Menguak Rahasia Angkasa TATA SURYA

Dipersembahkan Oleh:

Muchamad Chairudin, S. Pd

TATA SURYA adalah kumpulan benda-benda langit yang bergerak di sekitar matahari.

1. Hipotesis SederhanaMatahari dianggap mempunyai gravitasi yang sangat besar. Gravitasi ini akan menangkap benda-benda diluar angkasa secara acak dalam kurun waktu jutaan tahun.

Teori Proses Pembentukan Tata Surya

2. Hipotesis Nebula

Nebula adalah sekumpulan (kebanyakan gas helium dan hidrogen), debu (karbon, silikon, besi, dll), dan plasma (lautan muatan listrik positip dan muatan listrik negatip) yang berbentuk awan-awan diruang angkasa. Dalam teori ini: gravitasi ini akan membuat gas-gas ini termampatkan sehingga ukuran awan gas itu mengecil

Lanjutan ……

3. Hipotesa TumbukanThomas Chambertain dan France Moulton: saat matahari

masih muda ada sebuah bintang melintas cukup dekat, sebagian materi tertarik oleh bintang itu sehingga materi itu membentuk planet.

4. Teori Moderna. Awan padat dan dingin yang berjumlah banyak

mengumpul karena pengaruh gravitasi.b. Awan berputar dan memipih membentuk semacam

cakram.c. Pusat piringan membentuk bola gas panas, menjadi

protosun atau calon matahari

Lanjutan …..

d. Pusat bola api makin lama makin menggumpal sampai ada keseimbangan antara gaya tolak akibat tekanan gas dan gaya tarik gravitasi.

e. Partikel-partikel gas bertumbukan membentuk planetesimal (bahan baku planet) dan akhirnya akan bertumbukan satu sama lain dan bergabung membentuk protoplanet.

f. Daerah yang dekat matahari materialnya tersebut dari logam dan batuan (lebih tahan panas) sehingga akan membentuk planet teresterial. Dan daerah yang jaraknya jauh dengan matahari terbuat dari gas dan es sehingga membentuk planet jovian.

Sejarah pemahaman manusia tentang alam semesta dari Geosentris ke Heliosentris

Tata surya dihuni oleh - Sebuah bintang yg disebut matahari & 8 plenet- 34 satelit salah satunya bulan,

5000 asteroid, jutaan meteorit, + 100 milyar komet.- Bintik debu, molekul gas, atom lepas yg tidak terhitung

jmlnya.

99 % dari seluruh zat tata surya terkandung dlm matahari, sisanya yg sangat kecil merupakan gabungan bumi dan bulan.

Clausius Ptolomeus, seorang filsafat Yunani kuno ber-pendapat bahwa “Bumi adalah pusat dari alam semesta”. Matahari, Bulan dan planet-planet beredar mengelilingi Bumi yang tetap diam sebagai pusatnya, disebut pandangan GEOSENTRIS (14 abad dianut orang)

Letak benda langit menurut Geosentris

Bumi

Bulan

Merkurius

Planet Dalam

Venus

Matahari

Mars

Yupiter

Saturnus

Planet Luar

Nikolas Kopernikus adalah seorang ahli astronomi bangsa Polandia, mencetuskan revolusi dunia ilmu, agama, serta kebudayaan, menyatakan bahwa Matahari merupakan pusat Tatasurya yang diedari oleh bumi serta planet lainnya (abad 16). Sistem tata surya ini disebut HELIOSENTRIS, susunan planetnya sebagai berikut:

Bumi

VenusMatahari Mars Yupiter

SaturnusMerkurius Asteroida

Uranus Pluto

Neptunus

Letak benda langit menurut Heliosentris

TATA SURYASusunan Matahari dan anggota tata surya yang mengitarinya.• Anggota Tata Surya

1. Matahari

2. Planet

3. Asteroid 6. Komet 4. Satelit5. Meteoroid

1. The Sun (Matahari)

Sol

Solar DataMass (kg) 1.989x1030

Mass (Earth = 1) 332,830

Equatorial radius (km)695,000

Equatorial radius (Earth = 1) 108.97

Mean density (gm/cm3) 1.410

Surface gravity (m/s2) 273

Rotational period (days) 25-36

Escape velocity (km/sec) 618.02

Luminosity (ergs/sec)3.827x1033

Apparent Visual Magnitude -26.8

Absolute Visual Magnitude +4.8

Spectral Class G2 V

Mean surface temperature 5,800°C

Age (billion years) 4.5

Principal chemistry (by mass)

Hydrogen 73.4%

Helium 25.0%

Oxygen 0.8%

Carbon 0.3%

Iron 0.2%

Nitrogen 0.1%

Silicon 0.07%

Neon 0.05%

Magnesium 0.06%

Sulfur 0.04%

All others 0.2%

MODUL 2 - TATASURYA 11

MODUL 2 - TATASURYA 12

The composition of the sun

Sun’s SurfaceThree major parts: Photosphere, Chromosphere and Corona

Photosphere:

• What we observe when we look at the Sun. 96 % of the light we are receiving from the Sun comes from the top 400 kms of the Sun.

• We can learn the temperature, pressure and density from the spectrum.

• T is about 5000 K.

• Pressure is about 1/100 of sea level.

• Density is about 1/10000 of sea level.

Chromosphere

First discovered during Solar Eclipses.

Thin colorful layer, hence the name chromo (color) sphere.

Today -> we use a device called Coronagraph

The light comes from H- ions and Helium.

Thickness of the chromosphere is 2,000-3,000 kms.

Kromosfer pada Matahari

CoronaCorona is what the scientists are after during a Solar Eclipse.

Question: Why are they so interested in the corona?

Answer: Because the temperature is over one million degrees in the corona.

Corona PropertiesThe temperature of the corona is more than 1,000,000 K.

The corona extends for millions of kms. (reaches beyond the Earth)

Gives out only half as much light as a full moon.

Very low density (1/10,000,000,000 of sea level)

But because of the high T, the corona is an X-ray source.

Dark regions in the X-ray, Coronal Holes -> no trapping of corona by magnetic field.

Aurorae

Solar wind causes beautiful displays of aurorae, solar particles caught by Earth’s magnetic field.

Strong solar winds can also kill satellites, but this is very rare.

The Active SunThe Sun sustains the life on Earth.

Life is very fragile and it takes a long time to develop.

Sun has been quite stable for a long time.

But stable does not mean quiet.

• Granulation

• Sunspots

• Plages

• Prominences

• Solar flares

Granulation

Honeycomb pattern on the Solar surface.

Caused by the convection of gas.

Brighter parts: Hot gas raising from inside, darker parts cooler gas falling back.

Darker regions are 50-100K colder than the intergranular regions.

700km-1000kms in diameter.

Not just around the sunspots.

Sunspots

Sunspots are cooler regions on the surface of the Sun.

About 1500K colder (still 4500K).

Diameter is a few 10,000kms.

Appear in groups.

Even observed by Galileo.

Persist for periods ranging from hours to months.

Central dark region is called umbra, lighter surrounding region penumbra (just like the Solar Eclipse).

Sunspots are associated with strong magnetic fields: In a pair of sunspots, one spot will have N and the other S polarity.

Solar RotationSun rotates around itself.

The rotation is in the same sense of the motion of the planets around the Sun.

Sun is not a solid body, different parts rotate differently.

We use the sunspots to calculate the speed of rotation.

Period at the equator is 25 days, near the poles 36 days.

Sunspot Cycle

Plages

Plages are cloud-like features above the photosphere.

Can only be imaged using hydrogen or calcium light.

Regions surrounding the sunspots.

The density is higher.

Hydrogen and calcium are more excited than their surroundings.

ProminencesBright clouds of gas following the magnetic field lines.

Can last for many hours, even days.

Eruptive prominences are shot up at 700km/s.

Origin is unknown.

Cool and dense regions in the corona.

Related to the sunspots and plages, probably caused by strong magnetic fields.

Solar FlaresSolar flares are flares, with temperature around 10,000,000 K.

Lasts for a few minutes, and visible light of the Sun does not change much, however the heated gases emit X-rays and ultraviolet.

Cause is not well understood.

Related to the magnetic fields.

Evidence suggests that flares occur when magnetic fields of opposite polarity come together and annihilate each other.

During the flares’ violent explosion gases can be thrown into space.

Coronal Mass Ejections

During solar flares coronal material can be ejected at high speeds.

Mild ones cause beautiful aurorae.

Material with electric charge can affect the ability of the atmosphere to reflect the radio waves and can disrupt the radio communications.

In worse situations (happened once) solar flares can cause components in long power lines burn. During this flare some satellites were also dragged to lower orbits.

2. Planet• Planet adalah benda langit yang tidak dapat memancarkan cahaya

sendiri.Contoh : Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus

Merkurius

Venus

BumiMars

Asteroid

Yupiter

Saturnus

Neptunus

Uranus

Komet

MODUL 2 - TATASURYA 29

Mercury

Venus EarthMars

TERRESTRIAL PLANETS: small, dense, and made of rocks and iron

Jupiter SaturnUranus Neptune

JOVIAN PLANETS: large, low density, and made of gas and ice

The Asteroid Belt

a. Bumi sebagai pembatas planet dikelompokkan menjadi dua yaitu planet inferior dan planet superior.

• Planet inferior adalah planet yang orbitnya berada di dalam orbit bumi.

• Yang termasuk planet inferior antara lain Merkurius dan Venus

• Pengelompokan Planet

• Planet superior adalah planet yang orbitnya berada diluar orbit bumi.

• Yang termasuk planet superior adalah Mars, Jupiter , Saturnus, Uranus dan Neptunus

Planet inferior

Planet superior

Bumi

Planet dalam

Planet luar

Asteroid

b. Asteroid sebagai pembatas planet dikelompokkan menjadi dua planet dalam dan planet luar

• Planet dalam planet yang orbitnya di dalam peredaran Asteroid

• Yang termasuk planet dalam antara lain Merkurius, Venus, Bumi dan Mars.

• Planet luar adalah planet yang garis edarnya berada diluar garis edar Asteroid,

• Yang termasuk planet luar antara lain Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus.

Planet Terestrial

Planet Jovian

c. Berdasarkan ukuran dan komposisi penyusunnya, Planet dikelompokkan menjadi planet Terrestrial dan Jovian

• Planet Terrestrial yaitu planet yang memiliki ukuran dan koposisi yang hampir sama dengan bumi,

• Yang termasuk planet Terrestrial antara lain Merkurius, Venus, Bumi dan Mars.

• Planet Jovian yaitu planet yang memiliki ukuran sangat besar dan komposisi penyusunnya hampir sama dengan planet Jupiter.

• yang termasuk planet Jovian antara lain Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus.

Hukum keppler merupakan hukum – hukum yang menjelaskan tentang gerak planet.

1. Hukum I Keppler

Orbit planet berbentuk elips dimana matahari terletak pada salah satu titik fokusnya.

Aphelium

Jarak terjauh planet dari matahari

Perihelium

Jarak terdekat planet dari matahari

Hukum Keppler

Garis edar planet ( orbit ) lintasan yang dilalui planet saat mengitari matahari

Orbit Planet

• Jika waktu planet untuk berevolusi dari AB sama dengan waktu planet untuk berevolusi dari CD sama dengan waktu planet untuk berevolusi dari EF

• Maka luas AMB = luas CMD = luas EMF

• Sehingga kecepatan revolusi planet dari AB lebih besar kecepatan revolusi planet dari CD dan kecepatan revolusi planet dari CD lebih besar kecepatan revolusi planet dari EF.

• Semakin dekat matahari kecepatan revolusi planet semakin besar

• Semakin jauh dari matahari kecepatan revolusi planet semakin lambat.

Hukum II Keppler• Garis yang menghubungkan planet ke matahari dalam waktu

yang sama menempuh luasan yang sama

Hukum III Keppler Kuadrat kala revolusi planet sebanding dengan pangkat

tiga jarak rata – rata planet ke matahari

3

2

3

1

2

2

2

1

d

d

T

T

d1

d2

T1 = Periode revolusi planet 1T2 = Periode revolusi planet 2d1 = jarak rata – rata planet 1 ke mataharid2 = jarak rata – rata planet 2 ke matahari

Gerak Planet • Gerak planet dan semua

anggota tata surya mengikuti hukum grafitasi universal

• Hukum Grafitasi Universal.• Planet bumi dan planet yang

lainnya bergerak mengitari matahari karena pengaruh gaya grafitasi matahari.

• Gerak satelit mengelilingi planet disebabkan ada gaya grafitasi planet pada satelit.

• Planet bergerak mengelilingi matahari karena matahari memiliki massa lebih besar dari planet.

• Satelit mengelilingi planet karena planet memiliki massa lebih besar dari satelit.

Mp = massa planetMm = massa maahariR = jarak antara massaF = gaya tarik matahari

pada planet

F

R

• F = gaya tarik ( N ) • M1 = massa matahari (kg) • M2 = massa planet (kg)• R = jarak rata- rata matahari dengan planet ( m ) • G = konstanta grafitasi umum ( 6,67 . 10 – 11 N m2/kg2)

F = G 2

21.

R

MM F

R

Besar gaya tarik matahari pada planet adalah sebanding dengan besar massa masing-masing dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara pusat massa masing – masing.

Periode Revolusi • Akibat Revolusi bumi1. Terjadinya pergantian musim di bumi2. Terlihatnya rasi bintang yang berbeda tiap bulan3. Terjadi perbedaan lamanya waktu siang dan malam 4. Gerak semu tahunan matahari

Periode revolusi adalah waktu yang diperlukan planet mengitari matahari satu kali putaran

KU

KS

21 Maret

21 Juni

23 September

22 Desember

Belahan Bumi Utara lebih condong ke matahari

awal musim panas

Siang lebih lama dari malam

Belahan Bumi Utara menjauhi matahari

awal musim dingin

Malam lebih panjang dari siang

Belahan Bumi Utara Awal musim gugur, Malam sama panjang dengan siang

Belahan Bumi Utara Awal musim semi, Malam sama panjang dengan siang

Belahan Bumi Selatan menjauhi matahari

awal musim dingin

malam lebih lama dari siang

Belahan Bumi Selatan lebih condong ke matahari

awal musim panas

Siang lebih panjang dari malam

Belahan Bumi Selatan Awal musim semi, Malam sama panjang dengan siang

Belahan Bumi Selatan Awal musim gugur, Malam sama panjang dengan siang

Akibat Rotasi 1. Pergantian siang dan malam2. Perbedaan waktu dibumi yang garis bujurnya berbeda3. Gerak semu harian matahari4. Bentuk bumi menggelembung pada katulisiwa dan pepat pada kutubnya.5. perubahan arah angin di katulistiwa

Periode rotasi adalah waktu yang diperlukan planet berputar pada sumbunya satu kali putaran

Siang Malam

Matahari

Tabel data planet

Mercurius Venus Bumi Mars Jupiter Saturnus Uranus Neptunus

Jari-jari katulistiwa

(x Jari-jari Bumi )

0.3825 0.9488 1 0.5325 11.21 9.449 4.007 3.883

Massa(x massa Bumi)

0.0553 0.8150 1 0.1074 317.8 95.16 14.54 17.15

Massa jenis (g/cm3)

5.4 5.2 5.5 3.9 1.3 0.69 1.3 1.6

Periode Rotasi (hari)

58.6 -240 1 1.03 0.414 0.444 -0.718 0.671

Periode Revolusi (tahun)

0.2408 0.6152 1 1.881 11.86 29.46 84.01 164.8

Jarak rata-rata ke matahari (SA)

0.3871 0.7233 1 1.524 5.203 9.59 19.10 30

Jumlah Satelit

0 0 1 2 63 56 27 13

Data Microsoft encarta Incyclopedia 2008

3. Asteroid• Planet – planet kecil yang berada diantara orbit

Mars dan orbit Jupiter.

Sumber data Microsoft Encarta encyclopedia 2008.

5.43.06318Interamnia

5.73.18326Davida

5.53.13408Hygiea

3.62.36530Vesta

4.62.77532Pallas

4.62.77950Ceres*

Periode revolusi

(Tahun)

Jarak rata-rata ke matahari (Bumi = 1 )

Diameter ( km )nama

MODUL 2 - TATASURYA 42

Asteroids

Mathilde & Eros (NEAR)

Ida & Dactyl

Foto Asteroid

Asteroid 243 Ida

Asteroid 433 Eros

4. SATELIT • Satelit merupakan benda langit yang mengorbit

planet dan mengiring planet di dalam mengorbit matahari

Planet

Satelit

Matahari

Satelit alam juga dinamakan Bulan

Satelit buatan yang digunakan untuk komunikasi

The Moon

Moon: Basic Facts

• Diameter: 3500 km (2100 miles)

• Average Distance: 380,000 km (240,000 miles)

• Distance range: 360,000 – 400,000 km

• Orbital eccentricity: .05

• Orbital inclination: 5 degrees

• Earth is 4x as large, 81x as massive

• Bulk density: 3.3 gm/cc (3400 kg/m3)

With Some Very Simple Science, We Can Understand the Geology of the Moon

Lunar Rilles

How Lunar Rilles May Form

A “Lunar” Landscape?

Real Lunar Mountains

How We Got It Wrong

We Can Expect Basalt to be Very Abundant in the Universe

Periode Rotasi Bulan Bulan melakukan tiga gerakan putaran sekaligus

1. Bulan berputara mengitari Bumi ( Revolusi )

2. Bulan berputar pada porosnya ( Rotasi )

3. Bulan bersama Bumi mengitari matahari.

Bulan didalam berevolusi bidang orbit bulanmembentuk sudut 5o terhadap bidang edar bumi ( ekliptika )

5o

Bidang edar bulan dan bidang edar bumi yang membentuk sudut 5o menyebabkan terjadinya gerhana bulan maupun gerhana matahari.

BL

Fase Bulan

Matahari

BL

BL baru / BL mati

Konjungsi

Bulan sabit awal

Kuartil awal

Bulan tiga perempat

Bulan purnama

Oposisi

Bulan tiga perempat

Kuartil akhir

Bulan sabit akhir

PERUBAHAN PENAMPAKAN BENTUK BULAN (FASE BULAN)

Purnama

Sabit Tua

Sabit Muda

Kwartir Pertama

Kwartir Ketiga

Bulan Susut

Bulan Besar

sinar matahari

Bumi

Hilal

Periode fase bulan = 29,53055 hari

Bulan Baru(Ijtima’)

Matahari

BL

Matahari

BumiBulan

Penumbra

Umbra

Penumbra

Terjadi gerhana bulan

Gerhana Bulan

Bumi

Penumbra

Umbra

Penumbra

Matahari

Gerhana Matahari

Bumi

Penumbra

Umbra

Penumbra

Tempat terjadi

Gerhana Matahari Total

Gerhana matahari terjadi ketika posisi matahari , bulan dan bumi segaris dan sebidang

GERHANA TERDEKAT MELEWATI WILAYAH INDONESIA

1. Gerhana Matahari Total.Tanggal 9 Maret 2016.Jalur gerhana total melewati: Sum-Sel, Kal-Sel, Sul-Teng dan Sul-Ut.Durasi (lama gerhana total) 4 menit 9,5 detik.

2. Gerhana Matahari ParsialTanggal 22 Juli 2009.Jalur gerhana melewati bagian Utara dan Timur Indonesia.

3. Gerhana Matahari CincinTanggal 26 Januari 2009.Jalur gerhana melewati: Sumatera, Jawa dan Kalimantan.

4. Gerhana Bulan TotalTanggal 4 Mei 2004

5. Gerhana Bulan ParsialTanggal 17 Oktober 2005

Pasang surut air laut

Matahari

BL

Pasang Purnama

Atau pasang perbani

Pasang neap

Pasang neap

Pasang Purnama

Atau pasang perbani

5. METEOR• Batuan meteorid yang masuk ke atmosfir

bumi dan menghasilkan jejak cahaya.

• Meteor juga dinamakan bintang beralih

6. Komet• Benda langit yang mengorbit matahari dengan lintasan yang sangat

lonjong• Komet juga dikenal dengan nama Bintang berekor• Ekor komet selalu menjauhi matahari

Bagian dari komet Inti, Coma,Awan Hidrogen dan Ekor