapasan pada jarak  yang  tidak  terlalu

jauh.

Hipotesis Planetisimal

Akibatnya terjadilah pasang naik pada permukaan matahari  maupun  bintang itu.  Sebagian massa  matahari   tertarik  ke  arah   bintang. Pada  waktu  bintang  itu  menjauh,  sebagian massa matahari jatuh kembali ke permukaan matahari dan sebagian lainnya terhambur ke ruang angkasa sekitar matahari. Hal inilah yang dinamakan planetisimal yang kemudian menjadi planet-planet dan benda angkasa lainnya dan beredar pada orbit masng-masing.

                                                     Thomas C. Chamberlin

3)   Hipotesis Pasang Surut Gas (Jeans dan Jeffreys)

           

Hipotesis pasang surut bintang pertama kali dikemukakan oleh  James Jeans pada tahun

1917. Astronom Inggris Sir James Jeans dan

Harold Jeffreys, mengemukakan pendapat bahwa tata surya, pada awalnya hanya matahari  saja  tanpa  mempunyai  anggota.

Planet-planet dan anggota lainnya terbentuk karena  adanya  bagian  dari  matahari  yang tertarik dan terlepas oleh pengaruh gravitasi

bintang  yang  melintas  ke  dekat  matahari

Bagian yang terlepas itu berbentuk seperti cerutu panjang (bagian tengah besar dan kedua ujungnya mengecil) yang terus berputar mengelilingi matahari, sehingga lama kelamaan mendingin membentuk bulatan-bulatan yang disebut planet.

4)   Hipotesis Ledakan Bintang / Bintang Kembar (Lyttleton)

Hipotesis  bintang  kembar  awalnya dikemukakan   oleh   Fred   Hoyle   (1915-2001) pada tahun 1956. Hipotesis mengemukakan bahwa   dahulunya   Tata   Surya   berupa   dua bintang yang hampir sama ukurannya dan berdekatan yang salah satunya meledak meninggalkan serpihan-serpihan kecil. Serpihan itu  terperangkap  oleh  gravitasi  bintang  yang meledak dan mulai mengelilinginya.

Teori bintang kembar juga  dikemukakan astronom Inggris bernama Lyttleton. Teori ini menyatakan bahwa   pada   awalnya   matahari   merupakan bintang kembar yang satu dengan lainnya saling mengelilingi, pada suatu masa melintas bintang lainnya dan menabrak salah satu bintang kembar itu dan menghancurkannya menjadi bagian-bagian kecil yang terus berputar dan mendingin menjadi planet-planet yang mengelilingi bintang yang tidak hancur, yaitu matahari.

5)   Hipotesis Awan Debu (Weizsaecker dan Kuiper)

Hipotesis Awan Debu

Weizsaecker dan Kuiper, berpendapat bahwa tata surya berasal dari awan yang sangat luas yang terdiri atas debu dan gas (hidrogen dan helium).  Ketidakteraturan  dalam  awan tersebut menyebabkan terjadinya penyusutan karena gaya tarik menarik dan gerakan berputar   yang   sangat   cepat   dan   teratur, sehingga    terbentuklah piringan seperti cakram.    

Inti cakram yang menggelembung menjadi matahari, sedangkan bagian pinggirnya berubah menjadi planet-planet. Ahli astronomi lainnya yang mengemukakan teori awan debu antara lain, F.L Whippel dari Amerika Serikat dan Hannes Alven dari Swedia. Menurutnya, tata surya berawal dari matahari  yang  berputar  dengan cepat dengan piringan gas  di  sekelingnya  yang  kemudian  membentuk  planet-planet yang beredar mengelilingi matahari

                                                     Gerald p. kuiper

 C. ANGGOTA TATA SURYA

1.     Matahari

·         Pengertian Matahari

pada dasarnya matahari merupakan salah satu bintang yang berada di tata surya dan menjadi pusatnya. Matahari termasuk bintang karena dapat menghasilkan energi cahaya sendiri. Cahaya matahari dibandingkan bintang yang lain terasa lebih cemerlang. Hal itulah yang menyebabkan pada waktu siang hari kita tidak dapat melihat bintang selain matahari

