Sistem Tata Surya

Gambar Sistem Tata Surya

Pernahkah kamu amati langit pada malam hari? Benda-benda apa saja yang kamu lihat di langit? Pasti kamu akan melihat ribuan benda langit. Di antara benda-benda langit tersebut ada yang disebut bintang dan ada juga yang disebut planet. Ketika pagi menjelang, masihkah kamu dapat melihat benda-benda langit tersebut? Tentu saja tidak, karena di siang hari kamu hanya dapat melihat Matahari di langit. Ketika malam datang, barulah kamu dapat melihat kembali benda-benda langit tersebut. Mengapa demikian?

Peristiwa tersebut di atas akan kita pelajari dalam Bab ini, yaitu sistem Tata Surya. Segala sesuatu yang berkaitan dengan sistem Tata Surya akan berpengaruh terhadap sistem kehidupan di Bumi. Maha besar Tuhan yang telah menciptakan alam dengan begitu agungnya. Oleh karena itu, marilah belajar dengan sungguh-sungguh, senantiasa bersyukur serta berusaha untuk menjaga karunia-Nya sebagai wujud ketakwaan kepada Tuhan Yang Maha Esa agar kelak menjadi manusia yang cerdas dan peduli terhadap semua ciptaan Tuhan.

Manusia telah melihat langit sejak ribuan tahun yang lalu. Pengamatan awal mencatat terkait perubahan posisi dari planet-planet dan mengembangkan ide-ide terkait tata surya yang didasarkan pada pengamatan dan kepercayaan.

Saat ini, manusia juga mengetahui objek di dalam sistem tata surya mengorbit pada Matahari. Selain itu, gravitasi Matahari juga memengaruhi pergerakan benda-benda dalam sistem tata surya sebagaimana gravitasi Bumi memengaruhi pergerakan bulan yang mengorbit padanya.

Pada awal tahun 1600an, Johannes Kepler seorang ahli matematika dari Jerman mulai mempelajari orbit planet-planet. Ia menemukan bahwa bentuk orbit planet tidak melingkar, tetapi berbentuk oval atau elips.

Di dalam astronomi ada tiga hukum gerakan planet, menurut Johannes Kepler dijelaskan sebagai berikut: (1) Setiap planet bergerak dengan lintasan elips, Matahari berada di salah satu fokusnya. (2) Luas daerah yang disapu pada selang waktu yang sama akan selalu sama. (3) Periode kuadrat suatu planet berbanding dengan pangkat tiga jarak rata-ratanya dari Matahari.

Perhitungan lebih lanjut menunjukkan bahwa letak Matahari tidak di pusat orbit, tetapi sedikit offset. Kepler juga menemukan bahwa planet bergerak dengan kecepatan yang berbeda dalam orbitnya di sekitar Matahari. Hal ini ditunjukkan pada Tabel berikut.

Tabel di atas menunjukkan bahwa planet yang dekat dengan Matahari bergerak lebih cepat daripada planet yang jauh dari Matahari. Bidang edar planet-planet dalam mengelilingi Matahari disebut bidang edar dan bidang edar Bumi dalam mengelilingi Matahari disebut bidang ekliptika. Susunan Tata Surya terdiri atas Matahari, Planet Dalam, Planet Luar, Komet, Meteorid, dan Asteroid.

Jadi, Tata surya adalah susunan benda-benda langit yang terdiri atas Matahari sebagai pusat tata surya, planet-planet, komet, meteoroid, dan asteroid yang mengelilingi Matahari.

1. Matahari

Matahari adalah bintang yang berupa bola gas panas dan bercahaya yang menjadi pusat sistem tata surya. Tanpa energi intens dan panas Matahari, tidak akan ada kehidupan di Bumi.

Gambar Bagian-bagian Matahari

Matahari memiliki 4 lapisan, yaitu sebagai berikut.

a. Inti Matahari, memiliki suhu sekitar 1,5 x 10^{7 0}C yang cukup untuk mempertahankan fusi termonuklir yang berfungsi sebagai sumber energi Matahari. Energi dari inti akan diradiasikan ke lapisan luar Matahari dan kemudian sampai ke ruang angkasa.

b. Fotosfer, memiliki suhu sekitar 6.000 Kelvin, dengan ketebalan sekitar 300 km. Melalui fotosfer, sebagian besar radiasi Matahari ke luar dan terdeteksi sebagai sinar Matahari yang kita amati di Bumi. Di dalam fotosfer terdapat bintik Matahari, yaitu daerah dengan medan magnet yang kuat dan dingin serta lebih gelap dari wilayah sekitarnya.

c. Kromosfer, memiliki suhu sekitar 4.500 Kelvin dan ketebalannya 2.000 km. Kromosfer terlihat seperti gelang merah yang mengeliling Bulan pada waktu terjadi gerhana Matahari total.

d. Korona, merupakan lapisan terluar Matahari dengan suhu sekitar 1.000.000 Kelvin dan ketebalannya sekitar 700.000 km. Memiliki warna keabu-abuan yang dihasilkan dari ionisasi atom karena suhu yang sangat tinggi. Korona terlihat seperti mahkota dengan warna keabu-abuan yang mengelilingi Bulan pada waktu terjadi gerhana Matahari total.

