Tentang Matahari, Planet Dalam dan Planet Luar | Tata Surya - Bimasakti.doc

Tentang Matahari, Planet Dalam dan Planet Luar 

Tata Surya - Bimasakti

I. MATAHARI

Pada jaman dahulu kala, orang-orang yang menyembah Matahari  menganggap bahwa Matahari adalah sumber dari segala kehidupan di bumi. Kita dapat melihat, mendengar, bicara dan menyayangi karena 4.5 juta ton/detik dari massa matahari diubah menjadi energi radiasi. Hanya sebagian kecil saja yang mencapai bumi dan diubah menjadi energi kimia melalui proses fotosintesis. Molekul besar ini merupakan sumber energi utama bagi sebagian besar makhluk hidup di Bumi. Matahari, bintang yang paling dekat dengan bumi, merupakan sumber energi dari tata surya. Energi tata surya dibangkitkan oleh energi dari matahari. Inti Matahari kira-kira terdiri dari 10% volume Matahari yang suhunya 15 juta 0C. Inti Matahari juga sangat padat, 12 kali kepadatan timah cair. Tekanannya 340 milyar kali tekanan atmosfer bumi. Meskipun demikian, hydrogen, helium dan partikel berwujud plasma. Plasma adalah salah satu macam dari materi yang berwujud mirip dengan gas kecuali bahwa plasma terdiri dari ion dan electron yang lebih banyak daripada atom-atomnya, karena dengan energi yang tinggi maka atom-atom akan terpecah menjadi elektron-elektron.

Data Umum Matahari:

• Massa: 2.0 x1030 kg

• Jari-jari: 6.96 x 105 km

• Rata-rata percepatan gravitasi di permukaan: 273 m/s2

• Kecepatan rotasi pada permukaan: 620 km/s

• Periode Rotasi: 25.38 hari

Yang paling utama dari inti matahari adalah bahwa energinya dibebaskan melalui proses fusi nuklir. Fusi nuklir yaitu sebuah bagian dari reaksi nuklir dengan kombinasi tenaga inti atom menjadi inti yang lebih besar. Fusi nuklir berjalan pada suhu tinggi. Seperti yang terjadi pada matahari, disebut juga fusi termonuklir. Semua reaksi nuklir membebaskan energi karena masa total dari reaktan lebih besar daripada masssa produk. Massa yang hilang dalam reaksi ini diubah menjadi energi radiasi berdasarkan persamaan energi Einstein yang terkenal dengan E=mc2. Tiap reaksi termonuklir pada matahari menyebabkan empat inti hydrogen melebur bersama membentuk  sebuah inti helium. Helium yang dihasilkan memiliki massa 99.3% dari massa hydrogen mula-mula. Selisih massa tersebut diubah menjadi energi yang ditransfer dari inti dalam bentuk sinar-X dan sinar gamma. Pada permukaan matahari, kebanyakan emisi gas yang dipancarkan hanya sebagian kecil saja yang dapat mencapai bumi. 

Energi matahari berjalan melewati dua lapisan internal dari inti matahari ke permukaan. Pada zona radiasi, atom menyerap dan meradiasikan kembali energy gelombang elektromagnetik di dalam inti, kemudian membawanya ke permukaan matahari. Proses ini sangat lama, mungkin membutuhkan waktu jutaan tahun karena sinar-X dan sinar gamma bertumbukan dengan atom-atom yang tak terhitung jumlahnya. Zona konvensi adalah model dari transfer panas. Di dalam zona konvensi, atom-atom gas dipanaskan oleh radiasi dari zona radiasi. Karena gas menjadi sangat panas, kerapatannya akan menurun sehingga mereka muncul ke permukaan matahari. Selanjutnya gas tersebut mengemulsikan energi.