Matahari merupakan bintang terdekat dengan Bumi dengan jarak rata-rata sekitar 150 juta kilometer (93.026.724 mil) yang berbentuk seperti bola raksasa dengan diameter 1.392.000 kilometer atau 865.000 mil, sama dengan 109 kali diameter bumi. Matahari terbentuk dari gas hidrogen (74%) dan helium (25%). Senyawa penyusun lainnya terdiri dari besi, nikel, silikon, sulfur, magnesium, karbon, neon, kalsium, dan kromium. Cahaya matahari berasal dari hasil reaksi fusi hidrogen menjadi helium. Matahari termasuk bintang berwarna kuning (Bintang golongan G) yang berperan sebagai pusat tata surya. Seluruh komponen tata surya termasuk 8 planet dan satelit masing-masing, planet-planet kerdil, asteroid, komet, dan debu angkasa berputar mengelilingi matahari.

Nicolas Copernicus adalah orang pertama yang mengemukakan teori bahwa matahari adalah pusat peredaran tata surya di abad 16. Teori ini kemudian dibuktikan oleh Galileo Galilei dan pengamat angkasa lainnya. Teori yang kemudian dikenal dengan nama ini mematahkan teori geosentris (bumi sebagai pusat tata surya)  yang  dikemukakan  oleh  Ptolemy  dan  telah  bertahan  sejak  abad  ke  dua sebelum masehi.

Matahari tergolong bintang tipe G, dengan ciri memiliki suhu permukaan sekitar   6.0000C   dan   umumnya   bertahan   selama   10   juta   tahun.   Matahari diperkirakan berusia sekitar 7 juta tahun lagi, sebelum hidrogen di intinya habis. Bila hal tersebut terjadi, matahari akan berekspansi menjadi bintang raksasa berwarna merah yang dingin dan 'memakan' planet-planet kecil di sekitarnya (mungkin termasuk Bumi) sebelum akhirnya kembali menjadi bintang kerdil berwarna putih kembali.

Matahari memiliki gaya gravitasi sebanding dengan 28 kali gravitasi di Bumi. Secara teori hal tersebut berarti bila seseorang memiliki berat 100 kg di Bumi maka bila  berjalan  di  permukaan  matahari  beratnya  akan  terasa  seperti  2.800  kg. Gravitasi matahari memungkinkannya menarik semua komponen-komponen penyusunnya membentuk suatu bentuk bola sempurna.  Gravitasi matahari jugalah yang menahan planet-planet yang mengelilinginya tetap berada pada orbit masing- masing. Pengaruh dari gravitasi matahari masih dapat terasa hingga jarak 2 tahun cahaya.

Radiasi  matahari, lebih  dikenal  sebagai cahaya matahari, adalah  campuran gelombang   elektromagnetik   yang   terdiri   dari   gelombang inframerah,   cahaya tampak, sinar ultraviolet. Semua gelombang elektromagnetik ini bergerak dengan kecepatan sekitar 3,0 x 108  m/s. Oleh karena itu radiasi atau cahaya memerlukan waktu 8 menit untuk sampai ke bumi. Matahari juga menghasilkan sinar gamma, namun frekuensinya semakin kecil seiring dengan jaraknya meninggalkan inti.

Sama halnya dengan Bumi, Matahari juga berotasi pada sumbunya   selama sekitar 27 hari untuk mencapai satu kali putaran. Gerakan rotasi ini pertama kali diketahui melalui pengamatan terhadap perubahan posisi bintik matahari. Sumbu rotasi matahari miring sejauh 7,25° dari sumbu orbit bumi sehingga kutub utara matahari akan lebih terlihat di bulan September sementara kutub selatan matahari lebih terlihat di bulan Maret.

·      Komponen Matahari

Matahari memiliki 6 lapisan yang memiliki karakteristik yang berbeda. Lapisan- lapisan tersebut diantaranya adalah : inti matahari, zona radioaktif, dan zona konvektif yang membentuk lapisan dalam (interior); fotosfer; kromosfer; dan korona sebagai daerah terluar dari matahari.

1.    Inti Matahari

Inti matahari adalah area terdalam dari matahari dan merupakan tempat berlangsungnya  reaksi  fusi  nuklir  helium  menjadi  hidrogen.  Reaksi  fusi   nuklir (termonuklir) ini diperoleh dari energi panas di dalam inti sehingga menyebabkan pergerakan elektron dan proton sangat cepat dan bertabrakan satu dengan yang lain. Energi hasil reaksi termonuklir di inti berupa sinar gamma dan neutrino memberi  tenaga sangat  besar  sekaligus menghasilkan seluruh  energi panas dan cahaya yang diterima di bumi. Energi tersebut dibawa keluar dari matahari melalui radiasi. Inti matahari memiliki suhu sekitar 15 juta derajat Celcius (27 juta derajat Fahrenheit). Suhu dan tekanan yang sedemikian tingginya memungkinkan adanya pemecahan atom-atom menjadi elektron, proton, dan neutron. Neutron yang tidak bermuatan akan meninggalkan inti menuju bagian matahari yang lebih luar.

2.    Zona Radiatif

Zona ini adalah daerah yang menyelubungi inti matahari. Energi dari inti dalam bentuk radiasi  berkumpul di daerah ini sebelum diteruskan ke bagian matahari yang lebih luar. Kepadatan zona radiatif adalah sekitar 20 g/cm3 dengan suhu dari bagian dalam ke luar antara 7 juta hingga 2 juta derajat Celcius. Suhu dan densitas zona radiatif masih cukup tinggi, namun tidak memungkinkan terjadinya reaksi fusi nuklir.

3.    Zona Konvektif

Zona ini adalah lapisan di mana suhu mulai menurun. Suhunya sekitar 2 juta derajat Celcius (3.5 juta derajat Fahrenheit). Setelah keluar dari zona radiatif, atom-atom berenergi dari inti matahari akan bergerak menuju lapisan lebih luar yang memiliki suhu lebih rendah. Penurunan suhu tersebut menyebabkan terjadinya perlambatan gerakan  atom  sehingga  pergerakan  secara  radiasi  menjadi  kurang  efisien  lagi. Energi dari inti matahari membutuhkan waktu 170.000 tahun untuk mencapai zona konvektif. Saat berada di zona konvektif, pergerakan atom akan terjadi secara konveksi di area sepanjang beberapa ratus kilometer yang tersusun atas sel-sel gas raksasa yang terus bersirkulasi. Atom-atom bersuhu tinggi yang baru keluar dari zona radiatif akan bergerak dengan lambat mencapai lapisan terluar zona konvektif yang lebih dingin menyebabakan atom-atom tersebut "jatuh" kembali ke lapisan teratas zona radiatif yang panas yang kemudian kembali naik lagi. Peristiwa ini terus berulang menyebabkan adanya pergerakan bolak-balik yang menyebabakan transfer energi seperti yang terjadi saat memanaskan air dalam panci. Oleh sebab itu, zona konvektif dikenal juga dengan nama zona pendidihan (the boiling zone). Materi energi akan mencapai bagian atas zona konvektif dalam waktu beberapa minggu.

4.    Fotosfer

Fotosfer  merupakan  permukaan  matahari  yang  meliputi  wilayah  setebal  500 kilometer dengan suhu sekitar 5.500 derajat Celcius (10.000 derajat Fahrenheit). Sebagian  besar  radiasi  matahari  yang  dilepaskan  keluar  berasal  dari  fotosfer. Energi tersebut diobservasi sebagai sinar matahari di bumi, 8 menit setelah meninggalkan matahari.

5.    Kromosfer

Kromosfer adalah lapisan di atas fotosfer. Warna dari kromosfer biasanya tidak terlihat karena tertutup cahaya yang begitu terang yang dihasilkan fotosfer. Namun saat terjadi gerhana matahari total, di mana bulan menutupi fotosfer, bagian kromosfer    akan    terlihat    sebagai    bingkai    berwarna    merah    di    sekeliling matahari. Warna merah tersebut disebabkan oleh tingginya kandungan helium disana.

