Sabtu, 24 November 2012

Gerak dan Posisi Benda Langit

Gerak Semu Harian dan Tahunan Matahari 

 Gerak Semu Harian Matahari
Penyebab: rotasi bumi (gerak putar bumi pada sumbu putarnya). Kala rotasi bumi adalah 23 jam 56 menit 4.1 detik
Gerak semu harian matahari mengakibatkan perubahan posisi matahari setiap harinya. matahari terlihat terbit di timur dan tenggelam di barat. Padahal gerak semu ini teramati karena bumi kita yang berotasi dengan arah sebaliknya, dari barat ke timur. Sehingga akan muncul tampak kesan semu bahwa dari sudut pandang kita (sebagai pengamat) di bumi, matahari-lah yang bergerak mengelilingi.


           Gerak Semu Tahunan Matahari
Penyebab: revolusi bumi
Bumi membutuhkan waktu selama 1 tahun untuk bergerak mengelilingi matahari (revolusi). Bumi selain bergerak mengelilingi matahari, juga bergerak berputar terhadap sumbunya (rotasi). Tetapi sumbu rotasi bumi ini tidak sejajar terhadap sumbu revolusi, melainkan sedikit miring sebesar 23,5 derajat. Akibat dari miringnya sumbu rotasi bumi itu, matahari tidak selalu terlihat di atas khatulistiwa mumi, matahari akan terlihat berada di bagian utara dan selatan bumi. selama setengah tahun, matahari lebih banyak menerangi bumi bagian utara, dan setengah tahun berikutnya matahari lebih banyak menerangi bumi bagian selatan. Dalam gerak semunya, matahari akan tampak bergerak dari khatulistiwa (equator) antara 23,5 derajat lintang utara dan lintang selatan. Pada tanggal 21 maret – 21 juni, matahari bergeser dari khatulistiwa menuju ke utara dan akan berbalik arah setelah mencapai 23,5 derajat lintang utara dan kembali bergerak menuju khatulistiwa. setelah itu, matahari akan tampak bergerak ke selatan dan berbalik arah setelah mencapai 23,5 derajat lintang selatan.

Sekitar tanggal 21 maret saat matahari melintasi ekuator langit, momen ini juga disebut “hari pertama musim semi”. Saat matahari mencapai deklinasi ini pada titik balik matahari musim panas sekitar bulan juni 21. Hari ini juga disebut “pertengahan musim panas” atau “hari pertama musim panas”. matahari mencapai deklinasi dari -23,5 derajat pada titik balik matahari musim dingin, sekitar 21 desember.

8 Fase-Fase Bulan


Bulan adalah satu-satunya satelit alami Bumi, dan merupakan satelit alami terbesar ke-5 di Tata Surya. Bulan tidak mempunyai sumber cahaya sendiri dan cahaya Bulan sebenarnya berasal dari pantulan cahaya Matahari.
Jarak rata-rata Bumi-Bulan dari pusat ke pusat adalah 384.403 km, sekitar 30 kali diameter Bumi. Diameter Bulan adalah 3.474 km, sedikit lebih kecil dari seperempat diameter Bumi. Ini berarti volume Bulan hanya sekitar 2 persen volume Bumi dan tarikan gravitasi di permukaannya sekitar 17 persen daripada tarikan gravitasi Bumi. Bulan beredar mengelilingi Bumi sekali setiap 27,3 hari (periode orbit), dan variasi periodik dalam sistem Bumi-Bulan-Matahari bertanggungjawab atas terjadinya fase-fase Bulan yang berulang setiap 29,5 hari (periode sinodik).

Fase bulan adalah bentuk bulan yang selalu berubah-ubah jika dilihat dari bumi. Fase bulan itu tergantung pada kedudukan bulan terhadap matahari dilihat dari bumi. Fase bulan disebut juga aspek bulan.
Berikut ini adalah deskripsi dari masing-masing fase Bulan :
Fase 1 – New Moon (Bulan baru): Sisi bulan yang menghadap bumi tidak menerima cahaya dari matahari, maka, bulan tidak terlihat.
Fase 2 – Waxing Crescent (Sabit Muda) : Selama fase ini, kurang dari setengah bulan yang menyala dan sebagai fase berlangsung, bagian yang menyala secara bertahap akan lebih besar.
Fase 3 – Third Quarter (Kuartal III): Bulan mencapai tahap ini ketika setengah dari itu terlihat.
Fase 4 – Waxing Gibbous: Awal fase ini ditandai saat bulan adalah setengah ukuran. Sebagai fase berlangsung, bagian yang daftar akan lebih besar.
Fase 5 – Full Moon (Bulam purnama): Sisi bulan yang menghadap bumi cahaya dari matahari benar-benar, maka seluruh bulan terlihat. Hal ini terjadi ketika bulan berada di sisi berlawanan dari Bumi.
Fase 6 – Waning Gibbous : Selama fase ini, bagian dari bulan yang terlihat dari Bumi secara bertahap menjadi lebih kecil.
Fase 7 – First Quarter (Kuartal I): Bulan mencapai tahap ini ketika setengah dari itu terlihat.
Fase 8 – Waning Crescent (Sabit tua): Hanya sebagian kecil dari bulan terlihat dalam fase yang secara bertahap menjadi lebih kecil.

