Matahari - Pusat Tata Surya
Ilustrasi matahari
Selain planet-planet, benda angkasa lain seperti; komet, asteroid, dan meteor juga bergerak mengitari matahari. Matahari sebagai pusat tata surya dikelilingi oleh planet-planet dan benda-benda antarplanet.
Matahari merupakan bintang terbesar di jagat raya ini. Benda luar angkasa itu memanarkan sinar dan panas dengan sendirinya. Menurut beberapa ahli, matahari adalah pusat tata surya yang sekaligus juga berperan dalam sistem gravitasi planet-planet yang ada di sistem tata surya.
Matahari memiliki peranan yang cukup penting dalam kehidupan manusia. Manfaat yang dapat kita rasakan adalah panas yang dihasilkan oleh matahari itu sendiri. Panas alami yang terpancar dari matahari akan sangat dibutuhkan oleh makhluk hidup yang ada di bumi.
Tumbuhan, membutuhkan matahari untuk proses fotosintesis yang nantinya berguna sebagai pembentuk oksigen yang sangat dibutuhkan manusia dalam proses kehidupan. Begitupun dengan manusia dan hewan.
Matahari - Teori dan Hukum Tata Surya
Bangsa Yunani pada abad pertengahan berpegang pada teori Geosentris, yaitu teori yang menganggap bahwa bumi sebagai pusat alam semesta dan berada dalam keadaan diam dan planet-planet lain yang bergerak mengitarinya. Teori ini diyakini cukup lama sampai 14 abad.
Kemudian pada tahun 1540-an seorang astronom Polandia bernama Nicolaus Copernicus menyatakan teori Heliosentris, teori yang menganggap matahari sebagai pusat dan planet-planet termasuk bumi dan anggotanya bergerak mengitari matahari.
Kepler sangat tertarik dengan gerak tidak beraturan dari planet Mars. Kepler menghabiskan waktunya untuk melakukan pengamatan dan penelitian sampai pada kesimpulan bahwa yang disimpulkan oleh Copernicus orbit lingkaran seragam tidak sesuai dengan fakta-fakta yang diamati. Karena Kepler seorang ahli matematika, maka ia melihat bahwa orbit yang berbentuk elips akan memberikan solusi tepat dari perhitungan-perhitungannya dibandingkan dengan apa yang sudah diusulkan oleh Copernicus sebelumnya.
Hukum pertama Kepler menyatakan bahwa semua planet bergerak dalam lintasan elips mengitari matahari, dengan matahari berada di salah satu titik fokus elips. Jadi, planet-planet bergerak mengitari matahari dengan garis edar (orbit) yang berbentuk elips.
Pada waktu tertentu, planet akan berada pada posisi paling dekat dengan matahari dibandingkan dengan waktu-waktu sebelumnya. Titik pada waktu planet berada dekat dengan matahari disebut Perihelium. Selain itu ada waktu di mana planet berada paling jauh dengan matahari dan disebut dengan Aphelium.
Matahari - Hukum Titius Bode
Jarak planet ke matahari adalah 149.600.000 km. Jarak tersebut dinamakan satu satuan astronomis (1 astronomical unit). Metode sederhana untuk memudahkan kita menentukan jarak antara planet-planet dan matahari dalam satuan astronomi dinamakan hukum Titius Bode, yang diperkenalkan oleh seorang ahli fisika dan matematika berkebangsaan, Jerman Johann Daniel Titius pada 1766.
Revolusi dan Rotasi Matahari
Gerak sebuah planet mengitari matahari dalam orbitnya disebut revolusi. Sedangkan perputaran planet mengitari porosnya sendiri disebut dengan rotasi. Waktu yang diperoleh sebuah planet untuk mengitari satu kali putaran pada matahari disebut periode revolusi, yang berhubungan dengan orbit planet. Makin besar orbit planetnya maka makin lama periode revolusinya.
Adapun waktu yang diperlukan planet untuk mengitari porosnya dinamakan periode rotasi, yang tidak berhubungan dengan jarak planet dan matahari. Periode revolusi Bumi adalah satu tahun dan periode rotasi Bumi adalah satu hari.
