Soal Astronomi (22-02-2014)

1. Diketahui magnitudo semu matahari = -26,7 dan magnitudo absolut/mutlak matahari adalah 4,8. Tentukan jarak matahari ke bumi !

Jawab :

m = -26,7
M = 4,8
d =?

Penyelesaian :

m-M = -5 + 5 log d
-26,7-4,8        = -5 + 5 log d
(-31,5+5) / 5   = log d
d                     = 10^(-5,3)
d                     = 0,0000050118723 pc =154.564.136 km atau sekitar 1 AU


2. Apakah di bulan bintang terlihat berkedip? Jelaskan !

Jawab :

Bintang terlihat berkedip karena efek pembiasan oleh atmosfer. Di bulan tidak ada atmosfer sehingga di bulan, bintang tidak tampak berkedip


3. Kita tahu bahwa dalam evolusi bintang, bintang yang massa-nya tidak terlalu besar seperti matahari tidak akan menjadi Blackhole.
Mari kita berkhayal sedikit dengan asumsi liar. Seandainya matahari menjadi blackhole, apakah yang terjadi pada bumi?

Jawab :

Blackhole adalah salah satu tahap akhir dalam evolusi bintang. Blackhole mempunyai gravitasi yang luar biasa. Escape velocity dari blackhole memiliki nilai lebih besar dari kecepatan cahaya, sehingga cahaya tidak dapat lepas dari blackhole. Sebagai perbandingan, escape velocity bumi sebesar ~40.000 km/jam atau ~11 km/detik.

Blackhole hanya menyedot benda-benda yang berada dalam jangkauannya. Apabila benda tersebut jauh, benda tersebut hanya mengelilingi blackhole tanpa disedot. Apabila matahari menjadi blackhole, bumi tetap berevolusi terhadap matahari tanpa disedot.


4. Is Venus can observed in full phase? Explain !

Jawab :

Venus berada dalam fase penuh saat konjungsi superior,saat itu Venus-matahari-bumi berada pada garis lurus. Venus tidak dapat diobservasi karena terhalang matahari.


5. Sebuah satelit mengorbit bumi dengan jarak 5,6 x 10^4 km. Tentukan kecepatan linier dan periode satelit bila diketahui massa bumi = 6 x 10^24 kg !
r = 5,6E7 m = 5,6 x 10^7 m

Penyelesaian :

v = (GM/r)^0,5
v = [ (6,67E-11 x 6E24) / 5,6E7 ) ] ^ 0,5
v = 2.673,28 m/s

T = 2 . phi . r / v
T = (2 . phi . 5,6e7) / 2673,28
T = 131.620,47 detik
T = 36 jam 33 menit 40,47 detik

Fase-Fase Bulan

Kita tahu penampakan bulan selalu berubah setiap harinya, apa sebabnya?

Diagram

Sinar matahari digambarkan datang dari sebelah kanan. Bumi digambarkan di pusat diagram. Bulan ditampilkan pada 8 tahapan utama dalam masa rotasinya mengelilingi Bumi. Garis putus-putus antara Bumi ke Bulan menunjukkan sudut pandang kita (di Bumi) ke arah Bulan. Untuk menggambarkan bentuk bulan dengan lebih jelas pada setiap tahapan-utamanya, maka disediakan gambar yang lebih nyata disebelah luarnya.

Nama fase bulan ada disamping gambar tersebut. Satu hal yang harus diperhatikan adalah bahwa hanya separuh permukaan bulan yang akan selalu disinari matahari. Tetapi dalam suatu waktu tertentu, kita akan terkesan bisa melihat kedua sisi bulan (sisi gelap dan sisi terang). Padahal kita tidak mungkin bisa melihat sisi gelap bulan dengan mata telanjang (gambar di atas hanya untuk mendukung penjelasan). Tapi oleh karena itulah kita bisa mengamati berbagai gambaran fasa bulan. Jadi pada dasarnya gambaran fasa-fasa bulan terjadi akibat perubahan sudut dari garis yang menghubungkan Matahari-Bumi-Bulan sewaktu Bulan mengorbit (mengelilingi) Bumi.

Penjelasan Sederhana Fase-Fase Bulan

Akan lebih mudah untuk mengertikan siklus bulan dengan mengenal fase Bulan Mati/Baru dan Bulan Purnama, Kuartal I dan Kuartal III dan fase-fase di antaranya. Bulan Mati / Baru terjadi pada saat Bulan kurang-lebih berada dalam satu garis lurus di antara Matahari dan Bumi. Seluruh permukaan bulan yang disinari matahari berada di bagian “belakang” bulan, di bagian yang tidak bisa kita lihat dari Bumi.