Rasanya akan lebih mudah untuk mengertikan siklus bulan dengan mengenal fase Bulan Mati/Baru dan Bulan Purnama, Kuartal I dan Kuartal III dan fasa-fasa    diantaranya.

Bulan Mati/Baru terjadi pada saat Bulan kurang-lebih berada dalam satu garis lurus di antara Matahari dan Bumi (Kenapa lebih-kurang akan diterangkan di bawah). Seluruh permukaan bulan yang disinari matahari berada di bagian “belakang” bulan, di bagian yang tidak bisa kita lihat dari Bumi.

Pada Bulan Purnama, Bumi, Bulan dan Matahari kembali kurang-lebih berada dalam satu garis lurus, tetapipada posisi yang berlawanan, sedemikian rupa sehingga seluruh pemukaan bulan yang disinari matahari berhadapan dengan kita. Sisi gelapnya tersembunyi di “belakang”.

Kuartal I dan Kuartal III dari fasa bulan (keduanya sering disebut Bulan Setengah (Half Moon) terjadi bila posisi Bulan, Bumi dan Matahari membentuk sudut 900 sehingga kita melihat persis separuh bagian bulan yang disinari matahari dan separuh bagian lagi gelap.

Dengan mengenal ke empat fasa di atas maka keempat fasa lainnya akan lebih mudah dimengerti, karena semuanya merupakan gambaran dari proses transisi dari satu fase ke fase berikutnya

Untuk memudahkan mengingat dan mengerti keempat fase lainnya itu kita istilahkan ; Sabit (Crescent), Gibbous, Waxing (membesar) dan Waning (mengecil).

Sabit (crescent) menunjukkan fasa dimana bulan terkesan disinari kurang dari separuh permukaannya . Sedangkan Gibbous menunjukkan fasa dimana bulan disinari lebih dari separuh permukaannya. Waxing pada prinsipnya menunjukkan pembesaran atau perluasan penyinaran. Sedangkan Waning adalah pengecilan atau penciutan penyinaran

Sehingga kita bisa mengkombinasikan istilah istilah di atas untuk menunjukan fasa-fasa bulan, sebagai berikut :
Setelah fasa Bulan Baru (ijtima), sinarnya mulai membesar, tapi masih kurang dari setengahnya, diistilahkan sebagai Waxing Crescent (Sabit Muda). Setelah Kuartal I (Bulan Setengah), porsi penyinarannya tetap masih bertambah sehingga lebih dari setengahnya, sehingga disebut sebagai Waxing Gibbous. Setelah mencapai Purnama, selanjutnya penyinaran akan mulai mengecil, sehingga disebut Waning Gibbous. Terus mengecil untuk mencapai Kuartal III (Bulan Setengah) untuk selanjutnya menjadi Waning Crescent (Sabit Tua) demikian seterusnya menjadi Bulan Mati atau Bulan Baru (ijtima) kembali.

Gerhana Matahari Dan Gerhana Bulan

Dalam peredarannya suatu ketika bulan, bumi, dan matahari akan berada pada satu garis lurus. Pada saat seperti itu terjadi gerhana.

Gerhana Matahari

Gerhana matahari terjadi pada waktu bulan berada di antara bumi dan matahari, yaitu pada waktu bulan mati, dan bayang-bayang bulan yang berbentuk kerucut menutupi permukaan bumi.
Bayang-bayang bulan ada dua bagian, yaitu umbra dan penumbra. Umbra adalah bagian yang gelap dan berbentuk kerucut yang puncaknya menuju ke bumi. Penumbra adalah bagian yang agak terang dan bentuknya makin jauh dari bulan semakin lebar.

Daerah yang berada dalam liputan umbra akan mengalami gerhana matahari total, sedangkan yang berada dalam liputan penumbra mengalami gerhana matahari sebagian. Pada gerhana matahari total akan tampak cahaya korona matahari yang bentuknya seperti mahkota dan semburan gas dari permukaan matahari yang berwarna lebih merah.
 


Gerhana Bulan

Gerhana bulan terjadi pada waktu bumi berada di antara bulan dan matahari, yaitu pada waktu bulan purnama dan bayang-bayang bumi menutup permukan bulan. Gerhana bulan dapat terlihat jelas kalau bulan tertutup oleh bayang-bayang umbra. Dalam peredaran mengelilingi bumi, ada kalanya bulan bergerak ke tengah-tengah daerah bayang-bayang umbra, sehingga bisa lebih dari dua jam berada dalam kegelapan. Dalam keadaan demikian terjadilah gerhana bulan total.

Ada kalanya bulan hanya lewat dibagian tepi bayang-bayang umbra, sehingga permukaannya yang menjadi gelap hanya sebagian saja. Pada saat seperti ini yang terlihat adalah gerhana bulan sebagian.
 


Macam-macam Gerhana bulan

Berdasarkan keadaan saat fase puncak gerhana, Gerhana bulan dapat dibedakan menjadi:

1. Gerhana bulan Total

Jika saat fase gerhana maksimum gerhana, keseluruhan Bulan masuk ke dalam bayangan inti / umbra Bumi, maka gerhana tersebut dinamakan Gerhana bulan total. Gerhana bulan total ini maksimum durasinya bisa mencapai lebih dari 1 jam 47 menit.

2. Gerhana bulan Sebagian

Jika hanya sebagian Bulan saja yang masuk ke daerah umbra Bumi, dan sebagian lagi berada dalam bayangan tambahan / penumbra Bumi pada saat fase maksimumnya, maka gerhana tersebut dinamakan Gerhana bulan sebagian.

3. Gerhana bulan Penumbral Total

Pada Gerhana bulan jenis ke- 3 ini, seluruh Bulan masuk ke dalam penumbra pada saat fase maksimumnya. Tetapi tidak ada bagian Bulan yang masuk ke umbra atau tidak tertutupi oleh penumbra. Pada kasus seperti ini, Gerhana bulannya kita namakan Gerhana bulan penumbral total.

4. Gerhana bulan Penumbral Sebagian

Dan Gerhana bulan jenis terakhir ini, jika hanya sebagian saja dari Bulan yang memasuki penumbra, maka Gerhana bulan tersebut dinamakan Gerhana bulan penumbral sebagian.
Gerhana bulan penumbral biasanya tidak terlalu menarik bagi pengamat. Karena pada Gerhana bulan jenis ini, penampakan gerhana hampir-hampir tidak bisa dibedakan dengan saat bulan purnama biasa.

Sedangkan berdasarkan bentuknya, ada tiga tipe Gerhana bulan, yaitu:

     1.      Tipe t, atau Gerhana bulan total. Disini, bulan masuk seluruhnya ke dalam kerucut umbra bumi.
     2.      Tipe p, atau Gerhana bulan parsial, ketika hanya sebagian bulan yang masuk ke dalam kerucut umbra bumi.
     3.      Tipe pen, atau Gerhana bulan penumbra, ketika bulan masuk ke dalam kerucut penumbra, tetapi tidak ada bagian bulan yang masuk ke dalam kerucut umbra bumi.






Sistem Koordinat Ekliptika Heliosentrik (Heliocentric Ecliptical Coordinate)
Pada koordinat ini, matahari (sun) menjadi pusat koordinat. Benda langit lainnya seperti bumi (earth) dan planet bergerak mengitari matahari. Bidang datar yang identik dengan bidang xy adalah bidang ekliptika yatu bidang bumi mengitari matahari.

Gambar 4. Sistem Koordinat Ekliptika Heliosentrik
  • Pusat koordinat: Matahari (Sun).
  • Bidang datar referensi: Bidang orbit bumi mengitari matahari (bidang ekliptika) yaitu bidang xy.
  • Titik referensi: Vernal Ekuinoks (VE), didefinisikan sebagai sumbu x.
  • Koordinat:
    • r = jarak (radius) benda langit ke matahari
    • l = sudut bujur ekliptika (ecliptical longitude), dihitung dari VE berlawanan arah jarum jam
    • b = sudut lintang ekliptika (ecliptical latitude), yaitu sudut antara garis penghubung benda langit-matahari dengan bidang ekliptika.
Sistem Koordinat Ekliptika Geosentrik (Geocentric Ecliptical Coordinate)
Pada sistem koordinat ini, bumi menjadi pusat koordinat. Matahari dan planet-planet lainnya nampak bergerak mengitari bumi. Bidang datar xy adalah bidang ekliptika, sama seperti pada ekliptika heliosentrik.
 

