fotometri objek langit

1

FOTOMETRI OBJEK LANGITFOTOMETRI OBJEK LANGIT

• Kecerahan Cahaya Bintang: * Semu (apparent) * Mutlak (absolute) * Bolometrik• Warna Bintang

Kompetensi Dasar:Memahami konsep dasar astrofisika

Judhistira Aria Utama, M.Si.Lab. Bumi & Antariksa

Jur. Pendidikan Fisika FPMIPA UPI

2

Kecerahan Cahaya Kecerahan Cahaya BintangBintangSalah satu jendela informasi radiasi GEM

di permukaan Bumi cahaya tampak.Kecerahan cahaya bintang yang sampai

kepada pengamat dinyatakan dalam skala magnitudo. Makin kecil nilai numerik skala magnitudo,semakin cerah/terang suatu bintang.

Skala Pogson didefinisikan sebagai:

Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012

11 2

2

Em m 2,5log

E

3Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012

11 2

2

Em m 2,5log

E

Dalam persamaan di atas:m1 dan m2 magnitudo semu bintang 1 dan 2E1 dan E2 fluks energi yang diterima dari

bintang 1 dan 2

Magnitudo semu tidak menyatakan kualitas terang bintang yang sesungguhnya dipe-ngaruhi faktor JARAK dan SERAPAN.

4

Latihan

1. Bintang ganda favorit di rasi Centaurus bagi para pengamat langit adalah Alpha Centauri yang dapat dipisahkan dengan mudah kedua komponennya dengan bantuan teleskop kecil. Bila magnitudo komponen paling terang adalah -0,04 dan magnitudo komponen kedua +1,34, tentukan magnitudo total bintang ganda ini!

2. Bila magnitudo total suatu sistem bintang ganda adalah +1,5 sementara komponen paling redupnya memiliki magnitudo +2,0, berapakah magnitudo komponen lainnya?

Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012

5

Fluks energi yang diterima dari bintang, “E”, memenuhi Hukum Kuadrat Kebalikan:

Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012

2 2

L 1E E

4 d d

dengan “L” menyatakan luminositas bintang dan “d” jarak bintang dalam parsec (pc).

Bintang dengan “L” besar dapat terlihat redup bila berada di jarak “d” yang jauh, dibandingkan dengan bintang lain dengan “L” yang tidak terlalu besar namun berada di jarak “d” yang dekat dengan pengamat.

6

Perlu diperhitungkan faktor serapan (atmosfer Bumi dan materi antarbintang (MAB)).

Serapan oleh atmosfer Bumi:

Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012

dengan “” menyatakan tebal optis atmosfer Bumi, “” koefisien absorpsi, dan “ds” elemen jarak.

0

s

ds

0 0E E e E e

Pelemahan yang dialami cahaya bintang saat melalui atmosfer Bumi:

0m m 1,086

7

Serapan oleh materi antarbintang (MAB):

Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012

dengan “” menyatakan tebal optis antara Bumi dan bintang di jarak “s” dan “” koefisien absorpsi MAB.

0

s

ds

0 0E E e E e

Untuk pengamatan dalam dua panjang gelom-bang yang berbeda, yaitu 1 dan 2 (1 < 2):

1 2 1 2 1 2 0E

8

Didefinisikan perbandingan absorpsi:

Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012

2 2

1 2 1 2 1 2 0

Besaran absorpsiR

Ekses warnaA A

RE

Bila panjang gelombang yang digunakan adalah pita biru (Blue) dan pita kuning (Visual):

V V

0

A AR

E B V B V B V

9

Untuk MAB yang “normal”, harga R = 3,2. Makin besar harga R, serapan oleh MAB se-

makin besar.

Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012

VA 3,2 E B V

Absorpsi cahaya bintang oleh MAB disebut juga sebagai efek pemerahan (reddening) karena membuat bintang menjadi tampak lebih merah.

10

Magnitudo yang tidak dipengaruhi faktor jarak magnitudo mutlak (disimbolkan dengan “M”) .

Magnitudo mutlak menganggap semua bintang berada di jarak yang sama dari pengamat, yaitu 10 parsec.

Definisi skala Pogson untuk magnitudo mutlak:

Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012

11 2

2

LM M 2,5log

L

11

Untuk 1 bintang yang sama akan memiliki harga magnitudo semu dan magnitudo mutlak, sehingga:

Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012

dm M 5log

10

Setelah dikoreksi terhadap serapan MAB:

V V V

dm M 5log A

10

12

Warna BintangWarna BintangDalam fisika, warna dapat digunakan

untuk menyatakan temperatur benda.

Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012

13

Dalam astrofisika, warna suatu bintang didefinisikan sebagai selisih dari magnitudo semu.

Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012

1 2

1 2

Warna m m

dengan

Perubahan jarak akan mengubah magnitudo semu bintang, namun TIDAK mengubah warna.

14

Bila pengamatan dilakukan dalam seluruh rentang panjang gelombang magnitudo bolometrik.

Magnitudo bolometrik memberikan infor-masi luminositas total bintang.

Magnitudo semu bolometrik dapat diperoleh secara teori memberi koreksi terhadap magnitudo semu visual.

Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012

v bolBC m m

15Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012

Latihan1. Dari hasil pengamatan terhadap sebuah bintang diperoleh, mB = 4,53 dan mV = 4,42. Apabila warna instrinsik bintang ini telah diketahui, yaitu (B – V)o = 0,25 dan magnitudo mutlaknya MV = 2,8 tentukanlah:

(i) magnitudo visual intrinsik bintang!(ii) jarak bintang sebenarnya! (Gunakan R = 3,2)