6.    Korona

Korona  merupakan  lapisan  terluar  dari  matahari.  Lapisan  ini  berwarna  putih, namun hanya dapat dilihat saat terjadi gerhana karena cahaya yang dipancarkan tidak sekuat bagian matahari yang lebih dalam. Saat gerhana total terjadi, korona terlihat membentuk mahkota cahaya berwarna putih di sekeliling matahari. Lapisan korona memiliki suhu yang lebih tinggi dari bagian dalam matahari dengan rata- rata 2 juta derajat Fahrenheit, namun di beberapa bagian bisa mencapai suhu 5 juta derajat Fahrenheit.

Beberapa ciri khas yang dimiliki matahari diantaranya adalah:

a.    Lidah Matahari (Prominensa)

Lidah api di matahari atau juga disebut prominensa merupakan   bagian   matahari   yang   sangat   besar, terang,    yang    mencuat    keluar    dari    permukaan matahari, seringkali berbentuk loop (putaran). Prominensa   terjadi   di   lapisan   photosphere   pada matahari    dan    bergerak    keluar    menuju    korona matahari.  Jika  korona  merupakan  gas-gas  ionized yang  sangat  panas,  dinamakan  plasma,  yang  tidak begitu      memperlihatkan      sinarnya,      prominensa berisikan plasma yang lebih dingin.

b.    Bintik Matahari (Spot)

Bintik  matahari  adalah  granula-granula  cembung  kecil  yang  ditemukan  di bagian fotosfer matahari dengan jumlah yang  tak terhitung. Bintik matahari

tercipta saat garis medan magnet matahari menembus bagian fotosfer. Ukuran bintik  matahari  dapat  lebih  besar  daripada  bumi.  Bintik  matahari  memiliki

daerah  yang  gelap  bernama  umbra,  yang  dikelilingi oleh  daerah  yang  lebih terang disebut penumbra. Warna bintik matahari terlihat lebih gelap karena

suhunya yang jauh lebih rendah dari fotosfer. Suhu di daerah umbra adalah

sekitar 2.200°C sedangkan di daerah penumbra adalah 3.500°C.

c.    Angin Matahari

Angin matahari adalah suatu aliran partikel bermuatan (yakni plasma) yang menyebar ke segala arah dari atmosfer terluar matahari yang dikenal dengan korona.  Kecepatan  alirnya  sekitar  400  km/dt,  dengan  waktu  tempuh  dari matahari  ke  bumi  selama  4-5  hari.  Angin  matahari  tersusun  terutama  oleh elektron  ber-energi  tinggi  dan  proton,  yang  mampu  melepaskan  diri  dari gravitasi sebuah bintang karena energi termalnya yang sangat tinggi. Banyak fenomena yang diakibatkan oleh angin matahari, termasuk badai geomagnetik, aurora  (cahaya  utara),  sebagai  penyebab  mengapa  arah  ekor  komet  selalu menjauhi matahari, serta formasi bintang-bintang jauh.

d.    Badai Matahari

Badai   matahari   adalah ledakan   besar   di   atmosfer   matahari   yang   dapat melepaskan energi sebesar 6 × 1025 joule. Istilah ini juga digunakan untuk fenomena  yang  mirip  di  bintang  lain.  Badai matahari mempengaruhi  semua lapisan atmosfer matahari (fotosfer, korona dan kromosfer). Kebanyakan badai terjadi di wilayah aktif disekitar bintik matahari. Sinar X dan radiasi ultraviolet yang dikeluarkan oleh badai matahari dapat mempengaruhi ionosfer Bumi dan mengganggu komunikasi radio.

·         Fungsi Matahari Dalam Kehidupan

Matahari  merupakan sumber energi untuk kehidupan yang berkelanjutan. Panas matahari menghangatkan bumi dan membentuk iklim, sedangkan cahayanya menerangi Bumi serta dipakai oleh tumbuhan untuk proses fotosintesis. Tanpa matahari, tidak akan ada kehidupan di bumi karena banyak reaksi kimia yang tidak dapat berlangsung.