Gambar 5. Sistem Koordinat Ekliptika Geosentrik
  • Pusat Koordinat: Bumi (Earth)
  • Bidang datar referensi: Bidang Ekliptika (Bidang orbit bumi mengitari matahari, yang sama dengan bidang orbit matahari mengitari bumi) yaitu bidang xy.
  • Titik referensi: Vernal Ekuinoks (VE) yang didefinisikan sebagai sumbu x.
  • Koordinat:
    • Jarak benda langit ke bumi (seringkali diabaikan atau tidak perlu dihitung)
    • Lambda = Bujur Ekliptika (Ecliptical Longitude) benda langit menurut bumi, dihitung dari VE.
    • Beta = Lintang Ekliptika (Ecliptical Latitude) benda langit menurut bumi yaitu sudut antara garis penghubung benda langit-bumi dengan bidang ekliptika
Sistem Koordinat Ekuator Geosentrik
Ketika bumi bergerak mengitari matahari di bidang Ekliptika, bumi juga sekaligus berotasi terhadap sumbunya. Penting untuk diketahui, sumbu rotasi bumi tidak sejajar dengan sumbu bidang ekliptika. Atau dengan kata lain, bidang ekuator tidak sejajar dengan bidang ekliptika, tetapi membentuk sudut kemiringan (epsilon) sebesar kira-kira 23,5 derajat. Sudut kemiringan ini sebenarnya tidak bernilai konstan sepanjang waktu. Nilainya semakin lama semakin mengecil. Masalah ini Insya Allah akan dibahas pada kesempatan lain.
 

Gambar 6. Sistem Koordinat Ekuator Geosentrik
  • Pusat koordinat: Bumi
  • Bidang datar referensi: Bidang ekuator, yaitu bidang datar yang mengiris bumi menjadi dua bagian melewati garis khatulistiwa
  • Koordinat:
    • jarak benda langit ke bumi.
    • Alpha = Right Ascension = Sudut antara VE dengan proyeksi benda langit pada bidang ekuator, dengan arah berlawanan jarum jam. Biasanya Alpha bukan dinyatakan dalam satuan derajat, tetapi jam (hour disingkat h). Satu putaran penuh = 360 derajat = 24 jam = 24 h. Karena itu jika Alpha dinyatakan dalam derajat, maka bagilah dengan 12 untuk memperoleh satuan derajat. Titik VE menunjukkan 0 h.
    • Delta = Declination (Deklinasi) = Sudut antara garis hubung benda langit-bumi dengan bidang ekliptika.Nilainya mulai dari -90 derajat (selatan) hingga 90 derajat (utara). Pada bidang ekuator, deklinasi = 0 derajat.
Seringkali, Alpha (right ascension) dinyatakan dalam bentuk H (hour angle). Hubungan antara Alpha dengan H adalah H = LST – Alpha.
Disini, LST adalah Local Sidereal Time, yang sudah penulis bahas sebelumnya pada tulisan tentang Macam-Macam Waktu (http://www.eramuslim.com/syariah/ilmu-hisab/macam-macam-waktu.htm)
Sistem Koordinat Horison
Pada sistem koordinat ini, pusat koordinat adalah posisi pengamat (bujur dan lintang) yang terletak di permukaan bumi. Kadang-kadang, ketinggian pengamat dari permukaan bumi juga ikut diperhitungkan. Bidang datar yang menjadi referensi seperti bidang xy adalah bidang horison (bidang datar di sekitar pengamat di permukaan bumi).

Gambar 7. Sistem Koordinat Horison
  • Pusat koordinat: Pengamat di permukaan bumi
  • Bidang datar referensi: Bidang horison (Horizon plane)
  • Koordinat:
    • Altitude/Elevation = sudut ketinggian benda langit dari bidang horison. h = 0 derajat berarti benda di bidang horison. h = 90 derajat dan -90 derajat masing-masing menunjukkan posisi di titik zenith (tepat di atas kepala) dan nadir (tepat di bawah kaki).
    • A (Azimuth) = Sudut antara arah Utara dengan proyeksi benda langit ke bidang horison.
Jarak benda langit ke pengamat dalam sistem koordinat ini seringkali diabaikan, karena telah dapat dihitung sebelumnya dalam sistem koordinat ekliptika.
Catatan penting: Dalam banyak buku referensi, azimuth seringkali diukur dari arah selatan (South) yang memutar ke arah barat (West). Gambar 7 di atas juga menunjukkan bahwa azimuth diukur dari arah Selatan. Namun demikian, dalam pemahaman umum, orang biasanya menjadikan arah Utara sebagai titik referensi. Karena itu dalam tulisan ini penulis menjadikan sudut azimuth diukur dari arah Utara. Untuk membedakannya, lambang untuk azimuth dari arah selatan dinyatakan sebagai As, sedangkan azimuth dari arah utara dinyatakan sebagai A saja. Hubungan antara As dan A adalah A = As – 180 derajat. Jika As atau A negatif, tinggal tambahkan 360 derajat.

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar