bab14 bintangmaret2011

BAB 14 BINTANG

Ide Dasar:Matahari dan bintang-bintang menggunakan

reaksi nuklir fusi untuk mengubah materi menjadi energi. Bintang padam ketika bahan

bakar nuklirnya habis.

Dr.rer.nat. M. Ikbal ArifyantoEmail : ikbal@as.itb.ac.idKK Astronomi, FMIPA-ITB

Garis Besar Bab 14

Bola langit Arkeo-Astronomi, astronomi sebagai

ilmu tertua Radiasi gelombang Elektromagnetik Keragaman Bintang Evolusi Bintang

Alcor and Mizar

Alcor and Mizar

Bola Langit

Ekuator langit

Kutub utara langit

Zenith = Titik pada bola langit yang berada diatas kepala kita

Nadir = Titik pada bola langit yang berada dibawah kita (tak terlihat)

Bola Langit

Arkeo-astronomiAstronomi sebagai ilmu tertua

Kalender langit Hari

○ Waktu yang diperlukan untuk satu kali putaran rotasi Bumi

Tahun○ Waktu yang diperlukan oleh Bumi untuk

mengorbit Matahari Bulan

○ Waktu yang diperlukan oleh Bulan untuk mengorbit Bumi

Minggu

hari dalam seminggu

Objek Tata Surya yang dapat dilihat dengan mata telanjang Matahari (Sun)Bulan (Moon)Mars MercuryJupiterVenusSaturn

Sun-day Moon-day Tuesday Wednesday Thors-day Friday Saturn-day

Musim

Sumbu rotasi Bumi memilki sudut inklinasi sebesar 23.5° terhadap bidang orbit Bumi, hal inilah yang menyebabkan perbedaan musim

Musim

Light from the sun

Steep incidence → Summer

Shallow incidence → Winter

Musim dipengaruhi oleh perbedaan sudut datang cahaya Matahari ke permukaan Bumi.

Mengamati Waktu dan Musim Sundial (Egyptian obelisk) Arah Bulan sabit dapat memprediksi waktu musim hujan

(Nigeria)

Special Seasonal Alignments

Stonehenge (England -- and others) had many alignments for solstices, equinoxes and bright stars

Sun Dagger (New Mexico) shows noon on summer solstice; other effects in winter & equinoxes

Mesopotamian Astronomy

MESOPOTAMIANS built observatories starting ~6000 years ago:

the ziggurats had seven levels, one for each wandering object in the sky:

Sun, Moon, Mercury, Venus, Mars, Jupiter, Saturn Thus 7 days to the week They tracked stars --- groups rising before sun at

different times of year implied seasonal beginnings for planting and harvesting (zodiac).

Divided circles in 360 degrees, each degree into 60 minutes and each minute into 60 seconds -- we still use!

Left written records in cuneform so we understand them better

Mesopotamian Astronomy and Influence

By 2000 BC Ur and other Sumerian and Babylonia cities had large temples, or ziggurats, usually aligned N-S, like most Egyptian pyramids

Egyptian and Mesopotamian knowledge spread to Europe, Asia and Africa

Other Ancient Accomplishments

Mesopotamians could predict planetary positions -- synodic periods, e.g., Mars returns to same location roughly every 780 days:

22 synodic periods = 47 years, so records of old planetary positions could give good

locations. Knew about the SAROS cycle 2700 years ago: lunar

eclipses definitely occurred every 18.6 years. Chinese, Indians and Mayans also knew these

patterns Egyptians used astronomical events to forecast Nile

floods and harvest times.

Giza, Last Wonder of the Ancient World

Langit diatas Piramida Giza 2500 tahun yang lalu

Sabuk Orion dan Pyramids

Temple of Abu Simbel

© 2005 Pearson Education Inc., publishing as Addison-Wesley

Mexico: model of the Aztec’s Templo Mayor

© 2005 Pearson Education Inc., publishing as Addison-Wesley

Yucatan, Mexico: Mayan Observatory at Chichen Itza

© 2005 Pearson Education Inc., publishing as Addison-Wesley

South Pacific: Polynesians were very skilled in art of celestial navigation

© 2005 Pearson Education Inc., publishing as Addison-Wesley

China: Earliest known records of supernova explosions (1400 B.C.)

Bone or tortoise shell inscription from the 14th century BC.

"On the Xinwei day the new star dwindled."

"On the Jisi day, the 7th day of the month, a big new star appeared in the company of the Ho star."

Radiasi Gelombang Elektromagnetik

Radiasi Elektromagnetik

Setiap hari kita hidup dengan dihujani oleh cahaya. Cahaya tersebut merupakan sebagian kecil radiasi elektromagnetik yang dipancarkan oleh bintang. Sebuah bintang memancarkan energinya pada seluruh panjang gelombang. Karena letak bintang yang amat sangat jauh tak terjangkau, maka astronom hanya bermodalkan hujan radiasi elektromagnetik tersebut untuk menguak misteri langit.