Pada Bulan Purnama, Bumi, Bulan dan Matahari kembali kurang-lebih berada dalam satu garis lurus, tetapi pada posisi yang berlawanan, sedemikian rupa sehingga seluruh pemukaan bulan yang disinari matahari berhadapan dengan kita. Sisi gelapnya tersembunyi di “belakang”.

Kuartal I dan Kuartal III dari fasa bulan (keduanya sering disebut Bulan Setengah (Half Moon) terjadi bila posisi Bulan, Bumi dan Matahari membentuk sudut 90 derajat sehingga kita melihat persis separuh bagian bulan yang disinari matahari dan separuh bagian lagi gelap.

Dengan mengenal ke empat fase di atas maka keempat fasa lainnya akan lebih mudah dimengerti, karena semuanya merupakan gambaran dari proses transisi dari satu fase ke fase berikutnya. Untuk memudahkan mengingat dan mengerti keempat fasa lainnya itu kita istilahkan; Sabit (Crescent), Gibbous, Waxing (membesar) dan Waning (mengecil).

Sabit (crescent)

Menunjukkan fase dimana bulan terkesan disinari kurang dari separuh permukaannya. Sedangkan Gibbous menunjukkan fase dimana bulan disinari lebih dari separuh permukaannya. Waxing pada prinsipnya menunjukkan pembesaran atau perluasan penyinaran. Sedangkan Waning adalah pengecilan atau penciutan penyinaran. Sehingga kita bisa mengkombinasikan istilah istilah di atas untuk menunjukan fase-fase bulan, sebagai berikut :

Setelah fasa Bulan Baru (ijtima), sinarnya mulai membesar, tapi masih kurang dari setengahnya,diistilahkan sebagai Waxing Crescent (Sabit Muda). Setelah Kuartal I (Bulan Setengah), porsi penyinarannya tetap masih bertambah sehingga lebih dari setengahnya, sehingga disebut sebagai Waxing Gibbous. Setelah mencapai Purnama, selanjutnya penyinaran akan mulai mengecil, sehingga disebut Waning Gibbous. Terus mengecil untuk mencapai Kuartal III (Bulan Setengah) untuk selanjutnya menjadi Waning Crescent (Sabit Tua) demikian seterusnya menjadi Bulan Mati atau Bulan Baru (ijtima) kembali.

Orbit Bulan

Bulan mengelilingi Bumi dalam waktu 29 hari 12 jam 44 menit 2.8 detik (29,5305882 hari). Waktu ini sebenarnya adalah waktu relatif untuk kita yang berada di bumi. Disebut juga sebagai Synodic Period. Jika dilihat dari luar angkasa waktu yang dibutuhkan Bulan untuk mengelilingi Bumi sebenarnya hanya 27,3217 hari (sekitar 2 hari lebih cepat) disebut sebagai Orbital Period.

Mengapa Synodic Period berbeda dengan Orbital Period?

Penjelasan sederhananya adalah bahwa kita mengamati Bulan dari Bumi yang juga bergerak mengelilingi matahari. Pada setiap siklus Bulan mengelilingi Bumi, Bumi sendiri sudah bergerak dan bergeser sekitar 1 bulan dari posisi semulanya sewaktu mengorbit Matahari (dalam waktu setahun). Arah orbit Bumi pada Matahari inilah yang menyebabkan lebih panjangnya perhitungan waktu pengamatan dari Bumi.




Pada diagram di atas, Anda mungkin bertanya mengapa pada saat Bulan Mati / Baru, Bulan tidak menghalangi sinar Matahari dan pada saat Bulan Purnama, mengapa Bumi tidak memblok sinar matahari?

Sebabnya adalah karena orbit bulan membentuk sudut sekitar 5 derajat terhadap orbit Bumi-Matahari. Tetapi dari waktu ke waktu dalam setahun, Bumi, Matahari dan Bulan bisa benar-benar dalam satu garis. Bila bulan menghalangi Matahari sebagian atau seluruhnya disebut Gerhana Matahari (Solar Eclipse),hal ini hanya bisa terjadi pada saat Bulan Baru/Mati. Pada saat bayang-bayang Bumi menutupi Bulan disebut sebagai Gerhana Bulan (Lunar Eclipse) dan hanya bisa terjadi pada Bulan Purnama. Setiap tahun terjadi 4– 7 kali gerhana, kebanyakan adalah Gerhana Sebagian. Gerhana total relatif jarang terjadi.

Solusi Soal Astronomi (13-02-2014)

1. Menjawab soal ini hanya dengan mengkonversikan parsec ke kilometer.

1 parsec (pc) = 3,26 tahun cahaya (tc)
1 tc = 9,46 x 10^12 km [ tanda ( ^ ) artinya pangkat ]

Penyelesaian :

2,4 pc = 2,4 x 3,26 x 9,46x10^12 km = 7,4 x 10^13 km

2. D. Ekuinok

3. D. Sirius
Sirius merupakan bintang paling terang di langit bila dilihat dari bumi. Tetapi bukan objek paling terang di langit bumi. Objek paling terang di langit bumi adalah matahari, kemudian bulan dan venus. Sirius juga termasuk salah satu bintang terdekat dari bumi dengan jarak sekitar 8 tahun cahaya.

4. Rumus untuk mencari jarak bintang dengan paralaks adalah d = 1 / p, dimana p adalah paralaks bintang.

d = 1 / p
   = 1 / 0,037 = 27,027 pc
   = 88,027 tc
   = 8,335 x 10^14 km

5. C. Bintang Variabel

Bintang Variabel adalah bintang yang kecemerlangannya berubah. Bintang Variabel terbagi tiga, yakni bintang variabel berpulsasi (berdenyut), bintang variabel eruptif dan bintang variabel gerhana.

6. Magnitudo semu (m) = 10
Magnitudo Absolut (M) = 5

Penyelesaian :

m-M = -5 + 5 log d
5 log d = m-M + 5
Log d = ( m-M+5 ) / 5
d = 10^0,2(m-M+5)
d = 10^0,2(10-5+5)
d = 10^2
d = 100 pc
d= 100 x 3,26 x 9,46x10^12= 3,083 x 10^15 km

Sebuah objek langit dapat terlihat dengan mata telanjang apabila magnitudo-nya sama atau kurang dari 6. Semakin kecil magnitudo suatu objek langit maka semakin terang objek tersebut. Misalnya bintang Sirius mempunyai magnitudo sekitar -1 sedangkan matahari mempunyai magnitudo sekitar -26 . Magnitudo yang saya bicarakan adalah magnitudo semu (m) bukan absolut. Dari soal tersebut,tanpa menghitung kita pun sudah tahu bahwa bintang tersebut tidak dapat terlihat dengan mata telanjang karena magnitudo semu-nya hanya 10.

7. Paralaks = p
Jarak (d) = 2,7 pc

Penyelesaian :

1 / p = 2,7 pc
p = 1 / 2,7
p= 0,37 " (detik busur)

Soal Astronomi (13-02-2014)

1. If the distance of a star is 2,4 parsec, how far the distance in kilometers?

2. Titik dimana ekliptika memotong ekuator langit disebut ...

A. Paralaks
B. Solstices
C. Presesi
D. Ekuinok
E. Nutasi

3. Which one is the brightest star in the sky?

A. Alhena
B. Bellatrix
C. Betelgeux
D. Sirius
E. Altair

4. Sebuah bintang mempunyai paralaks 0,037 detik busur. Tentukan jaraknya !

5. Sebuah bintang setelah diamati bertahun-tahun ternyata mengalami perubahan magnitudo secara periodik. Termasuk jenis bintang apakah ini?

A. Bintang Neutron
B. Bintang Kelas G
C. Bintang Variabel
D. Pulsar
E. Magnetar

6. Apabila magnitudo semu sebuah bintang adalah 10 sedangkan magnitudo absolutnya adalah 5, tentukan jarak bintang tersebut dalam satuan kilometer! Apakah bintang tersebut dapat dilihat dengan mata telanjang? Jelaskan!

7. Sebuah bintang berjarak 2,7 parsec. Tentukan paralaksnya!

Bintang Tertua Di Alam Semesta (Hingga Saat Ini)

Citra bintang tertua di alam semesta saat ini. Kredit : Space Telescope Science Institute

Sebuah tim yang dipimpin oleh astronom di Universitas Nasional Australia (ANU) telah menemukan bintang tertua di alam semesta yang diketahui. Bintang tersebut terbentuk tak lama setelah Big Bang (Dentuman Besar) yang mengawali pengembangan alam semesta pada 13,7 miliar tahun yang lalu.

Penemuan ini telah memungkinkan para astronom untuk pertama kalinya mempelajari unsur kimia dari bintang-bintang awal semesta, juga memberikan gambaran yang lebih jelas tentang seperti apa pengembangan alam semesta. Bintang tertua ini ditemukan menggunakan teleskop ANU SkyMapper di Siding Spring Observatory, yang tugasnya mencari bintang-bintang tua dan memetakan langit selatan.

Bintang tertua ini terletak sekitar 6.000 tahun cahaya (1 tahun cahaya setara 9,46 triliun kilometer) dari Bumi. Dalam astronomi, jarak seperti itu masih relatif dekat. Bintang tertua ini memiliki massa 60 kali dari massa Matahari kita.

"Untuk membuat bintang seperti Matahari kita, Anda butuh bahan dasar hidrogen dan helium dari Big Bang dan menambahkan sejumlah besar zat besi yang setara dengan sekitar 1.000 kali massa Bumi," kata Dr. Keller, salah satu peneliti. Penemuan ini diterbitkan dalam edisi terbaru jurnal Nature.

Soal Astronomi (25-12-2013)

1. As the seasons progress, the constellation appear to gradually turn counter clockwise around the north celestial pole from night to night because ...

a. Bootes and Canes Venatici chase Ursa Mayor around Polaris
b. The sidereal day is slightly shorter than the solar day
c. Earth rotates on its axis
d. The galaxy spirals around its center

2. Id you live in the northern hemisphere, the elevation of Polaris above the horizon, in degrees, is about the same as ...

a. Your latitude
b. 90 degrees minus your latitude
c. The elevation of the Sun in the sky at noon
d. Nothing in particular; its elevation changes as the seasons pass

3. Tau Ceti is considered a special star because ...

a. It revolves around Polaris in a perfect circle
b. It is inside our solar system
c. It is in a constellation all by itself
d. Some astronomers think that it might have a solar system like ours

4. Earth slowly wobbles on its axis, causing the constellation to ...

a. Change shape slightly from year to year
b. Gradually converge on Polaris
c. Shift position in the sky slightly from century to century
d. Follow the plane of the ecliptic

5. People in the time of Julius Caesar saw constellation whose individuals shapes were ...

a. The same as they are now
b. Somewhat different than they are now
c. Almost nothing like they are now
d. Nothing at all like they are now

6. The constellation Andromeda is well known because it contains ...

a. The brightest star in the whole sky
b. All the planets at one time or another
c. The north celestial pole
d. A spectacular spiral galaxy

7. Orion is a landmark constellation in the northen hemisphere ...

a. All year round
b. During the winter
c. Only north of about 45 degrees latitude
d. Because it contains the brightest two stars in the sky

8. Coma berenices is sometimes mistaken for ...

a. The sword Orion
b. Ursa Major
c. The Andromeda galaxy
d. The Pleiades

9. The pole star, Polaris, is part of ...

a. Canis Major
b. Pegasus
c. Ursa Minor
d. No constellation; it stands by itself

10. The stars Vega, Altair, and Denem dominate the sky ...

a. In the circumpolar region
b. During the northern hemisphere summer
c. During spring, summer, and fall, respectively
d. No! These are not stars but constellations

Soal Astronomi (24-12-2013)

1. Assume that your mass is 65 kg. What is the force of gravity exerted on you by the earth?
Mass of the earth 5.97 x 10^24 kg and the radius of the Earth is 6378 km

2. What is the maximum value of the force of gravity exerted on you by Jupiter?
1 AU = 150.000.000 km and mass of Jupiter is 2 x 10^27 kg

3. What is the gravitational force between you and a person sitting 1/3 m away? Assume each of you has a mass of 65 kg (For simplicity, assume all objects are spherical)

4. If someone weighs (has a gravitational force acting on them) 150 pounds on Earth,how much do they weigh on Mars? Mass of Mars 6.39 x 10^23 kg and radius of Mars is 3394 km.

5. What is the circular velocity of the space shuttle in lower Earth orbit (300 km above the surface)?

6. What was the minimum speed required for Apollo 11 to leave the Earth?

7. What is the desnsity of the Earth? How does this compare to the density of rocks (between 2000 and 3500 kg/m^3)? What does this mean?

8. There are about 7000 asteroids in our solar system. Assume each one has a mass of 10^17 kg. What is the total mass of all the asteroids? If these asteroids are all rocky, and so have a density of about 3000 kg/m^3, how large a planet could be formed from them?

9. An asteroid’s closest approach to the Sun (perihelion) is 2 AU, and farthest distance from the Sun (aphelion) is 4 AU. What is the semi-major axis of its orbit? What is the period of the asteroid? What is the eccentricity?

10. Halley’s comet has an orbital period of 76 years and its furthest distance from the Sun is 35.3 AU. How close does Halley’s comet come to the Sun? How does this compare to the Earth’s distance from the Sun? What is the orbit’s eccentricity?