Pusat dan Anggota Tata Surya
Pusat dan Anggota Tata Surya - Tata surya terdiri atas Matahari, planet dan satelit-satelitnya. Selain itu, terdapat asteroid, meteor, dan komet. Menurut seorang ahli Astronomi bernama Nicolaus Copernicus, Matahari merupakan pusat tata surya, sedangkan benda-benda langit lainnya dalam keluarga tata surya beredar mengelilingi Matahari, dengan garis edar (orbit) berbentuk ellips. Hipotesis Copernicus ini dikenal dengan Faham Heliosentris.
a. Matahari
Matahari adalah sebuah bintang yang berada di antara sekitar 100.000.000.000 bintang lain dalam galaksi Bima Sakti. Massa Matahari merupakan bola gas pijar, terdiri atas Hidrogen (H) (sekitar 80%), Helium (He) (19%), dan sisanya merupakan gabungan unsur- unsur Oksigen (O2), Magnesium (Mg), Nitrogen (N), Silikon (Si), Karbon (C), Belerang (S), Besi (Fe), Natrium (Na), Kalsium (Ca), Nikel (Ni), dan beberapa unsur mikro lainnya yang persentasenya kecil.
Suhu di permukaan Matahari diperkirakan sekitar 5.000°C– 6.000°C, sedangkan pada bagian intinya mencapai 14.000.000°C. Suhu Matahari yang sangat tinggi ini berasal dari reaksi nuklir maha dahsyat yang mengubah inti Hidrogen menjadi Helium.
Suhu di permukaan Matahari ini cukup untuk memanasi dan memberikan kehidupan makhluk di Bumi yang jaraknya sekitar 150 juta kilometer. Menurut pengamatan para ahli astronomi, diameter (garis tengah) Matahari diperkirakan sekitar 1.400.000 km atau lebih dari 100 kali ukuran bola Bumi.
Matahari tersusun atas beberapa bagian, yaitu sebagai berikut.
1) Inti
Memiliki tekanan 200 miliar kali tekanan permukaan bumi membuat ion hidrogen berfungsi menjadi helium.
2) Zona radiasi
Merupakan zona pantulan energi yang berasal dari inti sebelum muncul ke permukaan.
3) Zona konveksi
Energi dari zona radiasi memasuki lapisan gas yang lebih dingin di zona konveksi. Gas yang panas naik ke permukaan, kemudian menurun dan jatuh kembali menjadi arus konveksi yang bergolak.
4) Fotosfer
Sebagian sinar Matahari yang terlihat berasal dari fotosfer yang tebalnya sekitar 300–400 km.
5) Kromosfer
Lapisan bawah atmosfer berisi gas menyala seperti kawah pijar.
6) Prominensa
Letusan besar dari korona (lidah api) yang meluas ke luar puluhan ribu kilometer, mempunyai hubungan yang sama dengan gangguan pada magnetik Matahari.
b. Planet dan Satelit Alam
Pada awalnya dalam sistem tata surya (solar system) terdapat sembilan planet. Namun, sejak diselenggarakannya pertemuan International Astronomical Union (IAU) ke-26 di Praha, Republik Ceko, pada 24 Agustus 2006 disepakati bahwa terdapat delapan planet dalam sistem tata surya.
Delapan planet tersebut beredar mengelilingi Matahari dengan periode revolusi yang berbeda. Kedelapan planet tersebut yaitu Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Yupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus.
Pluto yang sebelumnya masuk ke dalam gugusan planet dalam tata surya hanya disetarakan dengan objek-objek kecil tata surya dengan garis orbit yang sudah pasti. Pusat Planet Minor (MPC) telah mendaftarkan bekas planet kesembilan itu sebagai asteroid ke-134340.
Secara umum planet-planet dalam tata surya dapat dikelom- pokkan menjadi dua, yaitu:
1) planet dalam (inferior), yang lintasannya berada di antara lintasan Bumi dengan Matahari meliputi planet Merkurius dan Venus;
2) planet luar (superior), planet yang lintasannya berada di luar lintasan Bumi meliputi planet Mars, Yupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus.
Adapun yang menjadi pembatas antara keduanya adalah garis edar planet Bumi.
1) Merkurius
Merkurius merupakan planet terdekat ke Matahari, rata-rata jaraknya yaitu sekitar 58.000.000 kilometer. Dilihat dari ukurannya, Merkurius merupakan planet terkecil. Diameternya diperkirakan sekitar 4.862 kilometer.
Periode rotasi Merkurius menghabiskan waktu 59 hari, sedangkan waktu yang dibutuhkan untuk satu kali revolusi mengelilingi Matahari adalah 88 hari. Atmosfer planet ini sangat tipis, tersusun dari gas Helium.
2) Venus
Planet kedua dengan jarak terdekat ke Matahari adalah Venus, dengan rata-rata jarak ke Matahari sekitar 108.000.000 kilometer.
Dilihat dari diameternya, ukuran Venus hampir sama dengan Bumi yaitu sekitar 12.190 kilometer. Waktu yang dibutuhkan untuk satu kali rotasi adalah 243 hari, sedangkan periode revolusi Venus mengedari Matahari lebih singkat, yaitu 225 hari.
Hal yang cukup menarik dari Venus adalah arah gerak rotasinya yang berlawanan dengan planet-planet lain. Sebagaimana kita ketahui bahwa hampir semua planet dalam tata surya berotasi berlawanan dengan arah jarum jam, tetapi Venus dan Uranus berotasi searah jarum jam.
Suhu permukaan Venus sangat tinggi, yaitu mencapai 480°C dengan tekanan udara 100 kali lebih tinggi dibandingkan dengan tekanan di permukaan Bumi. Suhu yang tinggi ini diakibatkan oleh
atmosfer Venus yang terdiri atas gas karbon dioksida (CO2).
Zat tersebut berperan sebagai gas rumah kaca yang berfungsi menahan energi panas yang dipancarkan Matahari.
3) Bumi
Bumi dengan rata-rata panjang diameter 12.725 kilometer merupakan satu-satunya planet dalam tata surya yang ditempati oleh manusia dan makhluk hidup lainnya.
Hal ini sangat berkaitan dengan persyaratan hidup bagi organisme, seperti ketersediaan air, oksigen, dan sumber bahan makanan. Jarak rata-rata dari Bumi ke Matahari sekitar 149.600.000 kilometer.
Periode rotasi Bumi adalah 23 jam 56 menit (satu hari), sedangkan periode revolusi Bumi mengelilingi Matahari memakan waktu 365¼ hari (satu tahun).
Atmosfer Bumi tersusun oleh dua gas utama, yaitu Nitrogen dan Oksigen, di samping gas-gas lain dalam jumlah yang relatif kecil. Bumi memiliki satu satelit alam, yaitu Bulan.
4) Mars
Mars dikenal dengan sebutan planet merah. Wilayahnya terdiri atas perbukitan, gunung, lembah, dan kawah yang gersang. Rata-rata jarak dari Mars ke Matahari adalah sekitar 228.000.000 kilometer.
Periode rotasi planet merah ini hampir sama dengan Bumi yaitu 24,6 jam, sedangkan periode revolusi memakan waktu sekitar 1,9 tahun. Atmosfer Mars tersusun oleh gas karbon dioksida (CO2). Planet ini memiliki dua satelit alam, yaitu Deimos dan Fobos.
5) Yupiter
Planet terbesar dalam sistem tata surya kita adalah Yupiter, dengan panjang diameter 142.860 kilometer. Rata-rata jarak Jupiter ke Matahari adalah 779.000.000 kilometer.
Sebagian besar massa planet raksasa ini terdiri atas gas Hidrogen, Helium, Metan (CH4), dan Amoniak (NH3). Hal ini menyebabkan kepadatan Yupiter sangat rendah, yaitu hanya sekitar ½ kali kepadatan Bumi.
Periode rotasi Yupiter memerlukan waktu paling singkat dibandingkan dengan planet-planet lain, yaitu sekitar 9,8 jam. Adapun waktu revolusinya memakan waktu sekitar 11,9 tahun.
Hal yang cukup menarik dari keberadaan planet Yupiter adalah adanya bercak merah di sekitar ekuator planet ini, yang berdasarkan perhitungan para ahli astronomi memiliki ukuran sekitar 50.000 kilometer. Lokasi bercak ini senantiasa berubah-ubah.
Berdasarkan hasil pengamatan, ternyata bercak tersebut merupakan badai topan yang sangat hebat di atas atmosfer Yupiter dengan kecepatan putaran sangat tinggi. Yupiter memiliki 16 satelit. Beberapa di antaranya adalah Io, Europa, dan Callisto.
6) Saturnus
Planet kedua terbesar setelah Yupiter adalah Saturnus, dengan diameter sekitar 120.000 kilometer. Rata-rata jarak antara Saturnus ke Matahari adalah 1.428.000.000 kilometer. Saturnus merupakan planet terindah dengan ribuan cincin mengelilingi tubuhnya.
Waktu yang dibutuhkan Saturnus dalam melakukan satu kali rotasi adalah sekitar 10,6 jam, sedangkan periode revolusinya memakan waktu sekitar 29,5 tahun.
Seperti halnya Yupiter, atmosfer Saturnus tersusun oleh gas utama Metan dan Amoniak. Planet ini memiliki 18 satelit alam, beberapa di antaranya yaitu Titan, Hyperion, Phoebe, Mimas, Tethys, Calypso, Enceladus, dan Iapetus.
7) Uranus
Planet Uranus merupakan satu di antara planet dalam keluarga Matahari yang memiliki keunikan tersendiri. Planet tersebut memiliki cincin tipis dengan lebar sekitar 1 meter, bidang ekuatornya hampir tegak lurus terhadap garis edar planet mengelilingi Matahari (ekliptika).
Hal ini mengakibatkan arah rotasinya sangat berbeda dengan planet- planet lain, yaitu searah jarum jam. Sebagaimana kita ketahui bahwa semua planet berotasi dari barat ke timur, kecuali Venus (dari timur ke barat).
Rata-rata jarak antara planet Uranus ke Matahari adalah 2.875.000.000 kilometer. Periode waktu yang dibutuhkan untuk satu kali rotasi adalah 24 jam, sedangkan periode revolusi Uranus mengedari Matahari memerlukan waktu sekitar 84 tahun.
Atmosfer Uranus tersusun atas dua gas utama, yaitu Hidrogen dan Metan. Planet ini memiliki lima satelit alam, yaitu Ariel, Umbriel, Titania, Oberon, dan Miranda.
8) Neptunus
Neptunus merupakan planet kedua terjauh dari Matahari. Rata-rata jaraknya dari Matahari adalah sekitar 4.500.000.000 kilometer.
Jarak yang sangat jauh ini mengakibatkan periode revolusi Neptunus memakan waktu yang sangat lama, yaitu sekitar 165 tahun. Adapun waktu yang diperlukan dalam satu kali rotasi adalah 22 jam.
Diameter planet Neptunus cukup panjang yaitu sekitar 48.600 kilometer. Massa Neptunus diselubungi oleh atmosfer yang tersusun atas gas Amoniak dan Metan. Planet ini memiliki dua satelit alam, yaitu Triton dan Nereid.
Pada awalnya planet Pluto termasuk dalam sistem tata surya, sebagai planet terkecil dengan posisi dan jarak terjauh dari Matahari. Pada 24 Agustus 2006, berdasarkan kesepakatan 424 para ahli astronomi yang menyelenggarakan pertemuan International Astronomical Union (IAU) bertempat di Praha, Republik Ceko, Pluto dikeluarkan dari sistem tata surya.
Berdasarkan kesepakatan tersebut Pluto yang pada awalnya merupakan planet terkecil dan terjauh dalam sistem tata surya dianggap sebagai planet kerdil (dwarf planet).
Suatu benda langit disebut planet apabila benda langit tersebut memiliki proporsi ukuran yang besar dan menempati garis orbit yang tetap dalam mengitari Matahari dalam suatu sistem tata surya dan tidak memiliki garis orbit yang sama dengan planet lain.
Berdasarkan penelitian para ahli astronomi garis orbit Pluto tumpang tindih dengan garis orbit Neptunus sehingga Pluto terdiskualifikasi dari sistem tata surya.
c. Komet
Komet lebih dikenal dengan istilah bintang berekor yang senantiasa datang mengunjungi Matahari dan keluarganya secara periodik. Sebagian besar tubuh komet dibentuk oleh berbagai gas, termasuk Sianogen (CN), Karbon (C), Karbon monoksida (CO), Nitrogen (N2), Hidroksil (OH), dan Nitrogen Hidrid (NH). Berdasarkan sifat
fisiknya, tubuh komet terdiri atas dua bagian, yaitu inti dan ekor.
Komet mengedari Matahari dengan bidang orbit yang berbeda- beda. Ada yang berbentuk elips sangat pipih, parabola, bahkan hiperbola. Pada saat komet sangat dekat dengan Matahari sebagian partikel-partikel tubuhnya mencair karena panas Matahari dan membentuk ekor yang semakin dekat Matahari, ekor komet tersebut semakin panjang. Adapun pada saat jaraknya jauh dari Matahari hampir semua bagian tubuhnya membeku sehingga tidak terdapat lagi ekor.
Beberapa contoh komet yang pernah dilihat oleh manusia antara lain sebagai berikut:
1) Komet Halley
Komet ini kali pertama ditemukan oleh Edmund Halley (1656– 1742). Komet Halley adalah komet yang terpanjang lintasannya dan muncul setiap 76 tahun sekali.
2) Komet Encke
Komet ini ditemukan oleh Johann Franz Encke (1791–1865). Komet ini muncul setiap 3,3 tahun sekali.
3) Komet Biella
Komet ini muncul setiap 6,5 tahun satu kali. Biella pernah terlihat pada tahun 1832 dan 1986.
d. Meteor
Benda langit anggota tata surya lainnya adalah Meteor, yaitu benda langit di angkasa baik terdiri atas senyawa logam maupun batuan. Jika meteor masuk ke dalam atmosfer Bumi, akan terjadi gesekan yang sangat kuat antara massa meteor dan partikel-partikel atmosfer.
Gaya gesek ini mengakibatkan meteor terbakar sehingga terlihat dari Bumi sebagai bintang yang jatuh dari angkasa. Jika meteor sampai ke permukaan Bumi, dinamakan meteorit.
Benturan atau tumbukan yang sangat kuat antara meteorit yang jatuh dengan permukaan bumi, dapat mengakibatkan terjadinya cekungan muka Bumi menyerupai kawah.
e. Asteroid
Asteroid adalah benda-benda langit kecil sejenis planet yang tersebar di antara orbit planet Mars dan Yupiter, yaitu kira-kira 500 juta kilometer dari Matahari dari Bumi.
Asteroid tampak bersinar karena benda ini sama seperti planet, menerima dan memantulkan cahaya Matahari. Beberapa contoh asteroid adalah Trojan, Apollo, dan Cerres.
Proses perkembangan planet Bumi dari masa ke masa tidak dapat dipisahkan dengan sejarah terbentuknya tata surya.
Hal ini dikarenakan Bumi merupakan salah satu anggota keluarga Matahari, di samping planet-planet lain, komet, asteroid, dan meteor.
Berdasarkan hipotesis nebula (teori kabut gas) yang dikembangkan oleh seorang ahli filsafat Jerman, Immanuel Kant (1755) serta ahli astronomi Prancis, Pierre Simon Marquis de Laplace (1796), diperoleh gambaran bahwa sistem tata surya berasal dari massa gas (kabut gas) yang bercahaya dan berputar perlahan-lahan. Massa gas tersebut secara berangsur-angsur mendingin, mengecil, dan mendekati bentuk bola.
Oleh karena massa gas itu berotasi dengan kecepatan yang makin lama semakin tinggi, pada bagian khatulistiwanya (ekuator) mendapat gaya sentrifugal paling besar, massa tersebut akhirnya menggelembung.
Akhir dari bagian yang menggelembung tersebut, ada bagian yang terlepas (terlempar) dan membentuk bola-bola pijar dengan ukuran berbeda satu sama lain. Massa gas induk tersebut akhirnya menjadi Matahari, sedangkan bola-bola kecil yang terlepas dari massa induknya pada akhirnya mendingin menjadi planet, termasuk Bumi.
Pada saat terlepas dari massa induknya, planet-planet anggota tata surya masih merupakan bola pijar dengan suhu sangat tinggi.
Oleh karena planet berotasi, ada bagian tubuhnya yang terlepas dan berotasi sambil beredar mengelilingi planet tersebut. Benda tersebut selanjutnya dinamakan Bulan (satelit alam).
Menurut hasil penelitian para ahli astronomi dan geologi, Bumi terbentuk atau terlepas dari tubuh Matahari sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu. Perkiraan kelahiran Bumi ini didasarkan atas penelaahan
Paleontologi (ilmu yang mempelajari fosil-fosil sisa makhluk hidup purba di masa lampau) dan stratigrafi (ilmu yang mempelajari struktur lapisan-lapisan batuan pembentuk muka Bumi).
Pada saat terlahir sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu, Bumi kita masih merupakan bola pijar yang sangat panas. Lama kelamaan secara berangsur-angsur Bumi kita mendingin.
Akibat proses pendinginan, bagian luar Bumi membeku membentuk lapisan kerak Bumi yang disebut litosfer. Selain pembekuan kerak Bumi, pendinginan massa Bumi ini mengakibatkan terjadinya proses penguapan gas secara besar-besaran ke angkasa.
Proses penguapan ini terjadi dalam jutaan tahun sehingga terjadi akumulasi uap dan gas yang sangat banyak. Pada saat inilah mulai terbentuk atmosfer Bumi.
Uap air yang terkumpul di atmosfer dalam waktu jutaan tahun tersebut pada akhirnya dijatuhkan kembali sebagai hujan untuk kali pertamanya di Bumi, dengan intensitas tinggi dan dalam waktu yang sangat lama.
Titik-titik air hujan yang jatuh selanjutnya mengisi cekungan-cekungan muka Bumi membentuk bentang perairan laut dan samudra.
Seorang ahli ilmu cuaca dari Jerman yang bernama Alfred Wegener (1912), dalam teorinya yang terkenal, yaitu Teori Pengapungan Benua (Continental Drift Theory) mengemukakan bahwa sampai sekitar 200 juta tahun yang lalu, di Bumi baru ada satu benua dan samudra yang maha luas.
Benua raksasa ini dinamakan Pangea, sedangkan kawasan samudra yang mengapitnya dinamakan Panthalasa.
Siklus Pembentukan Bumi
Ilustrasi siklus pembentukan Bumi terbagi menjadi:
(a) Bumi masih berbentuk bola pijar;
(b) Bumi mendingin berangsur-angsur membentuk litosfer;
(c) pembentukan atmosfer Bumi;
(d) Bumi terbentuk sempurna.
Sedikit demi sedikit Pangea mengalami retakan-retakan dan pecah. Sekitar 180 juta tahun yang lalu, benua raksasa tersebut pecah menjadi dua, yaitu pecahan benua di sebelah utara dinamakan Laurasia dan di bagian selatan dinamakan Gondwana.
Kedua benua itu dipisahkan oleh jalur laut sempit yang dinamakan Laut Tethys. Sisa Laut Tethys pada saat ini merupakan jalur cebakan minyak Bumi di sekitar laut-laut di kawasan Timur Tengah.
Baik di antara Laurasia maupun Gondwana kemudian terpecah- pecah lagi menjadi daratan yang lebih kecil dan bergerak secara tidak beraturan dengan kecepatan gerak berkisar antara 1–10 cm pertahun.
Dalam sejarah perkembangan planet Bumi, Laurasia merupakan cikal bakal benua-benua yang saat ini letaknya di sebelah utara ekuator (belahan Bumi utara), meliputi Eurasia, Amerika Utara, dan pulau- pulau kecil di sekitarnya. Adapun Gondwana merupakan cikal bakal benua-benua di belahan Bumi selatan, meliputi Amerika Selatan, Afrika, Sub Benua India, Australia, dan Antartika.