Gas tersebut mengemisikan energi dalam bentuk cahaya tampak, sinar ultraviolet dan radiasi infra merah. Atom-atom gas di dalam zona konvensi akan mengalami kehilangan beberapa energi radiasinya, kehilangan volume dan menjadi lebih padat dan masuk kembali ke zona radiasi. Pada zona radiasi, mereka menjadi panas kembali karena menyerap radiasi dari inti matahari. Atom gas yang panas muncul kembali ke permukaan membawa energi dari bawah ke puncak zona konvensi kemudian kehilangan energi lagi oleh radiasi dan tenggelam ke dalam kembai. Pergerakan atom gas pada zona konvensi seperti pergerakan mantel bumi, atmosfer bumi, seperti ketel perebus air dan system fisika lainnya.

Gb. Sunspot

Wilayah yang tampak pada matahari adalah permukaan dan atmosfer matahari. Permukaan matahari disebut photosphere (bola cahaya) yang mengalir dalam bentuk plasma dengan suhu 6000 K. ketebalannya kira-kira 100 km. lapisan ini yang mengemisikan kebanyakan cahaya yang kita lihat. Photosphere yang relative dingin terlihat terlihatdari bumi sebagai bintik hitam. Sunspot lebih dingin dan lebih hitam daripada photosphere yang diam. Sunspot dapat dilihat tanpa alat bantu jika dilihat melalui pelindung atau jika matahari cukup rendah dari horizontal maka tidak terlalu berbahaya untuk mata.

Lapisan di atas photosphere yang transparan adalah chromosfer. Tebalnya 10.000 km sel plasma (bola warna). Cahaya kemerah-merahan yang mengalir mengelilingi gerhana matahari. Di luar kromosfer, garis-garis medan magnet dikurvakan berdasarkan suhu dan ketinggian. Ini merupakan wilayah paling luar dari atmosfer matahari yang disebut corona. Corona yang panjangnya lebih dari jutaan kilometer dan bergabung menjadi pusaran proton dan electron dengan kecepatan yang tinggi disebut angin matahari. Angin matahari ini memberikan kekuatan kepada aurora borealis di bumi membentuk ekor komet. Di dalam corona terdapat prominence matahari yaitu plasma yang dingin dan padat. Plasma yang dingin terdorong ke dalam pusaran dan berputar karena medan magnet matahari. Prominence yang besar dapat menyebabkan kerusakan komponen-komponen listrik jika mereka mencapai bumi.

Gb. Prominensa

Matahari berotasi dengan lambat pada sumbunya. Karena bentuk matahari lebih condong ke cairan daripada benda padat, maka perbedaan garis lintang pada putaran Matahari berbeda pula kecepatannya. Wilayah equator berganti tiap 25 hari sekali. Akan tetapi, Matahari membutuhkan 36 hari untuk melakukan rotasi penuh. Perubahan putaran berarti permukaan yang dekat dengan ekuator terdorong ke arah permukaan utara atau selatan. Perubahan putaran menahan dan mendistorsi medan magnet matahari, memproduksi sunspot dan prominence. Akibatnya medan magnet tidak konstan. Kutub medan magnet muncul setiap 11 tahun dan beberapa sunspot juga mencapai maksimum tiap 11 tahun sekali.

II. PLANET DALAM

Kita telah mengetahui bahwa planet-planet berukuran relative besar, bersuhu dingin dan mengorbit matahari. Planet tidak memancarkan cahaya. Seperti bulan yang memantulkan cahaya matahari. Planet cukup massif untuk grafitasinya yang menjadikan permukaan seperti bola, akan tetapi cukup kecil untuk menghindari fusi thermonuklir di dalam intinya.

Ada tiga cara pengelompokan planet-planet. Pertama planet dikelompokkan dengan bumi sebagai pembatas. Planet yang berada di dalam orbit bumi disebut planet inferior. Planet yang terletak di luar orbit bumi disebut planet superior. Yang termasuk planet inferior hanyalah Merkurius dan Venus; sedangkan planet superior adalah Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus.

Kedua, planet dikelompokkan dengan asteroid sebagai pembatas yaitu planet dalam (inner planet) dan Planet luar (outer planets). Planet yang orbitnya berada di dalam asteroid yaitu planet dalam, sedangkan yang berada di luar asteroid disebut planet luar. Yang termasuk planet dalam adalah Merkurius, Venus, Bumi dan Mars sedangkan yang termasuk planet luar adalah Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus.

Ketiga, planet dikelompokkan berdasarkan ukuran dan komposisi bahan penyusunnya yaitu planet terrestrial dan planet Jovian. Planet terrestrial atau planet kebumian adalah planet yang ukuran dan komposisinya mirip dengan Bumi. Yang termasuk dengan planet terrestrial adalah planet, Merkurius, Venus, Bumi dan Mars. Planet Jovian atau planet raksasa adalah planet yang ukuran dan komposisi penyusunnya mirip dengan Jupiter yaitu terdiri atas bongkahan es dan gas hydrogen. Yang termasuk planet jovian adalah Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus.

Dibandingkan empat planet luar lainnya, empat planet yang terdekat dengan matahari adalah jaraknya berdekatan. Mereka adalah Merkurius, Venus, Bumi, dan Mars. Planet-planet tersebut ukurannya kecil dan sangat padat. Planet dalam semuanya memiliki atmosfer (meskipun Merkurius hampir tidak memiliki atmosfer) mereka juga merupakan planet yang kaya akan berbatu, masing-masing dengan sebuah cairan yang mengandung mineral pada keraknya seperti komposisi pada bumi. Inilah mengapa planet dalam sering disebut planet terrestrial. 

Gb. Susunan Planet-planet dalam Tata Surya

A. Merkurius

Gb. Merkurius

Merkurius adalah sebuah planet yang ukurannya lebih besar dari pada bulan dan hampir sama. Merkurius merupakan planet yang terdekat dengan matahari. Oleh karena itu merkurius merupakan planet yang paling cepat mengelilingi matahari yaitu hanya membutuhkan waktu 88 hari waktu bumi. Sehingga setahun di merkurius sama dengan 88 hari di bumi. Hal ini membuat waktu harian menjadi sangat panjang dan sangat panas dengan suhu setinggi 4300 C.

Karena gravitasi merkurius yang sangat kecil dan lemah, hal ini menimbulkan atmosfer yang sangat kecil, kira-kira seper triliun kepadatan atmosfer bumi. Akibatnya merkurius tidak mempunyai selimut atmosfer dank arena tidak ada angin untuk mentransfer panas dari wilayah satu ke yang lain maka pada malam hari di merkurius suhunya sangat dingin kira-kira -1700C. Merkurius adalah planet yang bercahaya terang di malam hari dan terlihat paling jelas sebagai bintang malam pada bulan September dan Oktober. Planet ini terlihat dekat dengan matahari pada waktu matahari terbit atau tenggelam.

B. Venus

Gb. Venus

Planet kedua terdekat dengan matahari adalah Venus. Planet ini terlihat pertama kali setelah matahari tenggelam sehingga disebut bintang senja. Venus adalah planet yang paling dekat dengan bumi dan hampir menyerupai bumi. Memiliki ukuran dan kepadatan yang sama dengan bumi. Jarak dari matahari juga hampir sama. Meskipun demikian, Venus mempunyai atmosfer yang sangat rapat, tidak tembus cahaya, dan permukaannya tertutup kabut dengan rata-rata suhunya 4600C. Atmosfer venus terdiri dari 96% gas CO2. Kita telahtahu bahwa gas CO2 adalah gas rumah kaca. Dengan demikian CO2 menghalangi keluarnya radiasi inframerah sehingga panas matahari terperangkap di dalam atmosfer. Selain itu, jarak venus yang dekat dengan matahari mengakibatkan venus menjadi planet yang paling panas di dalam tata surya.

Perbedaan lain antara venus dengan bumi adalah bagaimana dua buah putaran planet terhadap sumbunya. Venus membutuhkan waktu 243 hari waktu bumi untuk berotasi penuh dan membutuhkan waktu 225 hari untuk berevolusi mengelilingi Matahari. Hal ini berarti sehari lebih lama daripada setahun di Venus. 

Venus berputar berlawanan dengan arah putaran Bumi. Sebuah satelit yang berada di ruang angkasa mengamati tata surya dan melihat bahwa bumi berputar berlawanan arah jarum jam dan Venus berputar searah jarum jam.

Pada tahun-tahun terakhir, 17 buah satelit mendarat di permukaan Venus. Satelit tersebut membewa 18 kendaraan ruang angkasa. Dari data yang didapat alat tersebut, kita mengetahui bahwa Venus mempunyai aktivitas vulkanik yang tinggi dan permukaannya sangat kasar.

C. Bumi

Gb. Bumi

Planet kita adalah planet biru dengan luas perairan lebih luas daripada luas daratan. Air memelihara kehidupan dan menjadi fasilitas terjadinya proses-proses yang terjadi di permukaan yang membentuk daratan. 

Bumi berbentuk bulat tetapi tidak sempurna yaitu agak pepat di kedua kutubnya dan agak menggembung di sekitar khatulistiwa.  Oleh karena itu garis tengah khatulistiwa lebih panjang daripada garis tengah kutub. Penyebab hal tersebut yaitu pada jaman dahulu sewaktu bumi mengalami pembekuan dari gas menjadi cair kemudian menjadi padat, bumi berotasi sangat sepat. Karena rotasi ini, kelembaman bumi menyebabkan bagian di sektitar khatulistiwa berayun keluar. 

1. Rotasi Bumi

Rotasi Bumi adalah perputaran Bumi pada porosnya.

Akibat-akibat rotasi bumi:

a. Peredaran semu harian benda-benda langit

b. Pergantian siang dan malam perbedaan waktu

c. Perbedaan percepatan gravitasi bumi

d. Pembelokan arah angin

e. Pembelokan arus laut.

2. Revolusi bumi

Yaitu perputaran bumi mengelilingi Matahari. Bidang Bumi mengelilingi Matahari disebut ekliptika. Sudut yang dibentuk antara bidang ekliptika dengan dengan bidang orbit planet lain disebut inklinasi. Periode bumi mengelilingi matahari adalah 365 hari 6 jam 9 menit 10 detik yang disebut satu tahun siderik.

Bukti bahwa bumi berevolusi:

a. Terjadinya paralaks bintang

Yaitu pergeseran suatu benda jauh ketika dilihat dari bua kedudukan yang berbeda.

b. Terjadinya aberasi cahaya bintang

Yaitu perpindahan yang tampak dalam arah cahaya dating dari sebuah bintang akibat gerakan revolusi bumi.

c. Terjadinya efek dopler pada spectrum bintang

Cahaya tampak warna biru memiliki frekuensi lebih tinggi dan warna merah memiliki frekuensi lebih rendah.

Akibat revolusi bumi

a. Gerak semu matahari

b. Perubahan lamanya siang dan malam

c. Pergantian musim

d. Terlihatnya rasi bintang yang berbeda-beda dari bulan ke bulan.

3. Gerak presesi bumi

Bumi berotasi dengan kemiringan sebesar 23.50 .Karena berotasi dengan sangat cepat, bumi memiliki momentum sudut yang besar.  Momentum sudut ini menyebabkan poros bumi goyah dan secara perlahan poros bumi berotasi searah jarum jam terhadap vertikal yang disebut gerak presesi bumi. Periode presesi bumi adalah 25800 tahun.

D. Mars

Gb. Permukaan Mars

Mars menangkap khayalan kita sebagai dunia yang lain,yang memungkinkan adanya kehidupan. Hal ini karena persamaan antara bumi dan mars. Mars ukurannya sedikit lebih kecil daripada bumi. Massanya 1/9 massa bumi, dan memiliki sebuah inti, mantel, kerak bumi dan sebuah atmosfer tipis yang tidak dingin. Memiliki kutub es di atasnya dan musim dua kali lebih panjang daripada musim di bumi karena jaraknya dari matahari dua kali lebih jauh.

Mars disebut sebagai planet merah karena warnanya merah. Atmosfernya jauh lebih tipis dari bumi dengan tekanan seperseratus tekanan atmosfer bumi. Gas utama dalam atmosfer mars adalah gas karbon dioksida yaitu sekitar 95% dan hanya sekitar 1.5% Oksigen.

III. PLANET LUAR

Planet-planet yang letaknya diluar planet Mars memiliki ukuran yang berbeda dari planet dalam. Planet-planet luar berukuran raksasa, berwujud gas, dan memiliki kepadatan yang rendah. 

A. Jupiter

Gb. Jupiter

Jupiter adalah planet terbesar dalam tata surya kita. Jupiter adalah planet gas yang tertama tersusun dari hydrogen dan sedikit helium. Gas-gas dalam atmosfernya bersifat racun dan dapat mematikan makhluk hidup. Gas-gas tersebut yaitu hydrogen, helium metana, amoniak dan mungkin hydrogen sulfide.

Pada malam hari Jupiter terlihat bercahaya kekuningan.jupiter lebih cenderung ke cairan daripada padatan atau gas. Jupiter berotasi dengan cepat dalam waktu 10 jam. Diameter Jupiter 11 kali lebih besar daripada diameter bumi. Dimana volumenya 1000 kali volume bumi. Inti Jupiter adalah padatan dengan 15 kali lebih massive daripada bumi yang terdiri dari besi, nikel, dan mineral yang lain. 

Lebih dari separuh volume Jupiter adalah lautan hydrogen cair. Medan magnet yang sangat kuat pada Jupiter menyebabkan energy partikel yang tinggi dan memproduksi sabuk radiasi 400 juta kali energy sabuk van Ellen di bumi. Suhu permukaan Jupiter sama antara siang dan malam hari.  

Jupiter memiliki sedikitnya 28 bulan. Empat terbesar diantaranya adalah Io dan Europa yang seukuran bulan, dan Ganymede dan Calisto dengan ukuran lebih besar daripada bula

B. Saturnus

Gb. Saturnus

Saturnus adalah planet yang dikelilingi oleh banyak cincin. Cincin tersebut tampak sebagai lembaran padat yang terbentuk dari potongan es yang mendesing mengelilingi planet dengan kecepatan tinggi. Atmosfer saturnus tebal dan terutama disusun oleh hydrogen dan helium.

Diameter saturnus 10 kali diameter bumi dan massanya 100 kali lebih berat daripada massa bumi. Saturnus memiliki kepadatan yang paling kecil dibandingkan planet yang lainnya yaitu hanya 0.7 kali kepadatan air. 

Cincin saturnus tebalnya beberapa kilometer yang berputar tepat pada ekuator saturnus. Empat cincin yang konsentris telah diketahui para ahli. Cincin tersebut terdiri dari bongkahan-bongkahan es dan batuan. Cincin yang terletak di sebelah dalam berputar lebih cepat daripada yang lebih luar. 

Saturnus memiliki 24 buah bulan diluar cincinnya. Yang terbesar bernama Titan. Ukurannya lebih besar daripada bulan bumi dan lebih besar daripada merkurius. Sekali putaran mengelilingi saturnus membutuhkan waktu 16 hari. Titan memiliki atmosfer dari metana dengan tekanan atmosfer lebih besar daripada tekanan atmosfer bumi. Suhu permukaannya sangat rendah, -1700C. sateli saturnus yang lainnya adalah Iapetus. Satu sisi dari lapetus berwarna sangat terang dan sisi lainnya sangat gelap. 

 

C. Uranus

Gb. Uranus

Uranus terletak dua kali lebih jauh daripada letak saturnus dari bumi. Planet ini dapat dilihat dengan mata telanjang. Uranus memiliki diameter empat kali lebih besar daripada diameter bumi dan kepadatannya sedikit lebih besar daripada air. Hal yang luarbiasa dari Uranus adalah kemiringannya. Sudutnya 980 dari arah tegak lurus dari arah orbit planet ini sehingga sejajar dengan sisinya. Tidak seperti Jupiter dan saturnus, Uranus seperti tidak memiliki sumber panas internal. Uranus adalah sebuah planet yang dingin.

Uranus memiliki paling sedikit 21 buah bulan disamping memiliki sebuah system cincin yang makin berkurang. 

D. Neptunus

Gb. Neptunus

Neptunus berwarna biru karena gas metana yang ada di atmosfer menyerap warna merah matahari dan memantulkan warna biru. Diameter neptunus 3.9 kali lebih besar dari Bumi dan massanya 17 kali lebih berat daripada massa bumi, sehingga kapadatannya 3 kali kepadatan bumi. 

Neptunus memiliki paling sedikit 8 buah bulan disamping memiliki sebuah cincin.  Data terakhir menemukan Neptunus memiliki total 11 buah bulan. bulan terbesar bernama Triton yang mengorbit neptunus dalam waktu 5.9 hari berlawanan dengan arah rotasi planet. Ukuran triton ¾ ukuran bulan bumi. Akan tetapi massa triton dua kali lebih berat daripada massa bulan bumi. Bulan yang lebih kecil bernama Nereid. Nereid memerlukan waktu satu tahun untuk mengorbit Neptunus. 

E. Pluto

Pluto bukanlah planet dalam ataupun planet luar. Dari tahun 1930-2006 pluto diklasifikasikan bersama dengan merkurius, venus, bumi, mars, Jupiter, saturnus, Uranus, dan neptunus sebagai planet utama dalam tata surya. Pluto memiliki ukuran yang lebih kecil dari planet-planet tersebut dan lebih kecil dari bulan. pluto sebagian besar terdiri dari batuan dan nitrogen beku, tidak seperti planet lainnya. Pluto memiliki sudut inklinasi yang sangat tinggi dan orbit yang sangat eksentrik. Oleh karena itu, pada tahun 2006, para ahli mendebatkan Pluto sebagai planet atau bukan. Akhirnya pada tanggal 35 Agustus 2006 IAU (International Astronomical Union), sebuah organisasi astronomi dunia mengklasifikasikan Pluto sebagai objek celestial. Pluto tidak lagi dikelompokkan sebagai sebuah planet. 

Fakta-fakta tentang Pluto :

• Pluto terletak sangat jauh diluar Neptunus, wilayahnya berada pada lokasi dimana kelompok komet Kuiper Belt berada. Karena Pluto berada dalam wilayah kuiper belt, maka Pluto memiliki orbit yang sangat elips.
• Pluto tersusun berbeda dari planet-planet lain dalam tata surya, tetapi mirip dengan beberapa objek pada Kuiper Belt.

Oleh karena itu, sekarang Pluto dikelompokkan sebagai salah satu objek pada Kuiper Berlt. Jadi, Pluto bukanlah planet tetapi sebuah komet yang berada dalam wilayah Kuiper Belt. Pluto juga bukan asteroid karena ukurannya lebih besar daripada asteroid, lebih beku, dan memiliki orbit yang lebih elips daripada beberapa tipe asteroid. 

Komet-komet yang berada dalam sabuk Kuiper misalnya Buffi, Eris, dan Sedna. Eris memiliki ukuran 5% lebih besar daripada Pluto. Sedangkan Sedna seukuran dengan Pluto. Jarak Sedna dari matahari tiga kali lebih jauh daripada jarak Pluto ke matahari. Diluar Sedna ditemukan sebuah objek yang dinamai UB313 pada tahun 2005. 

Download artikel lengkap klik disini (Word Document)

Semua artikel ini dilindungi oleh Hak Cipta, boleh anda copy paste asalkan disertai dengan sumber dan meminta ijin terlebih dahulu.

Sumber : Buku - buku Fisika SMA

key word : Planet dalam.doc, matahari.doc, tata surya.doc, planet luar.doc, bima sakti. doc, makalah planet luar dan planet dalam.doc, makalah bima sakti.doc, tentang planet pluto, malah planet pluto, pulto planet atau bukan?, kenapa pluto bukan planet?, kenapa pluto tidak termasuk planet?