Karakteristik Umum Matahari
Matahari berbentuk bola yang berpijar. Komposisi matahari tersusun dari senyawa utama, yaitu hidrogen (74 persen) dan helium (25 persen) yang terionisasi. Sementara senyawa penyusun matahari lainnya terdiri atas besi, nikel, silikon, sulfur, magnesium, karbon, neon, kalsium, dan kromium. Cahaya yang dihasilkan matahari berasal dari hasil reaksi fusi hidrogen yeng menjadi helium.
Berdasarkan perhitungan menggunakan Hukum Newton, dengan melibatkan kecepatan orbit Bumi, jarak matahari, dan gaya gravitasi, diperoleh massa matahari sebesar 333.000 kali dari massa Bumi. Sementara itu, diameter matahari sebesar 1.392.000 kilometer atau 109 kali lebih besar dari diameter Bumi. Oleh karena itu, matahari adalah objek terbesar yang berada dalam sistem tata surya dengan massa 99.85 persen dari total massa tata surya.
Matahari merupakan bintang yang paling dekat dengan Bumi, yaitu dengan jarak 15 juta kilometer. Jarak matahari ke Bumi dikenal dengan satuan astronomi. Berdasarkan perhitungan matematika, matahari berusia 4,6 juta tahun.
Gaya gravitasi di matahari sebanding dengan 28 kali gaya gravitasi di Bumi. Secara teori, berarti jika seseorang memiliki berat 100 kg di Bumi, lalu berjalan di permukaan matahari beratnya akan terasa seperti 2.800 kg. Gravitasi matahari memungkinkan menarik semua komponen penyusunnya membentuk suatu bentuk bola sempurna.
Radiasi matahari atau lebih dikenal dengan sebutan cahaya matahari adalah campuran gelombang elektromagnetik yang terdiri atas gelombang inframerah, cahaya tampak, dan sinar ultraviolet. Semua gelombang elektromagnetik ini bergerak dengan kecepatan yang sangat tinggi. Radiasi atau cahaya matahari dapat mencapai Bumi hanya dengan waktu 8 menit. Matahari pun menghasilkan sinar gamma, tapi frekuensinya semakin kecil seiring dengan jaraknya meninggalkan inti.
Struktur Matahari
Matahari tersusun dari enam lapisan. Lapisan-lapisan tersebut memiliki karakteristik tertentu. Struktur lapisan matahari tersebut meliputi inti matahari, zona radioaktif, zona konvektif, fotosfer, kromosfer, dan korona. Inti matahari, zona radioaktif, dan zona konvektif termasuk lapisan dalam matahari. Sementara fotosfer, kromosfer, dan korona termasuk daerah terluar dari matahari.
Inti matahari daerah terdalam matahari yang bersuhu sekitar 15 juta derajat Celcius. Suhu dan tekanan di inti matahari sangat tinggi sehingga memungkinkan adanya perpecahan atom-atom menjadi elektron, proton, dan neutron. Inti matahari adalah tempat terjadinya reaksi fusi nuklir helium menjadi hidrogen.
Zona radiaktif merupakan daerah yang menyelubungi inti matahari. Energi dari inti matahari dalam bentuk radiasi berkumpul di Zona radiaktif sebelum diteruskan ke bagian matahari yang lebih luar. Bagian ini memiliki suhu dari dalam ke luar berkisar 7 juta hingga 2 juta derajt Celcius. Suhu yang tinggi di daerah ini tidak memungkinkan terjadinya reaksi fusi nuklir.
Zona konvektif merupakan lapisan matahari yang suhunya sudah mulai menurun. Suhu zona ini berkisar 2 juta derajat Celcius. Setelah keluar dari zona radiatif, atom-atom berenergi dari inti matahari akan bergerak menuju lapisan matahari yang lebih luar dengan suhu yang lebih rendah.
Fotosfer atau permukaan matahari merupakan wilayah setebal 500 kilometer. Lapisan ini memiliki suhu sekitar 5.500 derajat Celcius. Sebagian besar radiasi matahari yang dilepaskan keluar berasal dari fotosfer. Energi itu diobservasi sebagai sinar matahari di bumi, 8 menit setelah meninggalkan matahari.
Kromosfer merupakan lapisan yang berada di atas lapisan fotosfer. Warna dari lapisan kromosfer biasanya tidak terlihat karena tertutup cahaya yang begitu terang yang dihasilkan lapisan fotosfer. Namun, saat gerhana matahari total terjadi, bagian kromosfer akan terlihat sebagai bingkai berwarna merah di sekeliling matahari. Warna merah tersebut disebabkan tingginya kandungan helium.
Korona adalah lapisan terluar dari matahari. Lapisan ini berwarna putih dan hanya dapat dilihat saat terjadinya 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 ini memiliki suhu yang lebih tinggi dari bagian dalam matahari dengan suhu rata-rata antara 2 juta derajat Fahrenheit hingga 5 juta derajat Fahrenheit.
Matahari - Bola Gas Raksasa
Matahari adalah sebuah bola gas raksasa yang sangat panas dan memancarkan cahaya sendiri. Dalam bahasa Inggris, Matahari disebut juga solar, yang berasal dari kata Sol, nama dewa matahari Romawi. Matahari sebenarnya adalah sebuah bintang.
Matahari terlihat sangat besar dibanding dengan bintang-bintang lain karena jaraknya jauh lebih dekat ke Bumi. Jaraknya dari Bumi sekitar 150 juta kilometer. Jadi, dengan kecepatan cahaya sekitar 300.000 kilometer per jam, maka cahaya dari Matahari membutuhkan waktu delapan menit 20 detik untuk mencapai Bumi.
Begitu besarnya Matahari, kalau dibandingkan, sebanyak 1.300.000 planet sebesar Bumi akan bisa ditampung oleh Matahari, bahkan masih ada ruang yang tersisa. Namun jika dibandingkan dengan bintang lain, Matahari berukuran rata-rata. Banyak bintang yang berukuran jauh lebih besar.
Matahari tentu saja sangat panas. Tetapi panas itu bukan karena adanya pembakaran. Matahari juga bukan bola api. Matahari adalah sebuah bola gas, yang makin ke dalam makin rapat sehingga sangat padat. Itulah yang membuat pusat Matahari sangat panas. Di sana, panasnya mencapai 15 juta derajat Celsius!
1. Lima Miliar Tahun
Para ilmuwan berpendapat bahwa Matahari terbentuk dari awan gas dan debu yang tersebar di angkasa luar. Gas dan debu itu berasal dari bintang-bintang yang lebih tua. Gas dan debu itu kemudian saling menarik, berkumpul, dan makin lama makin besar dan padat. Setelah melewati miliaran tahun, pusat awan gas itu membentuk sebuah bola raksasa.
Gravitasi menyebabkan bola gas raksasa itu makin mampat sehingga di pusatnya lebih padat dibanding baja. Pada suatu saat, ketika semakin padat, bola gas itu menjadi sangat panas sehingga menjadi perapian atom. Bola gas itu pun mulai memancarkan cahaya. Maka, sebuah bintang telah lahir. Menurut para ilmuwan, Matahari terbentuk sekitar lima miliar tahun yang lalu.
2. Sumber Kehidupan
Tanpa Matahari, tak akan ada kehidupan di Bumi. Matahari memancarkan energinya dan sampai ke Bumi dalam bentuk gelombang cahaya. Tiap saat Matahari memancarkan cahayanya ke segala arah dan hanya sebagian kecil yang sampai ke Bumi. Meskipun tiap saat Matahari kehilangan energi dalam jumlah yang sangat banyak, proses pembakaran di dalamnya masih akan berlangsung sangat lama, hingga miliaran tahun, sebelum ia kehilangan sumber energinya dan berubah menjadi bintang mati.
Gelombang cahaya Matahari akan menembus atmosfer sebelum sampai ke permukaan Bumi. Di Bumi, gelombang cahaya itu menerpa daun-daun tumbuhan, membantu dedaunan itu dalam proses fotosintesis. Tentu saja terlalu banyak manfaat cahaya Matahari bagi Bumi dan seisinya.
