Matahari adalah bola raksasa yang terbentuk
dari gas hidrogen dan helium. Matahari termasuk bintang berwarna putih yang berperan sebagai pusat tata surya. Seluruh komponen tata surya termasuk 8 planet dan satelit
masing-masing, planet-planet kerdil, asteroid, komet, dan debu angkasa berputar mengelilingi Matahari. Di samping sebagai pusat
peredaran, Matahari juga merupakan sumber energi untuk kehidupan yang
berkelanjutan. Panas Matahari menghangatkan
bumi dan membentuk iklim, sedangkan cahayanya
menerangi Bumi serta dipakai oleh
tumbuhan untuk proses fotosintesis. Tanpa Matahari, tidak akan ada kehidupan di Bumi karena banyak reaksi kimia yang tidak dapat berlangsung.
Karakteristik umum
Matahari
Matahari berbentuk bola yang berpijar dengan senyawa
penyusun utama berupa gas hidrogen (74%) dan helium (25%) terionisasi. Senyawa
penyusun lainnya terdiri dari besi, nikel, silikon, sulfur, magnesium, karbon, neon, kalsium, dan kromium. Cahaya Matahari berasal dari hasil reaksi fusi hidrogen menjadi helium.
Berdasarkan penghitungan menggunakan Hukum Newton dengan melibatkan
nilai kecepatan orbit Bumi, jarak Matahari, dan gaya gravitasi, diperoleh massa Matahari sebesar 1,989x1030 kilogram. Angka tersebut sama dengan 333.000 kali massa Bumi. Sementara itu,
diameter Matahari adalah 1.392.000 kilometer atau 865.000 mil, sama dengan 109
kali diameter Bumi. Sebagai perbandingan, sebanyak 1,3 juta planet seukuran
Bumi dapat masuk ke dalam Matahari. Oleh karena itu, Matahari menjadi obyek
terbesar di tata surya dengan massa mencapai 99,85% dari total massa tata
surya.
Matahari merupakan bintang yang paling dekat dengan
Bumi, yaitu berjarak rata-rata 149.600.000 kilometer (92,96 juta mil). Jarak Matahari ke Bumi ini dikenal sebagai satuan astronomi dan biasa dibulatkan
(untuk penyederhanaan hitungan) menjadi 150 juta km.
Gaya gravitasi di Matahari sebanding dengan 28 kali
gravitasi di Bumi. Secara teori hal tersebut berarti bila seseorang memiliki
berat 100 kg di Bumi maka bila berjalan di permukaan Matahari beratnya akan
terasa seperti 2.800 kg. Gravitasi Matahari juga yang menahan planet-planet
yang mengelilinginya tetap berada pada orbit masing-masing. Pengaruh dari gravitasi
Matahari masih dapat terasa hingga jarak 2 tahun cahaya.
Radiasi Matahari, lebih dikenal sebagai cahaya Matahari, adalah campuran gelombang
elektromagnetik yang terdiri dari gelombang inframerah, cahaya tampak, sinar ultraviolet. Semua gelombang
elektromagnetik ini bergerak dengan kecepatan sekitar 3,0 x 108 m/s.
Oleh karena itu radiasi atau cahaya memerlukan waktu 8 menit untuk sampai ke
Bumi. Matahari juga menghasilkan sinar gamma, namun frekuensinya semakin kecil seiring dengan jaraknya meninggalkan
inti.
Struktur Matahari
Keterangan bagian-bagian Matahari. (1) Inti (2) Zona radiatif (3) Zona
konvektif (4) Fotosfer (5) Kromosfer (6) Korona (7) Bintik Matahari (8) Granula
(9) Prominensa.
Matahari memiliki enam lapisan yang masing-masing
memiliki karakteristik tertentu. Keenam lapisan tersebut meliputi inti Matahari,
zona radiatif, dan zona konvektif yang membentuk lapisan dalam (interior),
fotosfer, kromosfer, dan korona sebagai daerah terluar dari Matahari.
·
Inti Matahari
Inti adalah area terdalam dari Matahari yang memiliki
suhu sekitar 15 juta derajat Celcius (27 juta derajat Fahrenheit). Berdasarkan perbandingan radius/diameter, bagian inti berukuran
seperempat jarak dari pusat ke permukaan dan 1/64 total volume Matahari.
Kepadatannya adalah sekitar 150 g/cm3. Suhu dan tekanan yang
sedemikian tingginya memungkinkan adanya pemecahan atom-atom menjadi elektron, proton, dan neutron. Neutron yang tidak bermuatan akan meninggalkan inti menuju bagian
Matahari yang lebih luar. Sementara itu, energi panas di dalam inti menyebabkan
pergerakan elektron dan proton sangat cepat dan bertabrakan satu dengan yang
lain menyebabkan reaksi fusi nuklir (sering juga disebut termonuklir). Inti
Matahari adalah tempat berlangsungnya reaksi fusi nuklir helium menjadi
hidrogen. Energi hasil reaksi termonuklir di inti berupa sinar gamma dan neutrino memberi tenaga sangat besar sekaligus menghasilkan seluruh energi panas
dan cahaya yang diterima di Bumi. Energi tersebut dibawa keluar dari Matahari melalui
radiasi.
Zona radiatif
Zona radiatif adalah daerah yang menyelubungi inti
Matahari. Energi dari inti dalam bentuk radiasi berkumpul di daerah ini sebelum
diteruskan ke bagian Matahari yang lebih luar. Kepadatan zona radiatif adalah
sekitar 20 g/cm3 dengan suhu dari bagian dalam ke luar antara 7 juta
hingga 2 juta derajat Celcius.Suhu dan densitas zona radiatif masih cukup tinggi, namun tidak
memungkinkan terjadinya reaksi fusi nuklir.
Zona konvektif
Zona konvektif adalah lapisan di mana suhu mulai
menurun. Suhu zona konvektif adalah sekitar 2 juta derajat Celcius (3.5 juta
derajat Fahrenheit). Setelah keluar dari zona radiatif, atom-atom berenergi
dari inti Matahari akan bergerak menuju lapisan lebih luar yang memiliki suhu
lebih rendah. Penurunan suhu tersebut menyebabkan terjadinya perlambatan
gerakan atom sehingga pergerakan secara radiasi menjadi kurang efisien lagi.
Energi dari inti Matahari membutuhkan waktu 170.000 tahun untuk mencapai zona
konvektif. Saat berada di zona konvektif, pergerakan atom akan terjadi secara konveksi di area sepanjang beberapa ratus kilometer yang tersusun atas sel-sel gas
raksasa yang terus bersirkulasi. Atom-atom bersuhu tinggi yang baru keluar dari
zona radiatif akan bergerak dengan lambat mencapai lapisan terluar zona
konvektif yang lebih dingin menyebabakan atom-atom tersebut "jatuh"
kembali ke lapisan teratas zona radiatif yang panas yang kemudian kembali naik
lagi. Peristiwa ini terus berulang menyebabkan adanya pergerakan bolak-balik
yang menyebabakan transfer energi seperti yang terjadi saat memanaskan air
dalam panci. Oleh sebab itu, zona konvektif dikenal juga dengan nama zona
pendidihan (the boiling zone). Materi energi akan mencapai bagian atas
zona konvektif dalam waktu beberapa minggu.
·
Fotosfer
Fotosfer atau permukaan Matahari meliputi wilayah
setebal 500 kilometer dengan suhu sekitar 5.500 derajat Celcius (10.000 derajat Fahrenheit). Sebagian besar radiasi Matahari yang dilepaskan keluar berasal dari
fotosfer.Energi tersebut diobservasi sebagai sinar Matahari di Bumi, 8 menit setelah
meninggalkan Matahari.
·
Kromosfer
Kromosfer adalah lapisan di atas fotosfer.Warna dari kromosfer biasanya tidak terlihat karena tertutup cahaya yang
begitu terang yang dihasilkan fotosfer.Namun saat terjadi gerhana Matahari total, di mana bulan menutupi fotosfer,
bagian kromosfer akan terlihat sebagai bingkai berwarna merah di sekeliling Matahari. Warna merah tersebut disebabkan oleh tingginya kandungan helium di sana
·
Korona
Korona merupakan lapisan terluar dari Matahari. Lapisan ini berwarna putih, namun hanya dapat
dilihat saat terjadi gerhana karena cahaya yang dipancarkan tidak sekuat bagian
Matahari yang lebih dalam. Saat gerhana total terjadi, korona terlihat membentuk mahkota cahaya
berwarna putih di sekeliling Matahari. Lapisan korona memiliki suhu yang lebih tinggi dari bagian dalam Matahari
dengan rata-rata 2 juta derajat Fahrenheit, namun di beberapa bagian bisa
mencapai suhu 5 juta derajat Fahrenheit.
Pergerakan Matahari
Matahari mempunyai dua macam pergerakan, yaitu sebagai
berikut :
- Matahari berotasi pada sumbunya dengan selama sekitar 27 hari untuk mencapai satu kali putaran. Gerakan rotasi ini pertama kali diketahui melalui pengamatan terhadap perubahan posisi bintik Matahari. Sumbu rotasi Matahari miring sejauh 7,25° dari sumbu orbit Bumi sehingga kutub utara Matahari akan lebih terlihat di bulan September sementara kutub selatan Matahari lebih terlihat di bulan Maret. Matahari bukanlah bola padat, melainkan bola gas, sehingga Matahari tidak berotasi dengan kecepatan yang seragam. Ahli astronomi mengemukakan bahwa rotasi bagian interior Matahari tidak sama dengan bagian permukaannya. Bagian inti dan zona radiatif berotasi bersamaan, sedangkan zona konvektif dan fotosfer juga berotasi bersama namun dengan kecepatan yang berbeda. Bagian ekuatorial (tengah) memakan waktu rotasi sekitar 24 hari sedangkan bagian kutubnya berotasi selama sekitar 31 hari. Sumber perbedaan waktu rotasi Matahari tersebut masih diteliti.
- Matahari dan keseluruhan isi tata surya bergerak di orbitnya mengelilingi galaksi Bimasakti. Matahari terletak sejauh 28.000 tahun cahaya dari pusat galaksi Bimasakti. Kecepatan rata-rata pergerakan ini adalah 828.000 km/jam sehingga diperkirakan akan membutuhkan waktu 230 juta tahun untuk mencapai satu putaran sempurna mengelilingi galaksi.
Jarak Matahari ke bintang terdekat
Sistem bintang yang terdekat dengan Matahari adalah Alpha Centauri. Bintang yang dalam
kompleks tersebut yang memilkiki posisi terdekat dengan Matahari adalah Proxima Centauri, sebuah bintang
berwarna merah redup yang terdapat
dalam rasi bintang Centaurus. Jarak Matahari ke Proxima Centauri adalah sejauh 4,3 tahun cahaya (39.900
juta km atau 270 ribu unit astronomi), kurang lebih 270 ribu kali jarak matahai
ke Bumi. Para ahli astronomi mengetahui bahwa benda-benda angkasa senantiasa
bergerak dalam orbit masing-masing. Oleh karena itu, perhitungan jarak
dilakukan berdasarkan pada perubahan posisi suatu bintang dalam kurun waktu
tertentu dengan berpatokan pada posisinya terhadap bintang-bintang sekitar.
Metode pengukuran ini disebut parallaks (parallax).
Ciri khas Matahari
·
Prominensa (lidah api
Matahari)
Prominensa adalah salah satu ciri khas Matahari,
berupa bagian Matahari menyerupai lidah api yang sangat besar dan terang yang
mencuat keluar dari bagian permukaan serta seringkali berbentuk loop
(putaran). Prominensa disebut juga sebagai filamen Matahari karena meskipun
julurannya sangat terang bila dilihat di angkasa yang gelap, namun tidak lebih
terang dari keseluruhan Matahari itu sendiri. Prominensa hanya dapat dilihat
dari Bumi dengan bantuan teleskop dan filter. Prominensa terbesar yang pernah ditangkap oleh SOHO (Solar and
Heliospheric Observatory) diestimasi berukuran panjang 350 ribu km.
Sama seperti korona, prominensa terbentuk dari plasma namun memiliki suhu yang lebih dingin. Prominensa berisi materi dengan
massa mencapai 100 miliar kg. Prominensa terjadi di lapisan fotosfer Matahari
dan bergerak keluar menuju korona Matahari. Plasma prominensa bergerak di
sepanjang medan magnet Matahari. Erupsi dapat terjadi ketika
struktur prominesa menjadi tidak stabil sehingga akan pecah dan mengeluarkan
plasmanya. Ketika terjadi erupsi, material yang dikeluarkan menjadi bagian dari
struktur magnetik yang sangat besar disebut semburan massa korona (coronnal
mass ejection/ CME). Pergerakan semburan korona tersebut terjadi pada
kecepatan yang sangat tinggi, yaitu antara 20 ribu m/s hingga 3,2 juta km/s.
Pergerakan tersebut juga menyebabkan peningkatan suhu hingga puluhan juta
derajat dalam waktu singkat. Bila erupsi semburan massa korona mengarah ke
Bumi, akan terjadi interaksi dengan medan magnet Bumi dan mengakibatkan
terjadinya badai geomagnetik yang berpotensi mengganggu jaringan komunikasi dan listrik.
Suatu prominensa yang stabil dapat bertahan di korona
hingga berbulan-bulan lamanya dan ukurannya terus membesar setiap hari. Para
ahli masih terus meneliti bagaimana dan mengapa prominensa dapat terjadi.
·
Bintik Matahari
Bintik Matahari terlihat seperti noda kehitaman di permukaan Matahari
Bintik Matahari adalaah granula-granula cembung kecil
yang ditemukan di bagian fotosfer Matahari dengan jumlah yang tak terhitung.
Bintik Matahari tercipta saat garis medan magnet Matahari menembus bagian
fotosfer. Ukuran bintik Matahari dapat lebih besar daripada Bumi. Bintik
Matahari memiliki daerah yang gelap bernama umbra, yang dikelilingi oleh
daerah yang lebih terang disebut penumbra. Warna bintik Matahari terlihat lebih gelap karena suhunya yang jauh lebih
rendah dari fotosfer. Suhu di daerah umbra adalah sekitar 2.200 °C
sedangkan di daerah penumbra adalah 3.500 °C. Oleh karena emisi cahaya
juga dipengaruhi oleh suhu maka bagian bintik Matahari umbra hanya mengemisikan
1/6 kali cahaya bila dibandingkan permukaan Matahari pada ukuran yang sama.
·
Angin Matahari
Angin Matahari terbentuk aliran konstan dari
partikel-partikel yang dikeluarkan oleh bagian atas atomosfer Matahari, yang
bergerak ke seluruh tata surya. Kecepatan angin
surya terbagi dua, yaitu angin cepat yang mencapai 400 km/s dan angin cepat
yang mencapai lebih dari 500 km/s. Kecepatan ini juga bertambah secara
eksponensial seiring jaraknya dari Matahari. Angin Matahari yang umum terjadi
memiliki kecepatan 750 km/s dan berasal dari lubang korona di atmosfer
Matahari.
Beberapa bukti adanya angin surya yang dapat dirasakan
atau dilihat dari Bumi adalah badai geomagnetik berenergi tinggi yang merusak
satelit dan sistem listrik, aurora di Kutub Utara atau Kutub Selatan, dan partikel
menyerupai ekor panjang pada komet yang selalu menjauhi Matahari akibat
hembusan angin surya. Angin Matahari dapat membahayakan kehidupan di Bumi bila
tidak terdapat medan magnet Bumi yang melindungi dari radiasi. Pada
kenyataannya, ukuran dan bentuk medan magnet Bumi juga ditentukan oleh kekuatan
dan kecepatan angin surya yang melintas.
·
Badai Matahari
Badai Matahari terjadi ketika ada pelepasan seketika
energi magnetik yang terbentuk di atmosfer Matahari. Plasma Matahari yang
meningkat suhunya hingga jutaan Kelvin beserta partikel-partikel lainnya
berakselerasi mendekati kecepatan cahaya. Total energi yang dilepaskan setara
dengan jutaan bom hidrogen berukuran 100 megaton. Jumlah dan kekuatan badai
Matahari bervariasi. Ketika Matahari aktif dan memiliki banyak bintik, badai
Matahari lebih sering terjadi. Badai Matahari seringkali terjadi bersamaan
dengan luapan massa korona. Badai Matahari memberikan risiko radiasi yang
sangat besar terhadap satelit, pesawat ulang alik, astronot, dan terutama
sistem telekomunikasi Bumi. Badai Matahari yang pertama kali tercatat dalam
pustaka astronomi adalah pada tanggal 1 September 1859. Dua peneliti, Richard
C. Carrington dan Richard Hodgson yang sedang mengobservasi bintik Matahari
melalui teleskop di tempat terpisah, mengamati badai Matahari yang terlihat
sebagai cahaya putih besar di sekeliling Matahari. Kejadian ini disebut
Carrington Event dan menyebabkan lumpuhnya jaringan telegraf transatlantik
antara Amerika dan Eropa.
·
Granula (Gumpalan Matahari)
Granula merupakan sebuah jaringan sel halus
pada permukaan fotosfer matahari, yang disebabkan adanya aliran gas panas yang
mengumpul di dalam fotosfer, sehingga menyebabkan permukaan matahari tampak
tidak rata.
Gerhana Matahari
Gerhana matahari terjadi ketika posisi bulan terletak di antara Bumi dan Matahari
sehingga menutup sebagian atau seluruh cahaya Matahari. Walaupun Bulan lebih
kecil, bayangan Bulan mampu melindungi cahaya Matahari sepenuhnya karena Bulan
yang berjarak rata-rata jarak 384.400 kilometer dari Bumi lebih dekat
dibandingkan Matahari yang mempunyai jarak rata-rata 149.680.000 kilometer.
Gerhana Matahari dapat
dibagi menjadi tiga jenis yaitu: gerhana Matahari total,
gerhana
Matahari sebagian, dan gerhana
Matahari cincin.
Sebuah gerhana Matahari dikatakan sebagai
gerhana total apabila saat puncak gerhana, piringan Matahari ditutup sepenuhnya
oleh piringan Bulan. Saat itu, piringan Bulan sama besar atau lebih besar dari
piringan Matahari. Ukuran piringan Matahari dan piringan Bulan sendiri
berubah-ubah tergantung pada masing-masing jarak Bumi-Bulan dan Bumi-Matahari.
Gerhana sebagian terjadi apabila piringan Bulan
(saat puncak gerhana) hanya menutup sebagian dari piringan Matahari. Pada
gerhana ini, selalu ada bagian dari piringan Matahari yang tidak tertutup oleh
piringan Bulan.
Gerhana cincin terjadi apabila piringan Bulan
(saat puncak gerhana) hanya menutup sebagian dari piringan Matahari. Gerhana
jenis ini terjadi bila ukuran piringan Bulan lebih kecil dari piringan
Matahari. Sehingga ketika piringan Bulan berada di depan piringan Matahari,
tidak seluruh piringan Matahari akan tertutup oleh piringan Bulan. Bagian
piringan Matahari yang tidak tertutup oleh piringan Bulan, berada di sekeliling
piringan Bulan dan terlihat seperti cincin yang bercahaya.
Gerhana Matahari tidak dapat berlangsung
melebihi 7 menit 40 detik. Ketika gerhana Matahari, orang dilarang melihat ke
arah Matahari dengan mata telanjang karena hal ini dapat merusakkan mata secara
permanen dan mengakibatkan kebutaan.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar