SATUAN JARAK DALAM ASTRONOMI

 
A. Satuan Astronomi (SA) atau Astronomical Unit

Astronomical Unit = 149 598 000 kilometers àdibulatkan menjadi 150.000.000 kilometer

Menurut definisinya,

1 Satuan Astronomi adalah jarak dari Bumi ke Matahari.

1 Satuan Astronomi (1 Astronomical Unit, biasa disingkat AU) adalah panjang setengah sumbu panjang dari lintasan Bumi mengitari Matahari.

Satuan Astronomi biasanya digunakan untuk menyatakan jarak dalam skala tata surya kita.

Misalnya: Jarak dari Planet Mars ke Matahari kurang lebih 1.5 AU (bayangkan betapa tidak enaknya kalau harus selalu mengatakan, jarak Mars-Matahari = 228 000 000 km), jarak dari Matahari ke Planet Jupiter adalah 5.2 AU, ke Saturnus 9.58 AU, dan menuju planet katai Eriskira-kira 67 AU.

B. Tahun cahaya (light year)

Tahun cahaya bukanlah satuan waktu! Meskipun ada kata “tahun”, tetapi “tahun cahaya” adalah satuan jarak.

1 tahun cahaya = 9.46 x 10¹² km (sedikit di bawah 10 trilyun kilometer).

Dari manakah asal angka ini? Satu tahun cahaya adalah jarak yang ditempuh seberkas cahaya selama 1 tahun.

Wow! Seberapa cepat cahaya? Menurut pengukuran modern, dalam satu detik cahaya dapat menempuh jarak 300 000 km! 

Artinya, dalam satu nanodetik (sepersemilyar detik), cahaya menempuh jarak 30 cm…yah kurang lebih sepanjang sisi panjang kertas A4.

Kalau selama setahun? Coba dihitung…dalam 1 menit ada 60 detik…dalam 1 jam ada 60 menit…dan dalam 1 hari ada 24 jam…berarti dalam 1 hari ada 86400 detik.

Dalam setahun kira-kira ada 365 atau 366 hari, tergantung apakah tahun kabisat atau tidak…

…dalam waktu 1 tahun, cahaya dapat menempuh jarak hampir 10 trilyun kilometer!

Artinya, dalam satu nanodetik (sepersemilyar detik), cahaya menempuh jarak 30 cm…yah kurang lebih sepanjang sisi panjang kertas A4.

Kalau selama setahun? Coba dihitung…dalam 1 menit ada 60 detik…dalam 1 jam ada 60 menit…dan dalam 1 hari ada 24 jam…berarti dalam 1 hari ada 86400 detik.

Dalam setahun kira-kira ada 365 atau 366 hari, tergantung apakah tahun kabisat atau tidak…

…dalam waktu 1 tahun, cahaya dapat menempuh jarak hampir 10 trilyun kilometer! 

Mengapa kita membutuhkan satuan yang demikian besar? Jawabnya adalah karena jarak bintang terdekat dari Matahari adalah 40 trilyun kilometer! Jarak yang luar biasa besar ini tentu saja tidak nyaman untuk diungkapkan dalam kilometer, namun lebih mudah dituliskan dan nyatakan dalam tahun cahaya: 4.22 tahun cahaya. Jarak menuju beberapa bintang di sekitar Matahari kita biasanya dinyatakan dalam satuan ini: Jarak menuju Sirius adalah 8.58 tahun cahaya, jarak menuju Wolf 359 adalah 7.78 tahun cahaya (Dalam serial Star Trek: The Next Generation, Wolf 359 adalah lokasi pertempuranantara armada Federasi dengan bangsa Borg).

C. Parsec (pc)

Parsec adalah kependekan dari “parallax of one arcsecond”. Ini juga merupakan satuan panjang,

1 parsec sama dengan kurang lebih 3.26 tahun cahaya. Jarak parsec ini ada kaitannya dengan jarak 1 satuan astronomi yang sudah kita bicarakan di atas.

Bila kita mengukur sudut paralaks sebuah objek dan menemukan bahwa sudut paralaksnya adalah 1 detik busur (sudut 1 derajat = 60 menit busur, 1 menit busur = 60 detik busur. Jadi, 1 detik busur = 1/3600 derajat),

maka jarak menuju objek tersebut adalah 1 parsec. Dengan sedikit perhitungan trigonometri, kita mendapatkan bahwa jarak 1 parsec = 206265 Satuan Astronomi, atau sama dengan 3.26 tahun cahaya, atau dalam kilometer: 1 parsec = 31000 trilyun kilometer.

1 parsek (pc) = 3,26 tahun cahaya = 3,09 x 10¹³km = 206 265 SA (Satuan Astronomi, jarak Bumi ke Matahari).

Meskipun satuan jarak ini hanya sedikit lebih besar daripada 3 tahun cahaya, namun astronom lebih senang menggunakan satuan ini karena dapat dikaitkan langsung dengan besaran teramati yaitu sudut paralaks.

1 kiloparsec (kpc) = 1000 pc 

1 Megaparsec (Mpc) = 1000 kpc

                                  = 1 000 000 pc. 

Dengan cara ini, kita dapat menyatakan jarak yang teramat jauh hanya dengan sedikit angka, misalnya:

Galaksi M51 jaraknya 7 Mpc dari Galaksi kita!

Jarak menuju bintang terdekat tadi, Proxima Centauri, adalah 1.3 parsec.
Jarak menuju gugus bintang Pleiades adalah 135 parsec.
Jarak menuju pusat Galaksi: sekitar 8.5 kpc.
Jarak menuju Galaksi Andromeda: 780 kpc.
Jarak menuju Galaksi M51: 7 Mpc
(Perkiraan) jari-jari alam semesta kita: 24 Gigaparsec(!) atau

Gpc. 1 Gpc = 1000 Mpc 

D. Ångström

Ini juga satuan jarak, namun berbeda dengan satuan-satuan jarak yang telah dibahas di atas, kali ini adalah satuan jarak yang teramat kecil:

1 Ångström = 1/10 nanometer atau sama dengan satu per 10 milyar meter.

Bersama dengan nanometer dan mikrometer (mikron), astronom menggunakan satuan ini untuk menyatakan panjang gelombang elektromagnetik yang mereka amati.

Sinar Ultraviolet dekat, misalnya, berkisar antara 3000 hingga 4000 Angstrom, sementara sinar inframerah dapat berkisar antara 7000 hingga 30000 Angstrom.

E. Paralaks Bintang

Di malam hari yang gelap, kita dapat melihat taburan ratusan bintang di langit. Bintang-bintang tersebut hanya tampak sebagai titik-titik terang dan redup yang sama ukurannya di lihat mata kita.

Namun lebih jauh, seberapa terang suatu bintang tidak menentukan jaraknya terhadap kita. Untuk menentukan jarak bintang, para astronom menggunakan berbagai metode, antara lain dengan metode paralaks

 Parallaks

Jika kita merentangkan tangan dengan jari jempol teracung di depan wajah kita, maka kita akan melihat bahwa letak jempol kita berubah saat kita melihatnya dengan sebelah mata, bergantian. Letak jempol bergeser terhadap gambar di belakangnya, dan pergeseran ini dinamakan parallaks. Para astronom menggunakan efek ini untuk menghitung jarak ke bintang dengan menghitung sudut antara garis-garis pandang bintang, yang diamati di dua tempat yang berbeda.

Parallaks bintang

Untuk menghitung jarak ke bintang, para astronom menghitung pergeseran yang tampak pada bintang dalam kurun waktu satu tahun. Para astronom menggunakan dua waktu yang berbeda dalam mengamati bintang selama satu tahun periode ini, yaitu ketika bumi berada di tempat yang bersebrangan.

Sepanjang bumi mengelilingi Matahari, astronom melihat pergerakan bintang terhadap bintang-bintang di belakangnya yang karena jaraknya lebih jauh, terlihat diam. Semakin dekat bintang, parallaksnya semakin besar.

Paralaks bintang merupakan metode untuk mengukur jarak bintang

Seperti yang kita lihat pada gambar, garis-garis pandang dan garis yang menghubungkan posisi pengamatan membentuk segitiga dengan bintang sebagai puncaknya.

Andaikan d_matahari adalah jarak Bumi-Matahari, d adalah jarak Matahari – bintang, dan p adalah sudut parallaks,

didapatkan formula parallaks:

d (parsek) = 1 / p (detik busur)

Semakin jauh bintang, semakin kecil parallaksnya, dan dibutuhkan baseline pengukuran yang lebih besar pula. Namun, baseline pengamatan dari bumi terbatas karena orbit planet kita mengelilingi Matahari. Oleh karena itu, pengukuran menggunakan parallaks ini terbatas hanya sampai sudut paralllaks sebesar 0,01 detik busur, artinya bintang yang jaraknya lebih dari 100 parsek tidak dapat diukur menggunakan metode ini.

Share On: