2. TATA SURYATata surya adalah kumpulan benda langit yang terdiri atas sebuah bintang yang
disebut Matahari dan semua objek yang terikat oleh gaya gravitasinya. Objek-objek
tersebut termasuk anggota tata surya adalah delapan buah planet, satelit-satelit alam,
dan jutaan benda langit (meteor, asteroid, komet) lainnya.
2.1. MATAHARI
Matahari merupakan bintang yang terdekat dengan Bumi dan sekaligus
merupakan pusat tata surya. Jarak rata-rata Bumi dan Matahari adalah 150.000.000
km, dimana jarak ini dikenal sebagai satuan astronomi. Sinar matahari menempuh
waktu selama 8 menit untuk sampai ke Bumi. Pada inti matahari terjadi reaksi fusi
nuklir yang merubah hidrogen menjadi Helium. Energi yang dipancarkan oleh matahari
merupakan pusat sumber energi di tata surya.
31 | P a g e
Gambar 2.1. Lapisan Matahari
2.1.1. Lapisan Matahari
Lapisan matahari dapat dibedakan dalam dua bagian, yaitu bagian dalam (interior) dan
bagian luar (atmosfer). Lapisan interior dan lapisan atmosfer yang masing-masing
terbagi menjadi 3 bagian utama yaitu
Bagian Interior
Inti
Inti merupakan bagian yang paling dalam dari matahari. Suhu di lapisan ini
diperkirakan mencapai l6 juta K. Pada lapisan ini reaksi fusi dapat berlangsung.
Energi hasil reaksi fusi dipancarkan keluar secara radiasi.
Lapisan Radiasi
Lapisan Konveksi
Bagian Luar (atmosfer)
Fotosfer
Fotosfer merupakan permukaan matahari yang tebalnya sekitar 500 km. Lapisan ini
yang memancarkan cahaya sangat kuat sehingga disebut lapisan cahaya. Suhu di
fotosfer diperkirakan rata-rata 6.000 K. Lapisan ini terlihat dengan teleskop yang
dilengkapi penapis (filter) yang mengurangi intensitas cahaya matahari sampai
1/100000 kali.
Kromosfer
Kromosfer terletak antara ketinggian 500 – 2000 km. Di lapisan bawah (dekat
fotosfer), suhu kromosfer diperkirakan sekitar 4.000 K. Makin ke atas, suhu
kromosfer makin tinggi. Pada lapisan yang paling atas, suhu kromosfer
diperkirakan mencapai 10.000 K. Kromosfer dapat dilihat pada saat terjadi gerhana
matahari total. Selain itu juga dapat dilihat dengan penapis H-alpha atau Kalsium.
32 | P a g e
Korona
Korona merupakan lapisan matahari yang paling luar. Bentuk korona selalu
berubah-ubah. Tebal korona diperkirakan mencapai 2,5 juta km. Adapun suhunya
diperkirakan mencapai 1 juta K. Korona dapat diamati dengan teleskop yang
disebut koronagraf dan saat gerhana matahari total.
2.1.2. Bintik Matahari
Pada fotosfer matahari sering terlihat bintik-bintik berwarna hitam yang disebut
bintik matahari. Kemunculan bintik matahari ini menandakan aktifitas matahari.
Semakin banyak bintik matahari menandakan bahwa makin tinggi aktifitas matahari.
Bintik matahari selain berevolusi yaitu muncul dan hilang di permukaan juga
membesar, mengecil dan bergerak dari hari ke hari. Temperatur bintik matahari sekitar
4000 K atau lebih rendah dari sekelilingnya yang berkisar 6000 K. Oleh sebab itulah
bintik matahari tampak berwarna gelap.
Bintik matahari merupakan salah satu dari aktivitas magnetik. Kuat medan
magnetik pada bintik matahari mencapai 3000 gauss atau 10.000 kali lebih kuat dari
kuat medan magnetik bumi. Sebagai magnet, bintik matahari mempunyai kutub-kutub
magnetik dan selalu berkecenderungan untuk berkelompok dengan anggotanya yang
mempunyai polaritas berbeda.
2.1.3. Ledakan Matahari (Flare)
Ledakan matahari terjadi akibat energy yang tersimpan dalam medan magnetik
dilepaskan secara tiba-tiba dalam waktu yang singkat karena hubungan pendek medan
magnetik yang berbeda polaritasnya. Proses hubungan pendek terjadi pada lapisan
kromosfer atau korona. Ledakan matahari ini dapat mengganggu gelombang
komunikasi seperti radio, TV dan radar di Bumi serta mampu merusak satelit atau
stasiun angkasa yang tidak terlindungi.
33 | P a g e
2.1.4. Prominensa Dan Filamen
Prominensa merupakan fenomena magnetik yang teramati pada lapisan
kromosfer dan korona. Jika penampakannya pada tepi piringan disebut prominesa
sedangkan jika terletak pada piringan itu sendiri disebut filament. Panjang filament
dapat mencapai 520.000 km dan temperature kurang dari 10.000 K. Pada tahun 1954,
Horace dan Harold Babcock menentukan bahwa keberadaan filament ternyata
memisahkan daerah-daerah dengan polaritas medan magnetik yang berbeda.
2.1.5. Siklus Matahari
Siklus matahari pertama kali diperlihatkan oleh Heinrich Schwabe pada tahun
1843. Dalam satu siklus, piringan matahari menampakan jumlah bintik matahari yang
bervariasi. Saat fase maksimum jumlah bintik matahari dapat mencapai lebih dari 200.
Bilangan bintik matahari dihitung dengan perumusan R = k (10g + f), dimana g adalah
jumlah kelompok bintik matahari dan f adalah jumlah bintik matahari individu. Nilai k
merupakan faktor koreksi, umumnya mendekati nilai satuAntara puncak-puncak jumlah
maksimum bintik matahari mempunyai rentang waktu 9 – 13 tahun. Rata-rata panjang
siklus matahari adalah 11 tahun, sehingga dikenal dengan siklus bintk matahari 11
tahun.
2.1.6. Rotasi Matahari
Karena Matahari tidak berbentuk padat melainkan dalam bentuk plasma,
menyebabkan rotasinya lebih cepat di khatulistiwa daripada di kutub. Rotasi pada
wilayah khatulistiwanya adalah antara 25 hari dan 35 hari. Perbedaan rotasi antara di
kutub dan di katulistiwa matahari disebut rotasi diferensial.
2.1.7. Manfaat Matahari
Matahari merupakan sumber energi bagi Bumi. Energi yang sampai ke Bumi
dikenal sebagai konstanta matahari yaitu sebesar 1.370 watt/m2/detik.
34 | P a g e
Adapun beberapa manfaat matahari bagi Bumi adalah:
Energi pancaran matahari telah membuat bumi tetap hangat bagi kehidupan,
membuat udara dan air di bumi bersirkulasi, tumbuhan bisa berfotosintesis, dan
banyak hal lainnya.
Merupakan sumber energi (sinar panas). Energi yang terkandung dalam batu
bara dan minyak bumi sebenarnya juga berasal dari matahari.
Mengontrol stabilitas peredaran bumi yang juga berarti mengontrol terjadinya
siang dan malam, tahun serta mengontrol planet-planet lainnya. Tanpa
matahari, sulit dibayangkan kalau akan ada kehidupan di bumi.
2.2. PLANET TERESTRIAL
Anggota planet terrestrial adalah Merkurius, Venus, Bumi dan Mars. Tabel berikut ini
memberikan beberapa data fisik planet terrestrial.
Tabel 2.1. Planet Terestrial
Merkurius Venus Bumi Mars
Massa (kg) 0,328 x 1024 4,87 x 1024 5,97 x 1024 0,639 x 1024
Radius (m) 0,244 x 107 6,052 x 107 6,378 x 107 0,339 x 107
Kerapatan (kg/m3) 5,400 5,200 5,500 3,900
Temperatur permukaan
rata-rata (K)
400 730 280 210
Albedo 0,06 0,65 0,37 0,15
Radius orbit (m) 57,9 x 109 108 x 109 150 x 109 228 x 109
Periode orbit (hari) 87,97 224,7 265,3 687,0
Inklinasi orbit (0) 7,00 3,39 0,00 1,85
Eksentrisitas orbit 0,206 0,007 0,017 0,093
Periode rotasi (hari) 58,65 243,02 1,00 1,03
Kemiringan sumbu rotasi (0) 2 177 23,5 25,2
35 | P a g e
Keterangan: Albedo merupakan sebuah besaran yang menggambarkan perbandingan
antara sinar matahari yang tiba di permukaan bumi dan yang dipantulkan kembali ke
angkasa dengan terjadi perubahan panjang gelombang (outgoing longwave radiation).
Perbedaan panjang gelombang antara yang datang dan yang dipantulkan dapat
dikaitkan dengan seberapa besar energi matahari yang diserap oleh permukaan bumi.
2.2.1 Merkurius
Telaah spektroskopik memperlihatkan atmosfet Merkurius sangat tipis, lebih
tipis dari atmosfer planet Mars. Gravitasi di permukaan Merkurius adalah sepertiga
gravitasi Bumi. Atmosfer terdiri atas atom-atom berat gas Natrium, Potassium. Atom-
atom itu berasal dari kerak planet yang terlepas. Tumbukan bertubi-tubi oleh benda-
benda luar yang menerjang permukaan planet mencerabut atom-atom ringan dan
berat dari kerak planet. Atom-atom ringan H dan He terlepas ke langit. Tersisalah atom-
atom berat seperti natrium potassium yang menjadi unsur penyusun atmosfer. Tidak
ada planet dalam tatasurya yang mempunyai atmosfer yang sangat jarang dan hampir
vakum, berisi atom-atom berat seperti Merkurius.
Permukaan planet Merkurius dipenuhi oleh batuan kasar, gelap berpori. Inti
planet yang berupa besi meliputi ¾ radius planet. Tercatat juga medan magnet lemah
yang hanya 1% medan bumi. Penemuan ini menunjuk ke inti planet yang cair. Tetapi
ketiadaan selubung magma yang melingkup inti besi, meyakinkan peneliti, masa lalu
planet yang mengalami terjangan dan tumbukan hebat berulang-ulang, sehingga
selubung mantel planet tercabut. Permukaan Merkurius memperlihatkan lapisan
serupa bulan yaitu memiliki banyak kawah. Suhu permukaan sebesar 4300 C pada sisi
matahari dan -1800 C pada sisi malam.
2.2.2 Venus
Venus adalah planet kedua dari Matahari. Setelah Matahari dan Bulan, Venus
adalah benda ketiga yang paling terang dilangit. Venus disebut bintang fajar, terbit di
36 | P a g e
timur saat matahari terbit (dinamakan Hesperus), sebagai bintang senja di barat, kala
matahari terbenam (dinamakan Phosphorus atau Lucifer). Kedudukan Venus, Bumi dan
Matahari menyebabkan Venus hanya terlihat 3 jam sebelum matahari terbit dan 3 jam
setelah matahari terbenam.
Dilihat dengan teleskop, planet menunjukan wajah fase-fase bulan, Venus saat
purnama selalu redup, sebab berada di sisi berlawanan Bumi, relative terhadap
Matahari. Kecerahan paling besar adalah magnitude -4,4 sama dengan 15 kali
kecerahan bintang paling terang di langit (Sirius).
Para astronom kerap menyatakan Venus saudara kembar bumi karena bila
ditinjau dari parameter fisika planet: massa, kerapatan, ukuran dan isi keduanya
berdekatan. Keduanya terbentuk dari kabut matahari di masa yang sama. Namun
kesamaan berakhir disitu. Venus berbeda dengan Bumi. Venus tidak memiliki lautan,
atmosfernya sangat tebal terdiri atas gas CO2; sedikitpun tidak ada uap air H2O.
Awannya berwarna merah berasal dari uap asam sulfur H2S. Dipermukaan planet,
tekanan atmosfer adalah 92 kali tekanan di bumi.
Suhu di Venus pun mematikan 4820C. Temperatur setinggi Venus diperoleh dari
proses rumah kaca (runaway greenhouse effect) oleh CO2 yang tiada putus. Sinar
matahari menembus atmosfer tebal 50 km memanasi muka planet; namun pancaran
inframerah yang dikembalikan oleh permukaan tertahan, tidak bisa keluar dari dalam
atmosfer. Sebab itu Venus menjadi lebih panas dari Merkurius.
Venus berotasi sangat lambat dalam arah retrograde, berlawanan arah rotasi
bumi barat ke timur. Permukaan Venus memperlihatkan keanehan fisik. Venus
dipenuhi pemandangan bukit-bukit bergelombang turun naik sejauh pandangan.
Secara geologis permukaan Venus lebih muda dari Mars, namun lebih tua dari Bumi.
Padang bergelombang itu terhalang oleh empat hamparan dataran tinggi seluas benua.
Satu di utara Ishtar Terra bersama pegunungan Maxwell menjulang 12 km dari tanah
dan di kiri (timur), tepat di ekuator menjurus ke selatan terpampang Aphrodite Teraa
37 | P a g e
10 km tingginya, didekatnya di tengah sedikit di atas Atia Regio dan di tepi kanan atas
(barat) terhampar Beta Regio 12 km.
Hipotesa menyebutkan lapisan litosfer yang berada di bawah kerak tidak
mampu menahan kenaikan suhu yang berasal dari pembangkitan radioaktifitas di
lapisan magma di bawah lithosphere. Akibatnya lithosphere retak dan membawa kerak
di atasnya ikut tenggelam ke dalam magma. Kejadian itu berlangsung di tempat-tempat
yang sebelumnya bukan areal perbukitan. Aktivitas vulkanik lokal terjadi di tempat-
tempat itu dan magma menyembul meremajakan seluruh permukaan dan menjadikan
perbukitan. Kini sedang diperdebatkan bagaimana aktifitas vulkanik Venus sekarang,
apakah jeda atau aktif ke fase peremajaan muka berikutnya. Jika manusia dapat
menyaksikan aktivitas vulkanik yang akan datang, aktivitas itu akan berlangsung
serentak meliputi antero permukaan planet, barangkali itulah salah satunya aktivitas
vulkanik skala global tiadak ada duanya di seluruh tatasurya.
2.2.3. Mars
Mars merupakan sebutan dewa perang Romawi, planet keempat di tatasurya,
warnanya merah dilangit karena permukaan regolith limonit. Regolit adalah sisa batuan
hancur berupa pasir mengandung senyawa silikat besi seperti karat yang disebut
limonit. Dua satelit Mars, Phobos dan Deimos adalah nama hewan peliharaan dewa
romawi Mars. Keduanya adalah batuan-batuan kecil gelap dipenuhi kawah,
kemungkinan asteroid yang terperangkap gravitasi Mars.
Inklinasi sumbu rotasi planet 25 derajat terhadap ekliptika. Jadi musim di Mars
sama dengan musim di Bumi; hanya panjang musim-musim tidak sama karena orbit
Mars lebih lonjong. Musim panas di belahan selatan 25 hari lebih singkat daripada di
belahan utara. Intensitas sinar matahari selama sethun di Mars berbeda. Di belahan
selatan cahaya lebih terik 40% daripada di utara, suhu mencapai 2500 K di permukaan.
Selama musim semi dan panas dibelahan selatan, badai topan debu teramati berupa
awan-awan kuning. Badai terbesar berlangsung berbulan-bulan meliputi seluruh
38 | P a g e
planet. Pernah berulang pada tahun 2001 setelah terjadi sekali di tahun 1971. Selama
tahun Mars berlangsung, terjadi badai-badai lokal yang kecil. Kadangkala terlihat awan
putih uap air terutama saat musim panas di belahan utara yang adalah saat Mars
terjauh dari Matahari. Karena atmosfer yang tipis saat itu adalah yang terdingin suhu
mencapai 1400 K
Teleskop Ruang Angkasa Hubble NASA adalah salah satu teleskop yang
membuka pandangan paling tajam mengenai Mars dari Bumi. Para astronom
memakainya untuk meneliti susunan permukaan dan mengawasi cuaca planet. Hubble
memperlihatkan citra badai debu lokal dan global, system awan uap air dingin
berwujud spiral raksasa. Perubahan tanda-tanda gelap terang di permukaan yang
berlangsung terus sejak citra planet pertama kali terekam di tahun 70-an. Teropong
juga mengukur spectrum dan mengungkapkan kimiawi atmosfer serta sifat-sifat es dan
mineral di permukaan. Melalui gambar-gambar dan data-data, para astronom
menentukan planet Mars umumnya lebih dingin dan lebih jernih saat jauh dari
matahari dan berubah panas berdebu pada saat mendekati matahari. Terdapat pola
iklim rentang panjang di Mars, serupa di bumi. Satu kali para ilmuwan akan dapat
meramal perubahan iklim dan cuaca di Mars. Bidang ilmu Meteo-areo-rologi akan lahir
dan bermula di Mars di masa depan.
Berdasarkan pengukuran medan gravitasi oleh pesawat, bagian dalam Mars
terdiri atas kerak, selubung mantel magma dan inti serupa bumi. Prosentase masing-
masing belum dipastikan. Mars mempunyai kerak lebih tebal dari bumi. Di dasar
gunung Tharsis yang adalah daerah vulkanik di belahan utara, kerak sangat tebal
mencapai 130 km.
Inti Mars berukuran sangat besar. Dari telaah medan magnet bumi dan inti
bumi, diketahui gerak batuan cair di bumi menimbulkan medan magnet, tetapi semua
itu tidak terjadi mars. Kesimpulan adalah inti di pusat mars padat. Jika dahulu pernah
ada medan magnet di Mars berarti inti pernah dalam fase cair.
39 | P a g e
2.3. PLANET JOVIAN
Anggota planet Jovian adalah Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus. Tabel berikut ini
memperlihatkan data fisik tentang planet Jovian
Tabel 2.2. Planet Jovian
Jupiter Saturnus Uranus Neptunus
Massa (kg) 1,9 x 1027 5,7 x 1026 0,87 x 1026 1,0 x 1026
Radius (m) 143 x 106 121 x 106 51 x 106 50 x 106
Kerapatan (kg/m3) 1.300 700 1.300 1.600
Albedo 0,52 0,47 0,51 0,41
Radius orbit (m) 0,778 x 1012 1,43 x 1012 2,87 x 1012 4,50 x 1012
Periode orbit (tahun) 11,86 29,46 84,01 164,8
Inklinasi orbit (0) 1,31 2,49 0,77 1,77
Eksentrisitas orbit 0,048 0,056 0,046 0,010
Periode rotasi (hari) 0,41 0,44 0,72 0,67
Kemiringan sumbu rotasi (0) 3,1 26,7 97,9 28,3
2.3.1. Jupiter
Jupiter adalah planet kelima dari matahari, terbesar di tata surya. Benda langit
ke empat paling terang dilangit setelah Matahari, Bulan, dan Venus. Jupiter bahkan 31
kali lebih terang dari bintang Sirius. Berbeda dengan planet dalam yang merupakan
batuan, Jupiter adalah sebuah bola gas padat dan tidak mempunyai permukaan padat.
Inti Jupiter berisi mineral yang membentuk batuan seperti inti komet, tetapi itu hanya
kurang dari 5% massa planet. Medan gravitasi di puncak atmosfer 2,5 kali gravitasi
bumi. Begitu cepatnya planet berputar sehingga tepat di kedua kutub. Rendahnya
kepadatan Jupiter menandakan bahwa planet ini hanya terdiri atas unsur-unsur ringan,
yaitu Hidrogen dan Helium.
40 | P a g e
Dipermukaan Jupiter ditemukan angin luar biasa kuat, tetapi tidak menemukan
molekul air di dalam atmosfernya. Pada lapisan atas atmosfer ditemukan campuran gas
Hydrogen, Helium, Amoniak, Metana, dan uap air setebal 1000 km. Di bawahnya,
tekanan sangat besar dan atmosfer sangat panas. Tekanan besar menyebabkan atom-
atom H dan He tidak lagi bersifat gas, tetapi menjadi cairan yang disebut superkritis.
Cairan superkritis itu bersifat seperti gas dan juga bersifat cairan. Zona superkritis itu
berada pada kedalaman 20.000 sampai 30.000 km di dalam Jupiter. Itu sama dengan ¼
sampai 1/3 radius Yupiter.
Dilihat dari jauh, Jupiter memperlihatkan alur-alur pita horizontal. Pita-pita itu
adalah lapisan awan yang digerakkan angin yang sangat kuat. Di perbatasan pita-pita
itu bertiup angin dengan arah berlawanan. Angin yang dipakai dalam pelayaran di bumi
menunjukan kemiripan serupa hanya di Jupiter lebih kuat dan stabil. Angin terkuat
berada di lintang rendah 110 setiap 24 jam. Pada lintang yang tinggi, awan bergantian
bergerak ke barat dan ke timur sesuai struktur pita-pita di atmosfer. Pergerakan awan
menunjukan kecepatan 600 km/jam di lintang rendah dan berkurang sampai 10
km/jam di lintang tinggi.
Badai-badai besar dan kuat selalu terjadi tiba-tiba. Jika badai kuat di Bumi
ditimbulkan oleh pemanansan matahari di atmosfer, maka badai di Jupiter ditimbulkan
oleh gelembung gas panas yang mengalir kepermukaan dari bagian dalam planet.
Gelembung-gelembung membawa panas dan membuat pusaran akibat angin yang
bertiup dari dua arah yang berlawanan. Karena tidak menjumpai massa daratan dan
tidak bisa bergerak ke utara maupun ke selatan, badai itu menelan badai-badai kecil
lain yang terbentuk. Rentang waktu berlangsung badai sampai berminggu-minggu.
Badai Jupiter yang sangat terkenal adalah bintik merah besar yang telah
berlangsung berabad-abad tiada putus (catatan: bintik merah itu kini menghilang dan
dilaporkan oleh seorang amatir astronom pada tahun 2010). Bintik merah yang sangat
besar itu melanda muka planet sampai seluas 3 buah bumi. Laporan mengenai bintik
merah datang pertama kali dari fisikawan Robert Hooke tahun 1664. Tidak ada yang
41 | P a g e
tahu apa penyebab bintik merah itu. Dari pergerakannya saja tenaga seperti datang
dari bagian atmosfer atas sambil menyerap energi badai-badai yang lebih kecil. Tidak
terlihat kaitan dengan sumber energi dari bawah karena gerakannya terus menuju
kearah barat tidak beraturan. Warna merah bintik berasal dari sulfur atau fosfor yang
menyerap sinar ultraviolet, ungu dan biru.
Pada tahun 1994 komet Shoemaker-Levy 9 membentur atmosfer Jupiter. Komet
terbelah dalam belasan keeping oleh gaya pasang gravitasi planet. Kepingan menabrak
bagian atas atmosfer dengan kecepatan sampai 216.000 km/jam. Tumbukan yang
terjadi melepaskan ledakan hebat di stratosfer planet. Satu menit setelah memasuki
atmosfer atas, sebuah ledakan sekunder melontarkan materi awan yang segera
mengembang cepat setinggi 3000 km. Material itu lalu jatuh berdentam ke lapisan di
bawah menimbulkan gelombang tsunami susulan dan melepas tenaga bakar ke
lingkungan sekitarnya sampai radius beribu-ribu kilometer. Lingkungan yang tadinya
bersuhu sangat dingin -1000C langsung naik sampai 7000C. Lapisan hancur itu
mendingin, berwarna gelap pekat kemudian tenggelam ke lapisan bawah,
menimbulkan gelombang tsunami yang ketiga kali. Angin kencang kemudian menyapu
dan menggulung semua yang tersisa sehingga tak berbekas setelah beberapa bulan.
Siapapun tidak akan pernah tahu bahwa pernah terjadi kiamat.
2.3.2. Saturnus
Saturnus adalah planet keenam dari matahari dan kedua terbesar ditatasurya.
Pada tahun 1655, Huygens menulis surat berserial dalam kode latin. Kode itu jika ditata
berbunyi “ia dilingkari oleh cincin tipis, sedikitpun tiada bersentuhan, miring terhadap
ekliptika” Cincin-cincin itu sesuai penemunya ditandai dari arah dalam ke luar: cincin D,
C, B, A, F, G dan E. Kini, cincin-cincin itu melebihi 100.000 buah mengorbit planet.
Dari bumi, Saturnus bersinar kuning. Di dalam teleskop tampak segera cincin A
dan B. Dalam kondisi cuaca optimum: cincin D dan E. Teleskop landas bumi yang peka
42 | P a g e
bisa menemukan 9 satelit. Di planet Saturnus, tanda-tanda atmosfer terlihat berupa
pita-pita alur berwarna pucat putih sejajar ekuator.
Pusat Saturnus adalah inti batuan dan bertemperatur tinggi ditaksir 15.0000C.
Baik Jupiter maupun Saturnus masih terus mencari kesetimbangan gravitasi melalui
mengerut. Pengerutan menimbulkan pemancaran panas 3 kali lebih besar dari panas
yang diterima dari matahari. Keadaan itu membangkitkan pusaran-pusaran badai di
atmosfer bagian atas.
Atmosfer Saturnus mengandung Hydrogen (88%), Helium (11%) dan sejumlah
kecil Metana, Amoniak, Kristal Amoniak dan gas-gas lain seperti Etana, Acetylene, dan
Phosphin. Permukaan Saturnus menunjukan pusaran dan gulungan awan di dalam
kabut jauh yang lebih tebal dari Yupiter. Kabut yang lebih tebal menunjukan suhu di
Saturnus yang lebih rendah. Di puncak awan suhu -1760C, 27 derajat lebih rendah
daripada Jupiter.
2.3.3. Uranus
Uranus mempunyai inti batuan dan diselubungi lautan air bercampur mineral
yang menjadi susuan utama inti batuan. Lautan bertemu atmosfer yang terdiri atas
hydrogen, helium dan metahna. Uranus mempunyai 10 cincin dan 21 satelit.
Uranus pertama kali ditemukan dengan teleskop oleh Sir William Herschel
tahun 1781. Herschel kebetulan melihat perubahan kedudukannya di rasi Gemini. Ia
melaporkan ke British Royal Society sebagai komet. Sebelumnya, sejak 1690, orang
telah lama memperhatikannya, tetapi menganggapnya bintang.
Uranus berotasi sangat cepat menyebabkan pepat dikedua kutubnya. Diameter
di ekuator lebih panjang 2% (500 km) daripada sepanjang kutub. Sumbu rotasi Uranus,
miring 980 terhadap bidang orbit menyebabkan satu kutub planet selalu mengarah ke
matahari selama 42 tahun dan setengah orbit berikutnya kutub yang lain. Jadi matahari
selalu berada di kutub dan tidak terbenam setelah 42 tahun. Yang mengherankan
43 | P a g e
adalah selama masa itu tidak terjadi perbedaan suhu yang besar diantara kedua kutub.
Suhu rata-rata di atmosfer -2120C. Keseragaman suhu menunjukan bahwa panas di
rambatkan sangat efisien dan mudah menjalar keseluruh bagian planet dimanapun.
Meskipun Uranus adalah planet Yovian, ia lebih kecil dan mempunyai komposisi
kimia berbeda. Saturnus dan Yupiter terdiri atas H dan He, sedangkan Uranus
menangkap lebih banyak molekul air. Karena air lebih berat dari H dan He, Uranus jadi
lebih kompak. Dengan massa Uranus yang diketahui sekarang, jika air diganti H dan He,
maka Uranus akan lebih besar dari Yupiter dan menjadi lebih renggang.
Lautan cair yang menjadi isi planet begitu besar dan terlihat sebagai air
bercampur silikat, magnesium, senyawa nitrogen dan hidrokarbon. Suhu lautan sangat
panas 6.6500C. Di bumi, air menguap pada 1000C, namun lautan di Uranus tetap cair,
karena tekanan di dalam Uranus 5 juta kali lebih kuat dari tekanan di bumi. Kekuatan
tekanan itu mencegah molekul air tercerai menjadi uap.
Atmosfer berisi H, He dan sedikit methane, merentang sampai 5.000 km di atas
lautan. Angin bertiup sejajar ekuator, bergerak pada arah yang sama dengan rotasi
planet di lintang tinggi dan berlawanan di lintang rendah. Angin itulah yang menjadikan
pola pita-pita lajur yang terlihat sejajar ekuator. Cahaya memantul biru-hijau, karena
serapan methane di atmosfer merah dan oranye. Uranus berbeda dengan planet
Yovian lain, sedikit memancar panas dari dalam planet. Pusat Uranus diperkirakan
terdiri atas inti batuan berukuran lebih kecil dari inti bumi. Berjejari 2.000 km dan
bersuhu 6.6500C, oleh tekanan yang sangat besar dari air pada inti batuan.
2.3.4. Neptunus
Orbit Pluto yang sangat lonjong menyebabkan pada waktu tertentu memotong
orbit Neptunus. Setiap 248 tahun, Pluto masuk kedalam orbit Neptunus dan berada
disana selama 20 tahun. Pada masa-masa itulah, Neptunus menjadi planet paling jauh
44 | P a g e
di tepi tatasurya. Kejadian itu pernah berlangsung di tahun 1979 dan berakhir sampai
tahun 1999.
Atmosfer Neptunus sangat aktif. Angin dengan kecepatan 2.000 km/jam bertiup
searah lintang planet. Semakin ke lintang tinggi dan ke kutub semakin kuat. Badai besar
ditimbulkan oleh panas yang keluar dari bagian dalam planet dan menambahkan
kecepatan angin di atmosfer sampai lebih dari 1.000 km/jam. Neptunus adalah planet
yang memiliki angin tercepat di tatasurya.
Dengan mempergunakan Hubble (TRAH = Teropong Ruang Angkasa Hubble),
para astronom mengamati berbagai badai bergaris tengah ribuan km di atmosfer
Neptunus. Badai-badai tampak berupa bintik-bintik hitam selama beberapa bulan lalu
menghilang. Badai terbesar adalah Bintik Gelap Besar, di belahan selatan. Bintik Gelap
Besar itu sudah menghilang. Kemungkinan badai itu tertutup oleh tanda-tanda
atmosfer yang lain. Sampai saat ini para ilmuwan belum bisa menjelaskan bagaimana
badai besar itu bisa terbentuk dan terjadi dari bahan apa, partikel methan terkait
dengan bahan pembentuk badai itu. Atmosfer Neptunus tercatat sangat aktif den
banyak hal belum diketahui sampai sekarang.
Para astronomo menyimpulkan bahwa pusat Neptunus berisi inti batuan
sebesar Bumi (garistengah Bumi 12.756 km) terdiri dari besi dan silicon. Inti Neptunus
dibandingkan jejari planet 24.766 km sangat kecil. Inti diliputi lautan air yang
bercampur bahan batuan membentang 5000 km ke permukaan dan bersambung
dengan atmosfer tebal berupa gas H, He dan 3% metana dan amoniak. Keberadaan
lautan di bagian dalam planet sangat tepat semasa Leverrier mengusulkan nama
Neptunus sesuai dewa lautan mitologi Yunani dan Romawi. Pada massa pembentukan
planet, komet yang ada di tepi tatasurya membawa air beku dan batuan ke planet.
Planet tumbuh besar, tekanan dan suhu di dalam planet juga bertambah. Air beku
mencair memanas sampai 47000C. Lautan tidak berubah menjadi uap sebab tekanan
begitu kuat beberapa juta kali tekanan di Bumi. Tekanan besar itulah menahan
molekul-molekul cairan tidak lepas memisah menjadi uap.
45 | P a g e
Cahaya dipantulkan atmosfer Neptunus yang tebal itu bewarna biru, sebab
Metana di atmosfer menyerap gelombang merah dan jingga/oranye tetapi
menghamburkan cahaya biru. Pada tahun 1988 ditemukan molekul Metil (CH3) yang
dapat bereaksi sesamanya menjadi Etana (C2H6), gas yang mudah terbakar dan tidak
berwarna. Metil menunjukan bahwa di dalam Neptunus terdapat Metana (CH4), di
hipotesiskan sistem badai yang ada di Neptunus melontarkan methan ke bagian atas
atmosfer. Oleh matahari Metana diubah menjadi Metil. Penemuan adanya unsur
hidrokarbon radikal seperti Metil menyadarkan manusia betapa kelimpahan
sumberdaya energi yang sangat besar tersimpan di tatasurya. Kelak bahan itu akan
sangat berguna untuk bahan bakar pesawat penjelajah ruang angkasa
Neptunus memancarkan 2,7 kali energi yang diserap dari matahari. Neptunus
masih terus mencari keseimbangan gravitasi dengan mengerut. Dari energi yang
dipancarkan, para astronom dapat memperkirakan berapa temperatur Neptunus di
pusat. Suhu itu sama dengan 51490C, sama panas dengan fotosfer matahari.
2.4. PLUTO, ERIS DAN SABUK KUIPER
Sabuk Kuiper adalah kawasan yang berada di luar orbit planet Neptunus yang
belum banyak diamati. Kawasan itu meliputi rentang tatasurya mulai dari orbit planet
Neptunus pada jarak 30 sampai 50 SA dari matahari. Semua benda-benda langit di
dalam Sabuk Kuiper bersama anggota lain yang sudah tersebar keluar zona tersebut,
secara kolektif disebut benda-benda Trans Neptunus Objects atau TNO.
Ada pengaruh medan gravitasi Neptunus terhadap penyebaran benda-benda di
Sabuk Kuiper. Pada jarak 48 SA, orbit benda-benda akan tepat dua kali periode
Neptunus, dikenal resonansi orbit 2:1. Di dalam rentang perbandingan periode orbit itu
ada kesetimbangan resonansi tempuhan. Artinya untuk benda-benda yang mengorbit
dengan periode lebih panjang mengelilingi matahari akan cenderung mengorbit ke
periode resonansi 2:1 terhadap Neptunus. Maka populasi benda-benda pada jarak 48
SA akan menurun secara tiba-tiba semakin jauh dari batas jarak itu. Efek pasang dari
46 | P a g e
Neptunus mempercepat orbit benda-benda yang jauh sehingga mereka cenderung
mendekat ke matahari. Masih diperlukan banyak pengamatan di masa depan untuk
menentukan kebenaran pemahaman tersebut.
Pada tahun 1951, astronom Belanda, Gerald Kuiper menelusuri pendapat-
pendapat beberapa astronom, Leonard dan Edgeworth yang masing-masing pada
tahun 1930 dan 1943 juga sampai pada penyimpulan akan keberadaan sebuah kawasan
hipotesis berupa semacam sabuk asteroid di luar orbit Neptunus. Kuiper bekerja lebih
jauh dan membuat hipotesa berdasarkan pengamatan mengenai orbit komet-komet
yang ber-elips lonjong. Sudah lama diamati komet-komet berperiode pendek, kurang
dari 200 tahun seperti Halley yang kini pecah, mengorbit dalam elips sangat lonjong
dan selalu berupa pendatang baru. Dapat dikatakan hampir satu atau dua komet dalam
sebulan, bumi kedatangan komet periode pendek. Kuiper mengatakan terdapat sebuah
sumber komet di kawasan dekat tatasurya yang tidak habis di luar orbit Neptunus.
Sejak 1992 sudah lebih dari 800 TNO ditemukan di Sabuk Kuiper. Yang terbesar
daripadanya adalah Pluto, Charon dan Eris. Pada tahun 2002 ditemukan Quaoar yang
separuh Pluto bahkan lebih besar dari asteroid Cers. Setahun kemudian ditemukan
Sedna, planet kerdil berwarna merah, bergaris tengah di antara Pluto dan Qoaoar.
Sebelumnya sudah ditemukan Ixion (di tahun 2001), Varuna (di tahun 2000), Santa dan
2005FY9 (di tahun 2005). Para ilmuwan mulai mempertanyakan apa sesungguhnya
sebuah “planet” itu, bagaimanakah definisi atau batasannya? Maka pada tanggal 24
Agustus 2006, keluarlah resolusi 5A oleh International Astronomical Union mengenai
definisi sebuah “planet” pertama kalinya. Jika istilah “Planet” selama ini hanyalah
bermakna cultural Yunani, yang berarti “Pengembara” untuk objek langit bersinar yang
berpindah-pindah, kini penemuan-penemuan di tahun-tahun terakhir membutuhkan
pemikiran kembali akan keperluan sebuah definisi baru mengenai “Planet” yang secara
fisikal akan unik. Resolusi 5A IAU tersebut berbunyi sebagai berikut:
Resolusi 5A: Untuk semua benda-benda tatasurya kecuali satelit-satelit
47 | P a g e
1. Planet adalah sebuah benda langit yang:
a. Mengelilingi matahari
b. Memiliki massa yang cukup untuk menghasilkan gaya gravitasi diri,
mengimbangi gaya benda tegar sehingga terjadi keseimbangan hidrostatik
(bentuk hampir bulat). Umumnya diterapkan pada benda-benda yang memiliki
massa lebih dari 5.1020 kg dan diameter lebih dari 800 km.
c. Memiliki orbit yang tidak memotong orbit planet lain.
2. Planet kerdil (istilah Planet Minor tidak dipakai lagi) adalah benda langit yang:
a. Mengelilingi matahari
b. Memiliki massa yang cukup besar untuk menghasilkan gaya gravitasi sendiri,
berwujud benda tegar yang bentuknya mendekati bulat
c. Orbitnya memotong orbit benda tata surya yang lain
d. Bukan satelit dari sebuah planet
Contoh: Pluto, Sedna, Ceres, Xena, dan Objek Sabuk Kuiper lainnya
3. Benda kecil di Tata surya adalah objek-objek lain kecuali satelit dan satelit buatan
yang mengelilingi matahari
Contoh: Komet, Asteroid, Obyek Dekan Bumi (NEO = Near Earth Objects), Obyek
Dekat Mars (NMO = Near Mars Objects), Object Dekat Yupiter (NJO = Near Jupiter
Objects), Trans-Neptunian, Trojan Asteroid
Resolusi 6A: Pluto adalah planet kerdil dan anggota kelompok baru yang disebut Trans
Neptunian Objects.
Berdasarkan definisi daiatas, kesimpulan akhir diambil lewat voting dengan hasil;
Pluto bukan Planet ke-9 dari tata Surya, tetapi adalah planet kerdil.
Penjelasan resolusi planet Pluto
48 | P a g e
I. Perubahan definisi Pluto tidak lagi sebagai planet adalah karena Pluto tidak
memenuhi criteria resolusi no 5A, pasal 1c, yaitu orbit Pluto yang memotong orbit
planet Neptunus
II. Mengapa bari saat ini dibahas dan menunggu 76 tahun setelah Pluto ditemukan
oleh Clyde Tombaugh pada tahun 1930?
Karena saat itu belum dapat ditentukan dengan teliti besar jari-jari dan massa
Pluto dan belum pula ditemukan objek-objek lain yang serupa Pluto pada jarak
yang sama atau lebih jauh darinya
Secara sederhana dapat disimpulkan, planet adalah benda langit dengan sifat sebagai
berikut:
Orbit mengelilingi matahari
Massa lebih besar dari 1020 kg, berbentuk bulat
Diameter lebih besar dari 800 km
Orbit tidak berpotongan
Hal-hal yang pokok untuk mengingat Pluto terutama orde besaran yang patut
diperhatikan sebagai sebuah benda Sabuk Kuiper yang paling dekat ke matahari.
Pertama mengenai jarak rata-rata Pluto dari matahari 39,53 SA. Jarak terjauh 50,30 SA
dan terdekat 29,65 SA. Orbit planet yang lonjong itu membawa planet pada jarak
terdekat 4,4 milyar kilometer dari matahari dan pada jarak terjauh 7,3 milyar kilometer.
Pluto memiliki eksentrisitas sebesar 0,25 dan kemiringan orbit 17,150, Pluto
memotong orbit Neptunus. Bidang ekuator Pluto sangat miring terhadap bidang
orbitnya yakni 122,520, dengan kata lain planet itu sumbunya hampir rebah di ekliptika
sambil berotasi dengan 6,39 hari dan berevolusi 248,54 tahun. Massanya yang kecil
1,29 x 1022 kg dengan ukuran garis tengah 2320 km mudah melepaskan sebuah
pesawat ataupun atom yang bisa bergerak 4392 km/jam. Percepatan gravitasi 0,4 m/s 2
membuat benda seberat 100 kg di bumi hanya 4 kg di Pluto. Suhu -2290K dan tekanan
atmosfernya nol. Atmosfer Pluto dalam keadaan “collapse” alias membeku
49 | P a g e
dipermukaan. Atmosfer jika menguap terdiri atas methan, sedang nitrogen
kemungkinan dijumpai dalam keadaan beku. Kecepatan angin belum dapat dijangkau
teknologi masa kini.
Penemuan Eris meyakinkan bahwa planet-planet kerdil lainnya pun akan
datang. Jika Bumi dapat menampung 159 buah Pluto, dan sebuah planet ke-X sebesar
Yovian yang dapat menampung 100 atau 1000 buah bumi ditengarai sebagai penyebab
gangguan gerak Neptunus dicari-cari dan tidak pernah ditemukan, maka dapat
dipastikan kumpulan benda-benda semacam Pluto adalah jawabannya. Diperlukan
beratus ribu benda-benda semacam Pluto untuk menggantikan satu planet X.
Kenyataan kemudian memperlihatkan bahwa hanya berdasarkan hukum gravitasi saja,
orang akan menemukan bahwa tatanan benda-benda kecil semacam Pluto lah yang
dipilih dalam proses pembentukan sebuah system keplanetan, dan bukan perwujudan
sebuah planet X. Hal ini dikarenakan di dalam sekwen kelahiran alamiah sebuah system
keplanetan yang gravitatif tatanan yang mewujud sebagai Sabuk Kuiper lah yang
dijumpai terbentuk sebagai hasil sisa sebuah proses kondensasi.
2.5. AKTIVITAS VULKANIK PLANET
Banyak planet dan beberapa satelit menunjukan aktivitas vulkanik dimassa lalu,
namun hanya Bumi dan Io (satelit Jupiter) yang diketahui aktif sampai saat ini. Di bumi,
salah satu aktivitas vulkanik adalah erupsi vulkanik yang mampu mengubah total
topografi muka planet. Kemudian ciri-ciri permukaan lama tertutup oleh materi erupsi;
bahkan susunan kimiawi kerak planet pun berubah. Erupsi hebat mengubah cuaca dan
iklim, bahkan menghasilkan atmosfer baru. Secara total planet berwajah baru, sehingga
secara planetologis lapisan itu digolongkan sebagai lapisan muda.
Bumi adalah planet vulkanik utama. Aktivitas vulkanik segera dikenali dari
keberadaan materi panas yang keluar berupa magma. Magma adalah batuan meleleh
akibat panas yang hebat. Lava adalah magma yang mengeras.
50 | P a g e
Panas, berasal dari tiga sumber:
1. Panas hasil akresi sewaktu planet-planet terbentuk
2. Panas hasil interaksi gaya pasang surut antara dua benda langit
3. Panas dari zat radioaktif di dalam planet
Peristiwa vulkanis terjadi sewaktu magma cair di bawah litosfer (lapisan batuan
bawah kerak) mengapung di antara celah batuan padat di litosfer. Magma mendesak
keluar di bagian kerak planet yang tipis. Biasanya terjadi di perbatasan dua lempengan
tektonik. Disana terdapat celah-celah dan cerobong kerak hasil tekanan dua lempeng
tektonik yang bertabrakan. Puncak-puncak gunung di Bukit Barisan di pulau Sumatra
atau rantai pegunungan di Hawai adalah cerobong-cerobong dimana magma bisa
mendesak keluar. Sewaktu magma dekat dengan kerak, terbentuk gelembung gas dari
tekanan batuan yang melemah semakin dekat ke permukaan. Gelembung gas yang
bertekanan kuat di dekat cerobong meletus dan terjadi erupsi. Di Bumi, gas yang
dierupsi 70-95% adalah uap air H2O sebagai unsur utama. Disusul gas lain: CO2, SO2
atau H2S, lalu dalam jumlah kecil: N, H, CO, S dan Cl. Berbeda dengan di satelit
Yupuiter: Io bukan H2O dilepas tetapi SO2 bahkan S meleleh.
Selain erupsi, tanda-tanda aktivitas vuklanik lain adalah: semburan gas dan uap
melalui cerobong kerak, disebut fumarol. Air tanah di Bumi dipanasi magma dan
fumarol menghasilkan geyser atau sumber air panas seperti di Ciater, Garut, Jabar. Di
salah satu bulan planet Yupiter, Europa, pesawat Galileo NASA menemukan bekas
geyser-geyser air tanah, sehingga terbuka spekulasi keberadaan bentuk kehidupan
awal di Europa. Sebaliknya di Triton, satelit Neptunus, diamati bekas-bekas geyser
Namun, belum dapat dipastikan bahwa di kedua satelit tersebut aktivitas vulkanik
masih bekerja.
Keempat planet Yovian adalah gas, beratmosfer tebal, tidak memperlihatkan
tanda permukaan padat. Sementara benda-benda kecil, planet terestria, asteroid,
satelit-satelit dan komet-komet menunjukan permukaan padat berbatu meliputi es.
51 | P a g e
Beberapa planet satelit seluruh permukaannya hampir terkelupas oleh kawah-kawah
tumbukan (Bulan, Merkurius, Mimas). Yang lain sedikit atau samasekali tidak
menunjukkan bekas tumbukan (Io, Europa, Bumi).
Oleh kegiatan vulkanik masa lalu, aneka bentuk dan ukuran kepundan gunung
api terjadi di venus, Bumi dan Mars. Hamparan lava berupa danau lava yang luas
mengeras di permukaan Bulan, seperti Maria Imbrium. Batu-batu Apollo dan Luna dari
tempat itu memperlihatkan bahwa antara 3,1 sampai 3,9 milyar tahun lalu, pernah
aktivitas vulkanik melanda kawasan itu. Aktivitas terjadi selepas tumbukan sangat
hebat membentuk Imbrium Basin. Magma keluar di celah-celah tebing yang melingkar
dan mengalir ke dasar kawah. Setelah diperiksa materi maria mengandung gelas yang
kaya dengan mineral berat besi, titanium dan magnesium. Retakan berkilo-kilometer
terjadi di bawah permukaan bulan tempat magma keluar.
Orang menduga kejadian serupa terjadi dii Merkurius seusai pembentukan
Caloris Basin yang menyerupai Maria Imbrium. Kenyataan tidak. Sebab di Merkurius
tidak ada mineral berat semacam di Bulan. Lapisan magma Merkurius berada dekat di
permukaan. Sewaktu tumbukan besar, lapisan magma muncrat keluar dan kerak
planet mendidih dalam magma panas. Unsur berat tenggelam ke pusat planet
menyisakan kerak unsur ringan yang mendingin melalui pemancaran.
2.6. FISIKA ATMOSFER PLANET
Para ilmuwan meyakini bahwa atmosfer planet terestria bukan atmosfer awal
(atmosfer primordial), melainkan atmosfer skunder. Unsur-unsur yang ditemukan
sudah berbeda kelimpahannya dengan unsur-unsur atmosfer Jovian yang mempunyai
kelimpahan seperti matahari
Kelimpahan unsur planet Jovian terutama H, He sedikit C, O, N dan S dalam
bentuk senyawa CH4, H2O, NH3, dan H2S. Hal itu kontras dengan atmosfer terstria dan
satelit-satelit yang banyak mengandung CO2, N2, O2, H2O dan SO2. Perbedaan pokok
52 | P a g e
Jovian-Terestria adalah besarnya medan gravitasi yang ada di dalam masing-masing
kelompok. Planet Yovian bergravitasi besar terus menerus mengakresi H dan He yang
berupa gas. Sementara planet terestria terus kehilangan H dan He.
Menurut perkiraan: jika atmosfer planet terestria adalah atmosfer awal
(primordial), maka atmosfer akan mempunyai susunan kimiawi yang sama dengan
matahari. Pada masa-masa awal tatasurya, atmosfer planet terestria sama denga
planet Jovian dan sama dengan atmosfer matahari. Kemudian, karena kehilangan H dan
He yang lepas dari atmosfer terestria (Mars, Merkurius), menyebabkan unsur yang
tertinggal melimpah, yakni: CO2 (63%), Ne (10%), N2 (10%), fragmen kecil C, O, S (4%)
ditambah kelimpahan gas mulia: Ne, Ar, Kr, dan Xe.
Kenyataan menunjukan: kelimpahan yang ditemui di planet terestria amat
berbeda dengan apa yang diperkirakan. Contoh: Di atmosfer terestria di temukan
unsure Neon Ne, kecil sekali kelimpahannya , 1/100 yang di matahari. Ar, Kr, dan Xe
hadir, tetapi kelimpahannya 1/60 matahari. Mengapa begitu? Apakah karena gas mulia
itu lepas dari planet terstria sehingga kelimpahan berkurang? Atau bereaksi dengan
kerak planet? Semua tidak! Kelompok gas-gas mulia yang kecil itu tidak bisa lepas dari
atmosfer, karena berat bergerak. Mereka juga tidak bereaksi dengan kerak planet-
planet terstria, karena tidak mudah bersenyawa. Walaupun ada panas dari proses-
proses thermik di permukaan planet (efek rumah kaca dll), tetap saja energi tidak
cukup menggerakkan atom-atom berat ke luar atmosfer ataupun bersenyawa.
Kesimpulan: atom-atom berat pernah hadir dalam kelimpahan asal, tetapi
kemudian kehilangan atom-atom itu oleh kehancuran atmosfer primordial akibat
peoses olah ganti atmosfer yang baru. Penyebabnya adalah aktivitas vulkanik atau
tabrakan hebat dengan asteroid atau komet disusul dengan proses kimiawi yang terjadi
antara atmosfer dan kerak; khusunya di bumi ada tambahan lain berupa proses reaksi
biokimia (jasad hidup) yang ikut mempengaruhi dan mengubah atmosfer planet
terstria.
53 | P a g e
2.7. ORBIT DAN ROTASI PLANET
Orbit planet berbentuk elips dan matahari berada di salah satu fokus orbit.
Semua orbit planet-planet hampir berbentuk lingkaran, kecuali Merkurius dan Pluto.
Dan orbit semua planet berada di dekat bidang ekliptika, bidang yang menjadi orbit
Bumi kecuali Pluto yang bidang orbitmya miring 170 terhadap ekliptika. Semua planet-
planet mengorbit pada arah yang sama, searah rotasi matahari (prograd). Artinya jika
dilihat dari kutub utara matahari arah orbit berlawanan arah jarum jam.
Beberapa komet, satelit-satelit kecil dan satelit Neptunus Triton mengorbit
berlawanan arah rotasi matahari (retrograde). Enam dari Sembilan planet di tatasurya
berotasi dalam arah prograd. Sumbu rotasi mereka miring 300 atau kurang terhadap
kutub ekliptika. Venus berotasi retrograde, dengan sumbu rotasi miring 177 derajat.
Sumbu rotasi Neptunus dan Pluto hampir tegaklurus bidang ekliptika dan planet
berotasi retrograde. Kebanyakan satelit-satelit berotasi dalam periode yang sama
dengan periode revolusi mengelilingi planet induk sebagai akibat gaya pasang.
2.8. CINCIN-CINCIN PLANET
Cincin terjadi dari milyaran benda kecil berukuran micron sampai cm dan materi
bungkahan yang sedikit lebih besar dari meter sampai beberapa puluh meter.
Pergerakan mereka sangat dekat di biang ekuator. Itulah sebabnya mengapa dilihat
dari tepi, cincin kelihatan serupa lapisan materi yang sangat tipis. Pengetahuan dan
sifat-sifat cincin disimpulkan berdasarkan sifat sebaran danhmburan cahaya matahai
oleh materi cincin.
Sewaktu pesawat Voyager mengamati cincin planet Saturnus, orang sadar
bahwa mereka menemukan sebuah system yang secara fisikawi sangat rumit. Artinya
pola-pola bentuk yang terlihat tidak cukup hanya dijelaskan melalui potensial gravitasi
benda di pusat cincin. Sebab seluruh gangguan yang ditimbulkan oleh benda-benda
54 | P a g e
satelit ataupun bulan yang berada di luar cincin harus dilibatkan di dalam penetuan
konfigurasi akhir cincin.
Namun, berbeda dengan tinjauan mengenai asal usul cincin, seperti bagaimana
cincin selalu bisa dekat dengan planet dan bagaimana radius terluas system cincin
selalu lebih kecil dari setengah sumbu panjang orbit satelit utama planet, semua itu
relative lebih mudah dijelaskan.
Dalam medan gravitasi sebuah planet, sebuah satelit mengalami tarikan gaya
gravitasi yang lebih kuat di sisi yang terdekat daripada sisi yang terjauh. Perbedaan
gaya tarik itu dikenal juga sebagai gaya diferensial atau gaya pasang. Gaya pasang itu
bekerja melawan gaya kohesi yang menyatukan fisik satelit. Gaya kohesi satelit terdiri
dari gaya gravitasi internal, antara molekul dan gaya kuat mekanik material. Sewaktu
sebuah satelit mengorbit planet induk, bekerja gaya diferensial. Gaya itu bertambah
vbesar semakin dekat jarak satelit ke planet. Ada limit jarak padamana gaya kohesi
internal tidak sanggup lagi menghadapi gaya distorsi mekanik dan gaya pasang yang
timbul dari gaya diferensial. Limit itu dikenal sebagai limit Roche.
Untuk sebuah planet dengan radius R dan kerapatan planet ρp serta kerapatan
satelit ρs, limit Roche adalah LR = 2,5 R (ρp/ ρs)1/3. Jadi sewaktu benda mendekati sebuah
planet sampai jarak lebih kecil LR, benda itu akan pecah menjadi benda-benda kecil.
Selanjutnya tumbukan di antara mereka menghancurkannya mejadi renik-renik yang
kemudian menyebar menjadi materi cincin-cincin.
Keempat planet Yovian semuanya memiliki system cincin yang berada pada
jarak 2,5 radius planet. Namun sifat dari keempat system itu masing-masing berbeda.
Misal system cincin planet Saturnus; sangat terang dan lebar, banyak struktur seperti
getaran-getaran atau gelombang-gelombang kepadatan terlihat, lebar sempit ruang
antara cincin satu denga berikutnya dan kitaran-kitaran yang terbentuk di dalam cincin-
cincin. Cincin saturnus terlihat menyebar sampai 136.200 km dari pusat Saturnus,
dengan tebal di banyak tempat hanya 5 m. Isinya kumpulan gas beku, air es, debu dan
55 | P a g e
batuan berukuran 0,0005 cm sampai 10 m. Lebih dari 100.000 cincin dihitung oleh
peralatan Voyager 2.
Sistem cincin Yupiter di lain pihak sangat renggang, sangat tipis dan berisi
partikel yang sangat halus. Ada tiga baigan cincin: cincin utama, cincin halo dan cincin
luar. Cincin utama lempeng datar, lebar 7000 km dan merentang sampai 128.500 km,
dua kali radius Yupiter. Sejumlah partikel bermuatan berupa halo membungkus cincin
yang tersebar sampai kea rah kutub oleh kekuatan magnet. Dibagian luar ada cincin
bersinar lemah sampai ke orbit satelit Amalthea dan Thebe yang menjadi sumber
materi cincin luar.
Sistem Uranus memiliki 10 cincin mengelilingi ekuator planet, sempit dan
kedap. Cincin berada dalam kawasan debu yang renggang dan sangat lebar. Kesepuluh
cincin tipis dan gelap itu mengorbit planet pada jarak 3,8 x 104 km sampai 5,1 x 104 km.
kebanyakan cincin-cincin terjadi dari baru es dan bungkahan batuan berukuran bola
sepak. Beberapa observatorium sebetulnya sudah mengamati 5 dari sepuluh cincin itu
dan mereka menandai dengan Alpha, beta, Gamma, Delta dan Epsilon. Tahun 1986
gambar dari pesawat Voyager 2, satu-satnya pesawat yang berhasil memotret Uranus
dari dekat menambah penemuan cincin dengan lima buah cincin lagi
Terakhir, pesawat Voyager 2 memperlihatkan Neptunus memiliki 4 cincin, dua
sempit dan dua lebar. Sistem cincin sempit lebarnya 15 km, system yang lebar sampai
5.800 km. Semua cincin utuh mengelilingi planet. Namun di kawasan cincin yang sempit
ditemukan 3 sampai 4lengkungan misterius berupa sector-sektor terang. Keberadaan
lengkungan itu semula diperkirakan dari pengaruh medan tarikan satelit-satelit yang
berada di dekatnya. Teori ini ditolak, karena ada pengaruh gangguan dari medan radiasi
electromagnet yang belum dilibatkan.
56 | P a g e
konjungsi
Konjungsi superior
kuadratur
2.9. PERIODE SINODIS DAN SIDERIS PLANET
Sebelum mempelajari periode sinodis dan periode sideris planet, kita harus
mengetahui terlebih dahulu istilah elongasi. Elongasi adalah sudut antara pusat-pusat
dua benda langit di lihat dari pusat Bumi. Elongasi Planet adalah jarak sudut planet
dengan matahari.
Elongasi = 900 disebut kuadratur
1800 disebut oposisi
00 disebut konjungsi
Perhatikan bahwa planet dalam (Venus dan Merkurius) tidak pernah mengalamai fase
oposisi dan kuadratur.
Waktu yang diperluakn untuk menyelesaikan satu putaran mengelilingi matahari
disebut periode sideris. Sedangkan panjang waktu antara dua konjungsi serupa yang
berurutan atau dua oposisi yang berurutan disebut periode sinodis planet.
57 | P a g e
Konjungsi inferior
bumi
oposisi
Gambar 2.3. Fase-fase planet
Planet dalam akan unggul satu ‘lap’ terhadap bumi untuk konjungsi berikutnya. Bumi
akan unggul satu ‘lap’ terhadap planet luar untuk konjungsi/oposisi berikutnya.
Hubungan antara periode sinodis dan periode sideris planet
Untuk planet dalam
1S− 1E
=1T
Untuk planet luar
1E
−1S=1T
Keterangan:
S = periode sideris planet
E = periode sideris bumi
T = periode sinodis planet
CONTOH:
1. Misalkan pada bulan Januari 2010 terjadi transit Merkurius. Perkirakan kapan
transit Merkurius berikutnya. Diketahui perioda orbit Merkurius 88 hari
a. Mei 2010
b. Desember 2010
c. Februari 2011
d. November 2012
e. April 2013
2. Planet yang tidak pernah mengalami purnama bila dilihat dari Bumi adalah….
a. Venus
b. Mars
c. Jupiter
58 | P a g e
d. Saturnus
e. Neptunus
3. Elongasi maksimum terjadi ketika jarak Bumi ke Matahari dan jarak Planet ke
Matahari memenuhi kaedah;
a. Jarak planet maksimum, jarak bumi minimum
b. Jarak planet maksimum, jarak bumi maksimum
c. Jarak planet minimum, jarak bumi minimum
d. Jarak planet minimum, jarak bumi maksimum
e. Tidak ada yang benar
(Olimpiade Astronomi tingkat Provinsi tahun 2008)
PEMBAHASAN:
1. Waktu antara dua oposisi atau dua konjungsi yang berurutan disebut periode
sinodis.
Untuk mengetahui kapan transit berikutnya, kita harus mencari periode sinodis
planet Mars dan Bumi
PM = 88 hari = 0,24 tahun
1T
=1S− 1E
1T
= 10,24
−11=0,760,24
T=0,316 ta hun=3,79bulan
Jadi jika terjadi transit pada bulan Januari 2010 maka transit berikutnya akan
terjadi sekitar bulan Mei 2010
2. Planet yang tidak pernah mengalami purnama bila dilihat dari Bumi adalah planet
dalam yaitu Venus dan Merkurius, karena planet dalam tidak mengalami fase
oposisi
3. Elongasi maksimum terjadi apabila jarak Bumi minimum dan planet maksimum.
59 | P a g e
LATIHAN:
1. Ketika planet memiliki elongasi 00 maka pada saat itu planet dikatakan berada pada
fasa….
a. Oposisi
b. Konjungsi
c. Kuadratur timur
d. Kuadratur barat
e. Konjungsi inferior
2. Berapa elongasi maksimum planet venus, jika diketahui jarak venus matahari
adalah 0,72 SA
a. 260
b. 320
c. 460
d. 640
e. 720
3. Sebuah asteroid memiliki elongasi maksimum 300, berapa jarak asteroid tersebut
ke matahari?
a. 50 juta km
b. 100 juta km
c. 25 juta km
d. 75 juta km
e. 125 juta km
4. Panjang waktu antara dua konjungsi serupa yang berurutan atau dua oposisi yang
berurutan disebut….
a. Periode sinodis
b. Periode sideris
c. Tahun
d. Bulan
e. Hari
60 | P a g e
5. Periode sideris venus adalah 225 hari, hitung perioda sinodisnya?
a. 150 hari
b. 346 hari
c. 452 hari
d. 588 hari
e. 674 hari
6. Planet yang tidak bisa terokultasi pada saat bulan purnama adalah…..
a. Venus
b. Mars
c. Jupiter
d. Saturnus
e. Neptunus
7. Hitung Periode Sinodis planet Mars yang berjarak 1,52 SA dari matahari
a. 1,50 tahun
b. 3,23 tahun
c. 4,85 tahun
d. 2,15 tahun
e. 6,23 tahun
8. Berapa jarak dari Bumi ke planet Venus pada saat elongasinya 400, diketahui jarak
venus ke matahari 0,72 SA?
a. 0,44 SA
b. 0,24 SA
c. 0,55 SA
d. 0,36 SA
e. 0,72 SA
9. Jika planet Jupiter melintas meridian pengamat pada malam hari, maka Jupiter
sedang berada pada:
a. Kuadratur barat
b. Kuadratur timur
61 | P a g e
c. Konjungsi inferior
d. Konjungsi superior
e. Oposisi
10. Perbedaan terang planet Mars saat oposisi dan saat konjungsi jauh lebih besar
daripada perbedaan terang planet Saturnus saat oposisi dan saat konjungsi. Hal ini
terjadi karena
a. Perbandingan antara jarak Mars dari Bumi saat konjungsi dan saat oposisi lebih
besar daripada perbandingan jarak Saturnus dari Bumi saat konjungsi dan saat
oposisi
b. Perbandingan antara jarak Mars dari Bumi saat konjungsi dan saat oposisi lebih
kecil daripada perbandingan jarak Saturnus dari Bumi saat konjungsi dan saat
oposisi
c. Perbandingan antara jarak Mars dari Bumi saat konjungsi dan saat oposisi sama
dengan perbandingan jarak Saturnus dari Bumi saat konjungsi dan saat oposisi
d. Tidak ada kaitannya dengan jarak Mars dan Saturnus dari Matahari
e. Albedo masing-masing planet yang berbeda-beda
(OSP 2006)
11. Mars paling baik untuk diamati ketika ia berada pada saat
a. Kuadratur barat
b. Konjungsi
c. Kuadratur timur
d. Oposisi
e. aphelion
(OSP 2007)
12. Sebuah planet X bergerak mengelilingi matahari mempunyai periode P = 1,88
tahun. Oposisi terakhir terlihat pada awal tahun 2008. kapankah ia berada di
oposisi kembali ?
a. 2011
b. 2010
62 | P a g e
c. 2012
d. 2009
e. 2013
(OSP 2007)
13. Misalkan kamu melihat sebuah planet baru di langit. Dari hasil pengamatan
diperoleh bahwa planet tersebut berada dekat dengan matahari dengan elongasi
maksimumnya sebesar 30 derajat. Sebagai perbandingan, sudut elongasi
maksimum planet venus adalah 46 derajat, sedangkan sudut elongasi maksimum
planet merkurius adalah 23 derajat. Berdasarkan data ini kita dapat menyimpulkan
bahwa
a. Planet tersebut lebih dekat ke Matahari daripada planet Merkurius
b. Planet tersebut berada antara planet Merkurius dan Venus
c. Planet tersebut berada antara plaent Venus dan Bumi
d. Kita tidak bisa mengetahui kedudukan planet tersebut
e. Semua jawaban tidak ada yang benar
(OSK 2008)
14. If Mars pass the meridian at midnight, we call Mars is in
a. West quadrature
b. Conjunction
c. East quadrature
d. West elongation
e. Opposition
(OSK 2008)
15. Elongasi minimum terjadi ketika jarak Bumi ke Matahari dan jarak Planet ke
Matahari memenuhi kaedah;
a. Jarak planet maksimum, jarak bumi minimum
b. Jarak planet maksimum, jarak bumi maksimum
c. Jarak planet minimum, jarak bumi minimum
d. Jarak planet minimum, jarak bumi maksimum
63 | P a g e
e. Tidak ada yang benar
(OSP 2008)
16. Jarak Bumi ke Matahari adalah,
a. 100.000.000 km
b. 8 detik cahaya
c. 200.000.000 km
d. 8 menit cahaya
e. 8 jam cahaya
17. Gerhana matahari total menampakkan lapisan,
a. Stratosfer
b. Troposfer
c. Litosfer
d. Korona
e. fotosfer
18. Dalam pengamatan sinar-X, lapisan matahari yang terlihat adalah
a. Fotosfer
b. Stratosfer
c. Troposfer
d. Litosfer
e. Korona
19. Kenampakan ekor komet disebabkan oleh
a. Gravitasi planet terbesar, Jupiter
b. Gabungan gravitasi planet Jupiter, Saturnus dan Uranus
c. Pancaran partikel bermuatan dari planet Jupiter
d. Pancaran partikel bermuatan dari Matahari
e. Adanya lubang hitam
20. Bintik matahari berwarna gelap karena
a. Rusaknya lapisan matahari
b. Luasnya 10 kali bumi
64 | P a g e
c. Mempunyai medan magnetik kuat
d. Mempunyai gaya gravitasi sangat kuat
e. Temperaturnya 500 Kelvin
21. Matahari berotasi satu perioda pada sumbunya selama
a. 1 hari
b. 10 hari
c. 25 hari
d. 45 hari
e. 90 hari
22. Rotasi diferensial matahari adalah
a. Kecepatan rotasi yang konstan
b. Kecepatan rotasi ekuator lebih cepat daripada kutub
c. Kecepatan rotasi lapisan korona yang konstan
d. Kecepatan rotasi yang tidak dapat diprediksi
e. Kecepatan rotasi daerah kutub lebih cepat daripada ekuator
23. Lubang korona tampak jelas terlihat pada pengamatan dalam riak panjang
gelombang
a. Visual
b. Radio
c. Sinar-X
d. Infra merah
e. Sinar gamma
24. Matahari dapat dilihat dengan aman melalui cara proyeksi dari sebuah teropong.
Lapisan matahari yang terlihat dengan cara ini adalah
a. Fotosfer
b. Troposfer
c. Stratosfer
d. Litosfer
e. Korona
65 | P a g e
25. Salah satu lapisan atmosfer matahari adalah,
a. Ionosfer
b. Magnetosfer
c. Kromosfer
d. Troposfer
e. Semua benar
26. Matahari memancarkan panas akibat dari
a. Reaksi peluruhan atom Helium
b. Reaksi penggabungan atom Hidrogen
c. Reaksi peluruhan atom Karbon
d. Reaksi penggabungan atom Besi
e. Reaksi penggabungan berbagai atom berat
27. Komposisi utama dari Matahari adalah
a. Titanium
b. Besi
c. Karbon
d. Hidrogen
e. Helium
28. Tata Surya adalah …………………
a. susunan Matahari, Bumi, Bulan dan bintang
b. planet-planet dan satelit-satelitnya
c. kumpulan benda-benda langit
d. susunan planet-planet, satelit, asteroid, komet dan benda lainnya yang berada
dalam pengaruh Matahari
e. kelompok bintang yang membentuk rasi/pola gambar tertentu
29. Periode orbit artinya …………………
a. waktu yang diperlukan untuk mengedari Matahari
b. waktu yang diperlukan untuk berputar
c. lingkaran atau elips di sekeliling Matahari
66 | P a g e
d. waktu yang diperlukan untuk beredar dari satu kedudukan sampai kembali lagi
pada kedudukan yang sama
e. waktu yang diperlukan Bumi untuk berotasi pada sumbunya
30. Panjang tahun di Merkurius lebih pendek daripada panjang tahun di Bumi karena
………
a. Merkurius mengedari Matahari lebih cepat daripada Bumi.
b. panjang tahun di Merkurius adalah 365 hari
c. Merkurius sangat panas
d. lintasan Merkurius lebih pendek daripada lintasan Bumi
e. Merkurius jauh lebih kecil daripada Bumi
31. Kadangkala Venus disebut “bintang sore” karena …………………
a. Venus adalah sebuah bintang
b. kita bisa melihat Venus dari Bumi pada malam hari
c. Venus merupakan planet terdekat kedua dari Matahari
d. kita bisa melihat Venus dari Bumi sore hari
e. Venus merupakan sebuah bintang yang tampak pada sore hari
32. Venus disebut saudara Bumi karena …………………
a. kedua planet mempunyai ukuran yang hampir sama
b. kedua planet sama-sama mengorbit Matahari
c. Venus bisa dilihat dari Bumi di pagi hari
d. Venus mempunyai satelit seperti Bulan
e. Venus mempunyai atmosfer seperti Bumi
33. Mengapa panjang hari di Bumi adalah 24 jam? Karena …………………
a. Matahari mengedari Bumi dalam waktu 24 jam
b. Bumi berputar mengelilingi sumbunya dalam waktu 24 jam
c. Bumi mengorbit Matahari dalam waktu 365 hari
d. Bumi terdiri dari batu-batuan
e. Matahari menyinari Bumi selama 24 jam
34. Karena warnanya, Mars disebut juga planet …………………
67 | P a g e
a. hijau
b. kuning
c. merah
d. biru
e. jingga
35. Planet manakah yang mempunyai bintik merah yang besar?
a. Bumi
b. Venus
c. Jupiter
d. Mars
e. Saturnus
36. Selain planet Saturnus, planet lain yang mempunyai cincin adalah ………………
a. Mars, Jupiter dan Neptunus
b. Merkurius, Venus dan Jupiter
c. Jupiter, Uranus dan Neptunus
d. Uranus, Neptunus dan Pluto
e. Mars, Uranus dan Pluto
37. Mengapa orbit Neptunus mengedari Matahari sangat lama? Karena ……………
a. Neptunus mempunyai 8 satelit
b. Neptunus mempunyai awan
c. Neptunus sangat jauh dari Matahari
d. Neptunus dekat dengan Pluto
e. Neptunus beredar sangat lambat
38. Bidang lintasan planet di sekeliling Matahari disebut …………………
a. orbit
b. revolusi
c. periode
d. ekliptika
e. rotasi
68 | P a g e
39. Perputaran planet pada sumbunya dinamakan …………………
a. orbit
b. revolusi
c. periode
d. ekliptika
e. rotasi
40. Planet mana yang dapat melintas di depan Matahari jika dilihat dari Bumi?
a. Venus
b. Mars
c. Jupiter
d. Pluto
e. Uranus
KUNCI JAWABAN
1. B
2. D
3. D
4. A
5. D
6. A
7. D
8. A
9. E
10. B
11. D
12. B
13. B
14. E
15. D
16. D
17. D
18. E
19. D
20. C
21. C
22. B
23. C
24. A
25. C
26. B
27. E
28. D
29. D
30. D
31. D
32. A
33. B
34. C
35. C
36. C
37. C
38. D
39. E
40. A
69 | P a g e