Di antara inti dan fotosfer terdapat daerah radiasi dan daerah konveksi. Di daerah tersebut energi berpindah secara radiasi dan konveksi.

2. Planet Dalam

Gambar Planet dalam (Merkurius, Venus, Bumi, dan Mars)

Planet adalah benda langit yang tidak dapat memancarkan cahaya sendiri. Planet hanya memantulkan cahaya yang diterimanya dari bintang. Planet dalam disebut juga dengan planet terrestrial. Planet terrestrial adalah planet yang letaknya dekat dengan Matahari, berukuran kecil, memiliki sedikit satelit atau tidak sama sekali, berbatu, terestrial, sebagian besar terdiri atas mineral tahan api, seperti silikat yang membentuk kerak dan mantelnya, serta logam seperti besi dan nikel yang membentuk intinya.

Selain itu, planet dalam juga memiliki atmosfer yang cukup besar untuk menghasilkan cuaca, memiliki kawah dan fitur permukaan tektonik. Seperti lembah retakan dan gunung berapi. Planet dalam terdiri atas: Merkurius, Venus, Bumi, dan Mars.

3. Planet Luar

Gambar Planet luar

Planet luar disebut juga dengan planet Jovian. Planet Jovian adalah planet yang letaknya jauh dengan Matahari, berukuran besar, memiliki banyak satelit, dan sebagian besar tersusun dari bahan ringan. Seperti hidrogen, helium, metana, dan amonia. Planet-planet dalam dan luar dipisahkan oleh sabuk asteroid. Planet luar terdiri atas Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus.

Data Perbandingan Planet-planet Tata Surya

Data Perbandingan Planet-planet Tata Surya

4. Komet

Komet berasal dari Bahasa Yunani, yaitu kometes artinya berambut panjang. Komet adalah benda langit yang mengelilingi Matahari dengan orbit yang sangat lonjong. Komet ini terdiri atas debu, partikel batu yang bercampur dengan es, metana, dan amonia.

Bagian-bagian komet, yaitu sebagai berikut.

a. Inti komet, yaitu bagian komet yang berukuran lebih kecil, padat, tersusun dari debu dan gas.

b. Koma, yaitu daerah kabut di sekitar inti.

c. Ekor komet, yaitu bagian komet yang berukuran lebih panjang. Arah ekor komet selalu menjauhi Matahari dikarenakan dorongan yang berasal dari angin dan radiasi Matahari.

5. Meteoroid

Meteoroid adalah potongan batu atau puing-puing logam (yang mengandung unsur besi dan logam) yang bergerak di luar angkasa.

Meteorid mengelilingi Matahari dengan orbit tertentu dan kecepatan yang bervariasi. Meteoroid tercepat bergerak di sekitar 42 km/detik.  Ketika Meteoroid tertarik oleh gravitasi Bumi, maka sebelum sampai di Bumi, meteorid akan bergesekan dengan atmosfer Bumi. Gesekan tersebut akan menghasilkan panas dan membakar meteoroid tersebut. Meteoroid yang habis terbakar oleh atmosfer Bumi disebut meteor.  Apabila Meteoroid tidak habis terbakar oleh atmosfer Bumi dan jatuh ke Bumi disebut meteorit.

Gambar Meteorit di Arizona

6. Asteroid

Asteroid adalah potongan-potongan batu yang mirip dengan materi penyusun planet. Sebagian besar asteroid terletak di daerah antara orbit Mars dan Jupiter yang disebut sabuk Asteroid.

Gambar Sabuk Asteroid yang terletak antara orbit Mars dan Jupiter

Diskusikan dengan temanmu !

1. Uraikan berbagai fakta yang mendukung ketidakmungkinan berlangsungnya kehidupan di planet Merkurius, Venus, Mars, Yupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus.

2. Jelaskan isi dari hukum Kepler 1, 2, dan 3.

3. Salah satu sinar yang diradiasikan oleh matahari adalah sinar ultraviolet. Jelaskan dampak sinar ultraviolet bagi kehidupan di Bumi, khususnya manusia.

4. Mengapa jarang ada tanaman yang tumbuh di daerah kutub? Jelaskan.

5. Jelaskanlah penemuan ilmuwan yang telah melakukan penelitian terkait tata surya: (a). Al-Battani, (b). Ibnu Al Syatir, (c). Nicolaus Copernicus 

 

Jawaban hasil diskusi:

1. Fakta yang mendukung ketidakmungkinan berlangsungnya kehidupan di planet

a. Merkurius memiliki jarak yang paling dekat dengan Matahari, sehingga suhu permukaan Merkurius sangat tinggi.

b. Atmosfer Venus mengandung CO₂ yang sangat tinggi, sehingga menimbulkan efek rumah kaca yang berakibat pada tingginya suhu permukaan Venus.

c. Mars tidak memiliki kandungan oksigen dan air yang memadai untuk organisme yang akan tinggal. d. Hampir setiap saat di permukaan Yupiter selalu terjadi badai, sehingga terlalu berbahaya bagi organisme yang akan tinggal.

e. Saturnus, Uranus, dan Neptunus memiliki jarak yang sangat jauh terhadap Matahari, sehingga suhu permukaan yang sangat rendah tidak memungkinkan organisme dapat tumbuh subur. 

2. Hukum Kepler 1, 2, dan 3

a. Hukum I Kepler menjelaskan lintasan planet yang mengorbit matahari berbentuk elips.

b. Hukum II Kepler menjelaskan sapuan luasan planet bernilai sama dalam periode sama. Luas daerah yang disapu pada selang waktu yang sama akan selalu sama.  

c. Hukum III Kepler menjelaskan perbandingan jari-jari dengan periode orbit planet. Periode kuadrat suatu planet berbanding dengan pangkat tiga jarak rata-ratanya dari Matahari. 

3. Dampak sinar ultraviolet bagi manusia

Sinar ultraviolet yang memiliki panjang gelombang antara 100-320 nm berdampak buruk pada kesehatan kulit manusia. Sinar ultraviolet dapat menembus lapisan epidermis, sehingga mengakibatkan pigmentasi yang tidak wajar, kerutan, hingga kanker kulit. 

4. Penjelasan jarang ada tanaman yang tumbuh di daerah kutub 

Karena Secara geologis, dalam waktu satu tahun, kutub mengalami musim dingin (tanpa hamparan sinar Matahari) selama berbulan-bulan sehingga suhu yang sangat rendah dan cahaya Matahari yang minim menyulitkan tumbuhan untuk hidup dan melakukan fotosintesis. Selain itu, faktor zat hara yang rendah juga membuat tanaman tidak dapat tumbuh subur di daerah kutub. 

5. Ilmuwan yang telah melakukan penelitian terkait tata surya:

a. Al-Battani (858-929 M)

Al-Battani banyak mengoreksi perhitungan Ptolomeus mengenai orbit Bulan dan planet-planet tertentu. Dia membuktikan kemungkinan gerhana Matahari tahunan dan menghitung secara lebih akurat sudut lintasan Matahari terhadap Bumi, perhitungan yang sangat akurat mengenai lamanya setahun Matahari 365 hari, 5 jam, 46 menit, dan 24 detik. Tak hanya itu saja, ia juga berhasil mengubah sistem perhitungan sebelumnya yang membagi satu hari ke dalam 60 bagian (jam) menjadi 12 bagian (12 jam), dan setelah ditambah 12 jam waktu malam sehingga berjumlah 24 jam. 

b. Ibnu Al Syatir (1304 – 1375 M)

Ide Ibnu Al-Syatir tentang planet Bumi mengelilingi Matahari telah menginspirasi Copernicus. Akibatnya, Copernicus dimusuhi gereja dan dianggap pengikut setan. Demikian juga Galileo, yang merupakan pengikut Copernicus, secara resmi dikucilkan oleh Gereja Katolik dan dipaksa untuk bertobat, namun dia menolak. 

c. Nicolaus Copernicus (1473-1543)

Nicolaus Copernicus adalah seorang astronom, matematikawan, dan ekonom berkebangsaan Polandia yang mengembangkan teori heliosentrisme Tata Surya dalam bentuk yang terperinci, sehingga teori tersebut bermanfaat bagi sains. Teorinya tentang Matahari sebagai pusat Tata Surya yang menjungkirbalikkan teori geosentris tradisional (yang menempatkan Bumi di pusat alam semesta) dianggap sebagai salah satu penemuan yang terpenting sepanjang masa, dan merupakan titik mula fundamental bagi astronomi modern dan sains modern (teori ini menimbulkan revolusi ilmiah).

 

Referensi:

Ilmu Pengetahuan Alam. SMP/MTs Kelas VII Semester 2. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. Edisi Revisi Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, 2017.

Gambar Sistem Tata Surya oleh 0fjd125gk87 dari Pixabay

Baca juga ...

Sistem Tata Surya
01	Sistem Tata Surya
02	Kondisi Bumi
03	Kondisi Bulan
04	Gerhana
05	Mengamati Tata Surya dengan Simulasi