pertemuan ke 2 -...

PERTEMUAN KE 2

Ide Dasar: Matahari dan bintang-bintang menggunakan reaksi nuklir fusi untuk mengubah materi menjadi energi.

Bintang padam Ketika bahan bakar nuklirnya habis. S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B

SIFAT BINTANG

Astronomi

Ilmu paling tua

Zodiac of Denderah Merupakan sebuah peta langit yang melukiskan 12 rasi zodiak. Ditemukan di dalam kuil Hathor pada masa kebudayaan Mesir kuno. S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B

SIFAT BINTANG

Bintang :Reaktor fusi di

angkasa-Bola gas

Matahari terlihat sebagai

sebuah bola gas yang

berpijar. Dalam sistem tata

surya, ukuran matahari jauh

lebih besar daripada planet-

planet yang mengelilinginya. S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B

SIFAT BINTANG

Keberadaan bintang di langit berawal dan berakhir

Tidak semua bintang di langit muncul

bersamaan. Semua bintang memiliki riwayat

hidup, yang berarti ada kelahiran dan

kematian. Pada gambar medan bintang di

samping, terlihat bintang-bintang dari

berbagai usia. Beberapa diantaranya ada

yang baru lahir dan ada yang hampir habis

masa hidupnya. Tapi kita tidak dapat melihat

perubahannya secara langsung karena

membutuhkan waktu yang jauh lebih

panjang daripada skala hidup manusia.

S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B

PENGUKURAN BINTANG MENGGUNAKAN

TELESKOP DAN SATELIT

Radiasi Elektromagnetik

Setiap hari kita hidup dengan dihujani oleh cahaya. Cahaya

merupakan sebagian kecil radiasi elektromagnetik yang

dipancarkan oleh bintang. Sebuah bintang memancarkan

energinya pada seluruh panjang gelombang. Karena letak

bintang yang sangat jauh dan tak terjangkau, maka astronom

hanya bermodalkan hujan radiasi elektromagnetik tersebut

berupaya menguak misteri langit.

Pengukuran foton: Panjang gelombang, Intensitas dan Arah

Variasi 3 parameter di atas


Spektrum dari 7 bintang dengan kelas

spektrum yang berbeda, yaitu O, B, A, F,

G, K, dan M

Grafik perubahan intensitas cahaya asteroid 201 Penelope

(atas). Pemetaan arah bintang pada bola langit (bawah).


TELESKOP

Disain Optik

Pembias (menggunakan lensa)

Pemantul (menggunakan cermin)

Jenis Pengamatan

Astrometri (posisi)

Fotometri (intensitas)

Spektroskopi (warna)


TELESKOP

Kepekaan Terhadap Cahaya

Dualisme Cahaya :

Gelombang (radio – ultraviolet)

Partikel (extreme ultraviolet – sinar gamma)


TELESKOP

Posisi

Landas Bumi

Landas angkasa

Pengamatan Astronomi dilakukan pada seluruh panjang gelombang. Pada beberapa panjang gelombang tertentu atmosfer bumi bersifat kedap. Pada daerah panjang gelombang tersebut, pengamatan harus

dilakukan dari luar atmosfer Bumi. S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B

Distribusi energi menurut panjang gelombang untuk pancaran

benda hitam dengan berbagai temperatur (Spektrum Benda

Hitam)

Makin tinggi temperatur benda hitam, makin tinggi pula intensitas

spesifiknya dan jumlah energi terbesar dipancarkan pada pendek

Intensitas spesifik benda

hitam sebagai fungsi

panjang gelombang

Kasatmata

(m)

Inte

ns

itas

Sp

es

ifik

[B(T

)]

0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00

UV Inframerah

8 000 K

7 000 K

6 000 K

5 000 K 4 000 K

Suryadi Siregar, Astronomi-FMIPA-ITB

Panjang gelombang maksimum bagi pancaran benda

hitam, yaitu pada harga yang maksimum (maks) dapat

diperoleh dari syarat maksimum, yaitu,

= 0 d B(T)

d

. . . . . . . . . . . . . . . (2-17)

0,00

(m)

Inte

ns

itas

Sp

es

ifik

[B(T

)]

0,50 1,00 1,50 1,75 2,00

Garis Singgung

λmaks Suryadi Siregar, Astronomi-FMIPA-ITB

Dari pers. (2-15) : 5

2 h c2 1

e hc/kT - 1 B (T) =

dan pers. (2-17) : = 0 d B(T)

d

diperoleh, = 4,965 h c

k T

Buktikan !

Apabila kita masukan harga h, k dan c, maka pers.

Menjadi. Ingat T dalam Kelvin dan dalam cm

T=0,2988

Suryadi Siregar, Astronomi-FMIPA-ITB

MATAHARI

Matahari Adalah Bintang Terdekat Dari bumi

Struktur

Pusat bintang

Zona Konveksi

(Convection Zone)

Fotosfer

Kromosfere

Korona


MATAHARI

Interaksi Dengan Lingkungan Sekitar

Aliran partikel bermuatan

Salah satu bukti interaksi Matahari dengan lingkungan sekitarnya dapat

dilihat pada aktifitas partikel bermuatan yang dipancarkan Matahari

terhadap magnetosfer bumi dalam bentuk aurora. S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B

Earth’s

magnetosphere

Solar Wind Flows out from the corona

Continuously, in all directions

Impacts Earth’s magnetic field

Image credit: K. Endo, Nikkei Science Inc. S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B

ENERGI MATAHARI

Sumber Energi Matahari Semua berawal dari hidrogen

Reaksi Fusi 3 langkah pembakaran hidrogen

1) P + P D + e+ + neutrino + energi

2) D + P 3He + foton + energi

3) 3He + 3He 4He + 2protons + foton + energi

Perkiraan Lama Hidup 11 milyar tahun


KERAGAMAN JENIS BINTANG

Perbedaan Tampak

Warna

Kecerlangan (magnitudo)

Jarak

Kecerlangan mutlak (magnitudo absolut)

Output energi

luminositas

Kecerlangan tampak (magnitudo semu)

Skala magnitudo: bintang yang redup magnitudonya lebih besar dari

bintang yang terang. Magnitudo 0 bintang Alpha Lyrae

Perilaku

Massa total

umur S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B

SKALA JARAK DALAM ASTRONOMI

Satuan

Tahun cahaya

Metode Pengukuran

Triangulasi

Bintang variabel Cepheid


Kecepatan tangensial, kecepatan radial

dan kecepatan ruang dihitung dari

formula:

2 2

4 74t

r

t r

V , r km / s ,

V c

V V V

gerak diri

jarak bintang

o

r

panjang gelombang acuan


DIAGRAM HERTZSPRUNG-RUSSEL

Pengelompokan Bintang

Bintang deret utama

Raksasa merah

Katai putih


FLUKS(F) , LUMINOSITAS(L) DAN

MAGNITUDO(M)

M A G N I T U D O S E M U ( m ) = M A G N I T U D O YA N G K I TA A M AT I D I B U M I

M A G N I T U D O A B S O L U T ( M ) = M A G N I T U D O S E M U B I N TA N G B I L A J A R A K N YA 1 0 PA R S E K

2 4

2

11 2

2

44

2,5log

LL R T F

r

Fm m

F

F R

_____ ____r

5 5logm M r

L


KELAHIRAN BINTANG

Hipotesis Nebula

Laplace

(a) nebula yang berotasi

perlahan (b) piringan

dengan gumpalan masif di

tengahnya (c) planet yang

dalam proses kelahiran

terlihat berupa gumpalan

materi, dan (d) tata surya

yang terbentuk.


DERET UTAMA DAN KEMATIAN BINTANG

Bintang Bermassa Lebih Kecil Dari Matahari

Katai coklat

Bercahaya selama 100 milyar tahun

Tanpa perubahan ukuran, temperatur, dan output energi



Bintang bermassa sama

dengan Matahari

1. Pembakaran hidrogen

berlangsung lebih cepat

Bergeser dari deret utama

2. Pembakaran Helium

3. Raksasa merah

4. Keruntuhan pusat

dimulai

5. Katai putih

Hubungan massa-luminositas

Log M = 0,1 (4,6-Mb ) bila 0 < Mb < 7,5

Log M = 0,145 (5,2 - Mb ) bila 7,5 < Mb < 11

Dalam hal ini M [ massa Matahari], Mb

magnitudo absolut bolometrik



Bintang Bermassa Lebih Besar

Dari Matahari

Keruntuhan dan pembakaran

beruntun

Pusat besi

Keruntuhan katastropik

supernova

Animasi S U R Y A D I S I R E G A R , A S T R O N O M I - F M I P A - I T B

BINTANG NEUTRON DAN PULSAR

Bintang Neutron

Berkerapatan tinggi dan

berukuran kecil

Berotasi sangat cepat

Hampir tak bercahaya

Pulsar

Bintang neutron dengan kondisi

khusus

Radiasi elektromagnetik

Tahap akhir supernova


LUBANG HITAM

Sisa keruntuhan bintang yang sangat besar

“Penjara gravitasi”. Terjadi bila massa awal

cukup besar

Tak bercahaya, dikenal lewat sifat-sifat dinamis

bintang disekitarnya

Pengaruh keberadaannya terhadap bintang lain

Terdeteksi pada sinar-X dan sinar gamma


pertemuan ke 2 -...

Documents