Cahaya tampak berada pada rentang panjang gelombang 400 sampai 700 nm (1 nm = 10-9 m)

Radiasi Elektromagnetik

Teleskop OptikAstronomers use

telescopes to gather more light from

astronomical objects.

The larger the telescope, the more

light it gathers.

Teleskop Pembias dan Pemantul

Teleskop Pembias : Lensa

memfokuskan cahaya yang

dibiaskan

Teleskop Pemantul : Cermin lengkung

memfokuskan cahaya yang

dipantulkannya

Hampir semua teleskop modern adalah teleskop pemantul.

Focal length

Focal length

Teleskop Pembias

Yerkes telescope, diameter lensa 102 cm di Wisconsin, USA

Teleskop Pemantul

Pengamatan astronomi modern

Teleskop

Teleskop ruang angkasaTeleskop di permukaan bumi

Teleskop di permukaan bumiUkuran kecil: d = 50 cm – 1.5 m

European Southern Observatory La Silla

Ruangan kontrol

RITZ

Teleskop di permukaan bumi

Calar Alto Observatory 3.5 m, Spain

Berukuran sedang: d = 2 – 4 m

Teleskop di permukaaan bumi

Large Binocular Telescope 8.4 m, Texas Arizona

Ukuran besar: d = 8 – 11 m

Teleskop di permukaan bumi

Very Large Telescope (Interferometer)European Southern Observatory Paranal

TMT

TMT

GMT

EELT = OWL

Teleskop Radio

GBT

Atmospheric transparency

Hubble

Space telescopes

Herschel (ESA)one of the biggest

Hubble Space Telescope

ConX

Bintang

Matahari

Matahari Adalah Bintang Terdekat Dari bumi Struktur

Pusat bintangZona ConvectionFotosferKromosfereKorona

The corona ejects mass into space to form the solar wind

Activity in the corona includes coronal mass ejections and coronal holes

Sunspots are low-temperature regions inthe photosphere

Matahari

Interaksi Dengan Lingkungan SekitarAliran 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.

Energi Matahari

Sumber Energi Matahari Semua berawal dari hidrogen

Reaksi Fusi 3 langkah pembakaran hidrogen

1) P + P D + e+ + neutrino + energi2) D + P 3He + foton + energi3) 3He + 3He 4He + 2protons + foton + energi

Perkiraan Lama Hidup 11 milyar tahun

Keragaman Jenis Bintang

Perbedaan TampakWarnaKecerlangan

○ Jarak ○ Kecerlangan mutlak

Output energiLuminositas

○ Kecerlangan tampak

PerilakuMassa totalumur

M42

M45

M13

Nebula Orion dan horsehead Nebula

Skala Jarak Dalam Astronomi

SatuanTahun cahaya : 9.5*10^15 m

Metode PengukuranTriangulasiBintang variabel Cepheid

Metode triangulasi menggunakan pengukuran perubahan sudut pandang bintang yang tampak dari dua waktu pengamatan yang berbeda untuk mendapatkan informasi jarak bintang dari kita. (kanan)

Annie Jump Cannon dan Henrietta Swan Leavitt memberikan kontribusi penting dalam pengamatan spektroskopi di Observatorium Harvard Collage. (kiri)

Parallax

Skala Jarak dalam Astronomi

Skala Jarak dalam Astronomi

Diagram Hertzsprung-Russel

Pengelompokan BintangBintang deret utamaRaksasa merahKatai putih

Evolusi Bintang

Kelahiran Bintang

Hipotesis NebulaLaplace

Ketika mulai runtuh, nebula mulai berotasi dan bentuknya memipih menjadi piringan. Tahapan dalam pembentukan tata surya meliputi (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 MatahariKatai coklatBercahaya selama 100 milyar tahun

○ Tanpa perubahan ukuran, temperatur, dan output energi

Deret Utama Dan Kematian Bintang

Bintang bermassa sama dengan MatahariPembakaran hidrogen

berlangsung lebih cepat○ Bergeser dari deret utama

Pembakaran HeliumRaksasa merahKeruntuhan pusat dimulaiKatai putih

Deret Utama Dan Kematian Bintang

Bintang Bermassa Lebih Besar Dari Matahari Keruntuhan dan pembakaran

beruntunPusat besiKeruntuhan katastropik

○ Supernova○ Bintang Neutron○ Lubang Hitam

Ukuran relatif bintang katai putih dan bintang neutron

Earth White Dwarf Neutron Star

Sirius

Supernova 1987a

Bintang Neutron Dan Pulsar

Bintang NeutronBerkerapatan tinggi dan

berukuran kecilBerotasi sangat cepatHampir tak bercahaya

PulsarBintang neutron dengan

kondisi khususRadiasi elektromagnetik Tahap akhir supernova

“Listen to the Pulsar”

Lubang Hitam

Sisa keruntuhan bintang yang sangat besar “Penjara gravitasi” Tak bercahaya

Pengaruh keberadaannya terhadap bintang lainTerdeteksi pada sinar-X dan sinar gamma

Supermassive Black Hole in the Galactic Center

Selesai