TATA KOORDINAT BOLA LANGIT DAN POSISI BINTANG
MAKALAH
Makalah ini disampaikan guna memenuhi salah satu tugas mata kuliah:
Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa (IPBA)
Dosen Pengampu :
Drs. Yudi Dirgantara, M.Pd
Adam Malik, M. Pd
Disusun Oleh:
Lutfi Husni Taufik (1210207062)
Nisa Tsamratul Fuadah (1210207078)
Nuri Hidayah (1210207083)
Teti Agis Sugiarti (1210207106)
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN GUNUNG DJATI
BANDUNG
2011
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, Yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang yang telah memberikan petunjuk&bimbingan sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini tepat dengan waktunya. Shalawat serta salam kami curahkan kepada Nabi Muhammad SAW, kepada para sahabat, keluarga, serta tabi’in dan semoga tercurah kepada kita semua selaku umatnya.
Dengan mengucapkan hamdallah kami dapat menyelesaikan makalah ini untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa (IPBA) yang berjudul Tata Koordinat Bola Langit dan Posisi Bintang. Tidak lupa kami ucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu menyelesaikan makalah ini.
Kami sadari bahwa makalah ini jauh dari kesempurnaan,maka dari itu kami mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifat membangun agar pembuatan makalah berikutnya dapat lebih baik. Akhirnya kami berharap semoga makalah ini bermanfaat bagi kami dan para pembaca.
Bandung, Februari 2013
Penyusun,
DAFTAR ISI
Kata Pengantar i
Daftar Isi ii
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah 1
B. Rumusan Masalah 2
C. Tujuan Penulisan 2
D. Manfaat Penulisan 2
BAB II PEMBAHASAN
A. Hubungan Tata Koordinat Bola Langit dan Tata Koordinat Bumi 3
B. Posisi Bola Langit 4
C. Tata Koordinat Bola Langit 5
1. Tata Koordinat Horison 5
2. Tata Koordinat Equator 7
3. Tata Koordinat Ekliptika 11
BAB III PENUTUP
A. Kesimpulan 15
B. Saran 16
C. Daftar Pustaka 17
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Ilmu pengetahuan bumi dan antariksa merupakan ilmu yang mempelajari alam semesta dalam cakupan tata surya dan lapisan-lapisan bumi seperti litosfer, hidrosfer, atmosfer dan ruang angkasa di luar atmosfer bumi yang disebut antariksa. Mulai dari pusat bumi sampai puncak atmosfer atau rumbai-rumbai bumi (fringe of the earth).Pengetahuan tentang luar angkasa atau antariksa telah menjadi perdebatan sejaklama, rasa ingin tahu dan penasaran manusia mendorong mereka untuk terus melakukan penelitian tentang segala sesuatu yang belum mereka temui atau belum terpecahkan khususnya yang berkaitan dengan antariksa, karena begitu luasnya kajian tentang alam semesta yang belum diketahui batasnya, meskipun Nabi Muhammad SAW telah melakukan isra dan miraj hingga menembus langit ke tujuh atas seijin Allah SWT. Namun, sampai saat ini belum ada seorang manusia pun yang dapat menembus langit tersebut dan pengetahuan manusia hanya sebatas di langit pertama yang juga belum diketahui batasnya.
Berbagai pendapat dan hipotesis bermunculan dengan tujuan memberikan informasi paling mutakhir dan valid. Keingintahuan ini terlihat dari orang-orang Yunani kuno yang mempelajari astronomi, namun terkadang juga digunakan untuk keperluan astrologi karena keterbatasan pengetahuan. Ilmu astronomi khususnya pada penentuan posisi bintang sudah sejak lama digunakan sebagai navigasi oleh nenek moyang manusia untuk berbagai keperluan seperti peramalan musim dan pelayaran berdasarkan tata letak bintang di langit. Seiring terus berkembangnya pengetahuan manusia tentang astronomi dengan berbagai metode mulai dari pengamatan sederhana dengan perhitungan-perhitungan tertentu hingga dibuatlah observatorium untuk mengamati bintang dan benda-benda langit lainnya.
Untuk menyatakan letak suatu benda langit diperlukan suatu tata koordinat yang dapat menyatakan secara pasti kedudukan benda langit tersebut. Tata koordinat tersebut dikenal sebagai tata koordinat langit. Tiap-tiap tata koordinat tentunya memiliki cara penggunaan sistem yang berbeda serta terdapatnya berbagai macam keuntungan dan kelemahan dalam penggunaan sistem tersebut. Dengan demikian penggunaan suatu sistem koordinat bergantung pada hasil yang kita inginkan, apakah hasil yang didapat ingin digunakan untuk waktu sesaat atau untuk waktu yang lama dan dapat dipakai secara universal. Dengan tata koordinat bola langit, kita dapat menentukan posisi benda langit salah satunya adalah bintang. Dalam penulisan kali ini kelompok penulis akan membahas tentang tata koordinat bola langit untuk menentukan posisi bintang, berdasarkan titik pengamatan pada koordinat tertentu.
B. Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah yang akan dibahas dalam makalah ini adalah:
1. Mengapa tata koordinat bola langit digunakan untuk menetukan posisi bintang?
2. Bagaimana menentukan posisi benda langit berdasarkan tata koordinat bola langit?
3. Tata koordinat apa saja yang digunakan pengamat untuk menentukan posisi benda langit?
4. Faktor apa saja yang mempengaruhi pengamat dalam menentukan posisi benda langit?
C. Tujuan Penulisan
Adapun tujuan penulisan dari makalah ini adalah untuk:
1. Menjelaskan peran koordinat bola pada penentuan posisi benda-benda langit
2. Mengetetahui posisi benda langit menggunakan tata koordinat bola
3. Mendeskripsikan macam-macam koordinat untuk mengamati benda-benda pada bola langit.
4. Mengidentifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi posisi benda langit melalui pengamatan.
D. Manfaat Penulisan
Penulisan makalah ini diharapkan dapat memberikan manfaat khususnya bagi penulis dan umumnya bagi pembaca, yakni
1. Sebagai informasi dan pengetahuan dari ilmu pengetahuan bumi dan antariksa (IPBA) spesialisasi pada koordinat bola langit dan posisi bintang.
2. Sebagai motivasi untuk mengkaji lebih dalam tentang IPBA
BAB II
PEMBAHASAN
A. Hubungan Tata Koordinat Bola Langit dan Tata Koordinat Bumi
Tata koordinat bola langit terdiri dari tata koordinat horison, tata koordinat equator, tata koordinat ekliptika dan tata koordinat galaktik. Namun dalam pembahasan kali ini akan diperkenalkan tata koordinat horison, tata koordinat equator, dan tata koordinat ekliptika karena tata koordinat inilah yang paling sering digunakan dalam astronomi. Tata koordinat bola digunakan karena memang koordinat bola langit merupakan proyeksi dari tata koordinat bumi yang berbentuk bola berdasarkan letak geografisnya. Oleh karena itu sebelum memproyeksikan koordinat terhadap bola langit, terlebih dahulu kita harus mempelajari tata koordinat geografis bumi.
Seperti kita ketahui bahwa dalam menentukan letak geografis bumi dikenal istilah-istilah garis koordinat yaitu garis lintang dan garis bujur. Garis lintang adalah yaitu garis vertikal yang mengukur sudut antara suatu titik dengan garis katulistiwa. Titik di utara garis katulistiwa dinamakan Lintang Utara sedangkan titik di selatan katulistiwa dinamakan Lintang Selatan.Titik acuan garis lintang terletak pada titik pertemuan antara garis bujur dan garis lintang yaitu titik Khatulistiwa sampai titik dari garis yang diproyeksikan dari titik khatulistiwa melewati pusat bumi. Garis yang melintang dari titik khatulistiwa ke arah selatan disebut sebagai Lintang Selatan (LS), sedangkan yang melintang ke arah utara dari titik khatulistiwa disebut dengan Lintang Utara (LU).Berbeda dengan garis lintang, garis bujur merupakan garis-garis yang membujur sepanjang arah Barat dan Timur, dan meridian sebagai titik acuannya, dengan batas titik acuan adalah garis yang diproyeksi dari titik meridian yang melewati sumbu pusat bumi.Garis yang membujur dari titik meridian ke arah Timur sampai titik batas disebut dengan BujurTimur (BT) sedangkan garis yang membujur ke arah Barat sampai titik batas disebut dengan Bujur Barat (BT).
Terdapat tiga koordinat geografis tempat di bumi dalam mengamati posisi benda berdasarkan posisi bola bumi,yakni bola bumi horizontal (pengamat berada di kutub), bola bumi miring (pengamat berada di antara khatulistiwa dan kutub bumi), dan bola bumi vertikal (pengamat berada di equator).
B. Posisi Bola Langit
Bola langit merupakan suatu ruang berbentuk bola di mana semua benda langit tampak atau diproyeksikan pada bidang melengkung tersebut. Sebagai proyeksi dari bola bumi, maka garis lintang dan garis bujur bola bumi diproyeksikan ke langit menjadi garis Lintang dan garis Bujur Langit. Selain itu, equator (titikpusat) Bumi menjadi equator langit. Titik Zenith adalah suatu titik khayal pada bola langit tepat vertikal diatas kepala pengamat.Titik Nadir adalah kebalikan dari titik zenith, berada pada bola langit dibawah disebut lingkaran horizon yang merupakan perpotongan antara perluasan bidang datar tempat pengamat berdiri (biasanya bidang horizon) dengan bola langit. Untuk lebih jelas, perhatikan gambar bola langit berikut ini.
Sebagaimana posisi bumi, bola langit juga dapat dibedakan menjadi 3 jenis yaitu :
1. Bola langit vertikal jika pengamat di equator
2. Bola langit miring jika pengamat di antara equator dengan kutub
3. Bola langit horizontal jika pengamat di kutub bumi
C. Tata Koordinat Bola Langit
1. Tata Koordinat Horison
Pada tata koordinat horizon, letak bintang ditentukan hanya berdasarkan pandangan pengamat saja. Tata koordinat horizon tidak dapat menggambarkan lintasan peredaran semu bintang, dan letak bintang selalu berubah sejalan dengan waktu. Namun, tata koordinat horizon penting dalam hal pengukuran adsorbsi cahaya bintang.Bola langit dapat dibagi menjadi dua bagian sama besar oleh satu bidang yang melalui pusat bola itu, menjadi bagian atas dan bagian bawah, dengan Zenith dan Nadir sebagai titik-titik kutub. Bidang itu adalah bidang horisontal yang membentuk lingkaran horison pada permukaan bola, dan bagian atas adalah letak benda-benda langit yang tampak, dan bagian bawahnya adalah letak dari benda-benda langit yang tidak terlihat saat itu.
Dalam sistem ini, semua posisi dihubungkan dengan horison garis tempat, bumi seolah-olah bertemu dengan langit. Horison astronomis dikenal sebagai horison sejati. Tata koordinat horizon memakai bidang horizon sebagai bidang dasar terhadap mana posisi-posisi bintang–bintang ditentukan. Untuk menyatakan posisi-posisi bintang di bola langit itu, maka tata koordinat horizon menggunakan dua buah unsur, yaitu tinggi bintang dan Azimuth bintang. Perhatikan gambar berikut ini
Ordinat-ordinat dalam tata koordinat horizon adalah:
a) Bujur suatu bintang dinyatakan dengan azimut (Az). Azimut umumnya diukur dari selatan ke arah barat sampai pada proyeksi bintang itu di horizon, seperti pada gambar azimut bintang adalah 220°. Namun ada pula azimut yang diukur dari Utara ke arah timur, oleh karena itu sebaiknya Anda menuliskan keterangan tentang ketentuan mana yang Anda gunakan.
b) Lintang suatu bintang dinyatakan dengan tinggi bintang “Altitude”(a), yang diukur dari proyeksi bintang di horizon ke arah bintang itu menuju ke zenit. Tinggi bintang diukur 0° – 90° jika arahnya ke atas (menuju zenit) dan 0° – -90° jika arahnya ke bawah.
Letak bintang dinyatakan dalam (Az, a). Setelah menentukan letak bintang, lukislah lingkaran almukantaratnya, yaitu lingkaran kecil yang dilalui bintang yang sejajar dengan horizon (lingkaran PQRS)
Kita dapat menyatakan azimut dengan cara menggunakan titik Selatan sebagai acuan atau menggunakan titik Utara, berupa busur UTSB sebagai titik acuan yang digunakan secara internasional dalam astronomi dan navigasi. Kedua cara tersebut menggunakan arah yang sama, yaitu jika dilihat dari zenith arahnya searah perputaran jarum jam yang nilainya 0o-360o.
Dalam koordinat Horison dikenal dua bidang horison yaitu:
Disetiap tempat di permukaan Bumi mempunyai lingkaran meridian yang berbeda-beda tergantung bujur tempat itu (yang berbujur sama mempunyai lingkaran meridian yang sama). Ada sebuah lingkaran vertikal yang istimewa yaitu meridian pengamat. Lingkaran ini adalah lingkaran yang melalui titik Utara, Zenith dan Selatan. Jika langit dibagi dua sama besar menjadi belahan Barat dan Timur, lingkaran meridian ialah pemisahnya. Dilingkaran inilah semua bintang- bintang mencapai titik tertinggi (kulminasi atas) didalam perbedaan hariannya. Seperti pada gambar berikut ini.
Disana semua bintang tidak pernah berubah tingginya sehingga tidak dapat ditentukan mana kulminasi atasnya.Keuntungan dalam penggunaan sistem koordinat horison yaitu pada penggunaannya yang praktis, Sistem koordinat yang sederhana dan secara langsung dapat dibayangkan letak objek pada bola langit. Namun tedapat juga beberapa kelemahan pada Sistem koordinat ini, yaitu pada tempat yang berbeda maka horisonnya pun berbeda serta terpengaruh oleh waktu dan gerak harian benda langit.
2. Tata Koordinat Equator
Tata koordinat ini merupakan salah satu tata koordinat yang sering digunakan dalam astronomi. Sistem koordinat ini dapat menyatakan letak benda langit dalam skala waktu relatif panjang. Sekalipun perubahan unsur-unsur koordinatnya relatif kecil terhadap waktu. Ukuran bola Bumi diabaikan terhadap bola langit sehingga setiap pengamat di muka Bumi dianggap berada di pusat bola langit. bila pada koordinat horison Zenith dan Nadir adalah titik-titik kutub bola langit, pada koordinat equator KLU ( Kutub Langit Utara) dan KLS (Kutub Langit Selatan) merupakan titik-titik kutub koordinat equator. Perhatikan gambar berikut ini
Titik UTSB merupakan empat titik utama arah kompas pada lingkaran horison, yaitu Utara, Timur, Selatan dan Barat dengan KLS dan KLU merupakan titik-titik pada bola langit tempat bola langit berotasi (perpotongan bola langit dengan sumbu Bumi). Sudut antara kutub Bumi (poros rotasi Bumi) dan horizon disebut sudut kutub (φ) . Jika diperhatikan lebih lanjut, ternyata nilai φ = ϕ, dengan φ diukur dari Selatan ke KLS jika pengamat berada di lintang selatan dan φ diukur dari Utara ke KLU jika pengamat berada di lintang utara. Jadi untuk pengamat pada ϕ = 90° LU lingkaran ekliptika yang merupakan tempat kedudukan gerak semu tahunan Matahari akan berimpit dengan lingkaran horizon, dan kutub lintang utara berimpit dengan zenith, sedangkan pada ϕ = 90° LS lingkaran ekliptika akan berimpit dengan lingkaran horizon, dan kutub lintang selatan berimpit dengan zenith
Tata koordinat equator menjadi sesuatu yang sangat penting dalam bidang astronomi karena letak bintang-bintang, nebula, galaksi dan lainnya pada umumnya dinyatakan dalam tata koordinat equator. Pada tata koordinat equator, lintasan bintang di langit dapat ditentukan dengan tepat karena faktor lintang geografis pengamat (φ) diperhitungkan, sehingga lintasan edar bintang-bintang di langit (equator Bumi) dapat dikoreksi terhadap pengamat.Pada sistem koordinat equator, terdapat dua ordinat yang menjadi acuan yaitu
a. Ordinat Asensiorekta (Ascenciorecta)
Asensiorekta adalah panjang busur yang dihitung dari titik Aries atau disebut juga dengan titik gamma (g) pada lingkaran equator langit sampai ke titik kaki dengan arah penelusuran ke arah timur, dengan rentang antara 0 s.d. 24 jam atau 0o s.d. 360o. Ordinat ini menyatakan Bujur suatu bintang dengan menggunakan sudut jam atau Hour Angle (HA). Sudut jam menunjukkan letak suatu bintang dari titik kulminasinya, yang diukur dengan satuan jam (ingat,1h = 15°). Sudut jam diukur dari titik kulminasi atas bintang (A) ke arah barat (positif, yang berarti bintang telah lewat kulminasi sekian jam) ataupun ke arah timur (negatif, yang berarti tinggal sekian jam lagi bintang akan berkulminasi). Dapat juga diukur dari 0° – 360° dari titik A ke arah barat.
b. Ordinat Deklinasi
Deklinasi adalah panjang busur dari titik kaki pada lingkaran equator langit ke arah kutub langit sampai ke letak benda pada bola langit. Deklinasi bernilai positif jika ke arah KLU dan bernilai negatif jika ke arah KLS, dengan rentang antara 0o s.d. 90o atau 0o s.d. -90o. deklinasi (δ) menyatakan Lintang suatu bintang yang diukur dari proyeksi bintang di equator ke arah bintang itu menuju ke kutub Bumi. Tinggi bintang diukur 0° – 90° jika arahnya menuju KLU dan 0° – -90° jika arahnya menuju KLS.
Sedangkan Dalam penggunaan sistem koordinat equator, terdapat hubungan antara waktu matahari dengan waktu bintang (waktu sideris). Dimana Waktu Menengah Matahari (WMM) = sudut jam Matahari + 12 jam. Hubungan ini tentunya berkaitan juga dengan tanggal-tanggal istimewa titik Aries terhadap Matahari. Tanggal-tanggal istimewa tersebut adalah
Sekitar tanggal 21 Maret (TMS), Matahari berimpit dengan Titik Aries. Jam 0 WMM = jam 12 waktu bintang.
Sekitar tanggal 22 Juni (TMP), saat Matahari di kulminasi bawah, titik Aries berhimpit dengan titik Timur. Jam 0 WMM = jam 18 waktu bintang.
Sekitar tanggal 23 September (TMG), saat Matahari di kulminasi bawah, titik Aries berada di titik kulminasi atas. Jam 0 WMM = jam 0 waktu bintang.
Sekitar tanggal 22 Desember (TMD), saat Matahari di kulminasi bawah, titik Aries berhimpit dengan titik Barat. Jam 0 WMM = jam 06 waktu bintang.
Dapat kita lihat bahwa deklinasi suatu bintang nyaris tidak berubah dalam kurun waktu yang panjang, walaupun variasi dalam skala kecil tetap terjadi akibat presesi orbit Bumi. Namun sudut jam suatu bintang tentunya berubah tiap jam akibat rotasi Bumi dan tiap hari akibat revolusi Bumi. Oleh karena itu, ditentukanlah suatu ordinat baku yang bersifat tetap yang menunjukkan bujur suatu bintang pada tanggal 23 September pukul 00.00, yaitu ketika titik Aries tepat berkulminasi atas pada pukul 00.00 waktu lokal (vernal equinox). Ordinat inilah yang disebut asensiorekta (ascencio recta) atau kenaikan lurus, yang umumnya dinyatakan dalam jam.
Faktor gerak semu harian bintang dikoreksi terhadap waktu lokal (t) dan faktor gerak semu tahunan bintang dikoreksi terhadap Local Siderial Time (LST) atau waktu bintang, yaitu letak titik Aries pada hari itu. Pada tanggal 23 September LST-nya adalah pukul 00h, dan kembali ke pukul 00h pada 23 September berikutnya sehingga pada tanggal 21 Maret, 21 Juni, dan 22 Desember LST-nya berturut-turut adalah 12h, 18h, dan 06h. Jadi LST dapat dicari dengan rumus :
Adapun hubungan LST, HA00 dan asensiorekta (α)
LST = α + HA00
Dengan t adalah waktu lokal. Misal jika HA00 = +3h, maka sudut jam bintang pada pukul 03.00 adalah +6h (sedang terbenam). Ingat, saat kulminasi atas maka HA = 00h. Dengan demikian didapatkan hubungan komplit bujur pada tata koordinat equator.
LST + t = α + HAt
Patut diingat bahwa HA00 ialah posisi bintang pada pukul 00.00 waktu lokal, sehingga posisi bintang pada sembarang waktu ialah:
HAt = HA00 + t
Dengan α ordinat tetap, HAt ordinat tampak, LST koreksi tahunan, dan t koreksi waktu harian. Contoh pada gambar di bawah. Pada tanggal 21 Maret, LST-nya adalah 12h. Jadi letak bintang R dengan koordinat (α, δ) sebesar (16h,-50º)akan nampak di titik R pada pukul 00.00 waktu lokal. Perhatikan bahwa LST diukur dari titik A kearah barat sampai pada titik Aries. Tampak bintang R berada pada bujur (HA00) -60° atau -4 jam. Jadi, bintang R akan berkulminasi atas di titik Ka pada pukul 04.00 dan terbenam di horizon pada pukul 10.00. Asensiorekta diukur dari titik Aries berlawanan pengukuran LST sampai pada proyeksi bintang di equator. Jadi telah jelas bahwa.
HA = LST – α
Dengan -xh = 24h - xh
Tinggi bintang atau altitude, yaitu sudut kedudukan suatu bintang dari horizon dapat dicari dengan aturan cosinus segitiga bola. Tinggi bintang, a, yaitu
a = 90° -ζ
Dimana jarak zenit (ζ) dirumuskan dengan:
cos ζ = cos(90° – δ) cos(90° – ϕ) + sin(90° – δ) sin(90° – ϕ) cosHA
3. Tata Koordinat Ekliptika
Dalam sistem ini penentuan posisi benda langit yang diperlukan adalah bujur ekliptika atau ecliptic longitude dan lintang ekliptika atau ecliptic latitude. Tata koordinat di Bidang Kosmografi di dalam astronomi, tata koordinat langit adalah tata koordinat yang digunakan untuk memetakan posisi di langit. Umumnya digunakan dua koordinat yang didefinisikan pada dua lingkaran besar acuan pada bola langit dan dinyatakan dalam satuan sudut. Kedua lingkaran besar tersebut adalah:
a. Bidang Fundamental yaitu lingkaran besar yang tegak lurus garis penghubung kedua kutub tata koordinat. Koordinat pertama dihitung dari bidang fundamental ke arah kutub atau sebaliknya.
b. Lingkaran bujur nol yaitu lingkaran besar yang melewati kedua kutub tata koordinat dan didefinisikan sebagai titik awal. Koordinat kedua dihitung dari lingkaran bujur nol ke lingkaran bujur obyek.
Pada sistem koordinat ekliptika, bumi menjadi pusat koordinat karena koordinat tata bola langit merupakan proyeksi dari tata koordinat Bumi. Matahari dan planet-planet lainnya nampak bergerak mengitari bumi. Bidang datar xy adalah bidang ekliptika, sama seperti pada ekliptika heliosentrik.
Bidang eliptika membentuk sudut 23,50 terhadap bidang equator. Akibatnya kita mengamati, seolah-olah Matahari bergeser sekali ke belahan langit utara dan sekali ke belahan langit selatan dalam waktu satu tahun. Pergeseran posisi ini menyebabkan pergantian musim.
Lingkaran ekliptika dan lingkaran equator, berpotongan di dua titik yaitu vernal equinox pada tanggal 21 Maret dan Autumnal equinox tanggal 23 September. Lintang ekliptika (β) didefinisikan sebagai jarak busur dari proyeksi benda langit pada lingkaran ekliptika hingga benda langit tersebut. Rentang nilai β adalah -900 (Kutub Ekliptika Selatan, KES) hingga 900 (Kutub Ekliptika Utara, KEU). Bujur ekliptika (λ) didefinisikan sebagai jarak busur dari titik kearah Timur (seperti arah pengukuran asensiorekta pada lingkaran equator) hingga proyeksi benda langit pada lingkaran ekliptika. Rentang nilai λ adalah 00 hingga 3600.
Dari penjelasan di atas dapat ke tiga koordinat bola langit tersebut dapat ditentukan perbedaannya sebagai berikut:
Sistem Bidang Acuan Arah Acuan Lintang Bujur
Horison Bidang Horison Titik Utara Tinggi: h
+ :kearah Zenit
- kearah Nadir Azimut : A
Ke Timur
0-3600
Equator Equator Langit Vernal Equnox Deklinasi:
+: ke arah KLU
-: kea rah KLS
Asensioreta:
Ke Timur 0-24 jam
Eliptikal Bidang Eliptikal Vernal Equnox Lintang:
+: kearah KEU
- : kearah KES Bujur : l
ke Timur 0-360o
Pada intinya tata koordinat langit hanya menaruh perhatian pada "arah" letak sebuah benda langit saja, dan tidak memperhitungkan jarak benda langit tersebut. Gerak harian benda langit terjadi karena bola langit melakukan gerak semu harian akibat gerak rotasi Bumi. Pengamatan permukaan Bumi dapat mengamati benda langit bergerak berlawanan arah dengan arah gerak rotasi Bumi. Rotasi Bumi arahnya dari barat ke timur, inilah yang menyebabkan seolah-olah benda langit bergerak dari timur ke barat.Oleh karena gerak harian bola langit terjadi akibat gerak rotasi Bumi, maka periode gerak harian benda langit sama dengan periode rotasi Bumi yaitu satu hari, yang umum dianggap satu hari adalah 24 jam, sehingga dalam selang waktu itu Bumi telah berotasi sebesar 360o.
Lintasan gerak benda langit sejajar dengan ekuator langit dengan kemiringan tergantung pada lintang pengamat di permukaan Bumi. Besarnya sudut kemiringan menunjukkan besarnya jarak kutub 90otempat pengamat berada. Lintasan gerak harian benda langit di ekuator langit berbentuk lingkaran besar sedangkan di tempat lainnya lingkaran kecil.
Kedua kutub langit itu yaitu KLU dan KLS yang memiliki lintasan gerak harian berbentuk titik, sehingga tampak diam diputari oleh seluruh benda-benda langit. Benda di belahan langit Utara tampak mengedari KLU dan di belahan langit selatan tampak mengedari KLS. Kedua kutub itu memiliki ketinggian yang berbeda di permukaan Bumi, tergantung lintang pengamat dipermukaan Bumi. Tempat di belahan Bumi Utara, letak KLU berada di atas horison dengan ketinggian sama dengan besarnya lintang pengamat dan KLS berada di bawah horison. Sebaliknya tempat di belahan Bumi Selatan, letak KLS berada di atas horison dengan ketinggian sama dengan besarnya lintang pengamat dan KLU berada di bawah horison.
Penentuan waktu sideris atau waktu bintang seperti yang telah dipaparkan sebelumnya, didasarkan kepada kala rotasi bumi terhadap acuan bintang. Seperti halnya pada hari matahari, satu hari sideris dibagi menjadi 24 jam, tetapi panjang harinya sendiri lebih pendek sekitar 4 menit dibandingkan hari matahari. Adanya perbedaan panjang hari sideris dengan hari matahari menyebabkan bintang-bintang termasuk titik gamma setiap hari mencapai meridian pengamat lebih cepat sekitar 4 menit dari hari sebelumnya. Dengan lain perkataan, titik gamma bergerak sepanjang lingkaran ekuator ke arah barat sekitar 1 derajat busur setiap harinya.Adapun cara menentukan waktu sideris adalah sebagai berikut :
a. Tentukan selisih hari terhadap salah satu dari 4 tanggal patokan terdekat yakni: 21 Maret, 22 Juni, 23 September atau 22 Desember.
b. Tentukan perbedaan waktu titik Aries dengan Matahari selama selisih waktu no.1 di atas dengan mengalikan setiap beda 1 hari sebesar 4 menit.
c. Tentukan jam 0 WMM waktu setempat yang bersesuaian dengan waktu sideris pada tanggal yang bersangkutan dengan menambahkan (jika melewati salah satu tanggal patokan di atas) atau mengurangkan (jika mendahului) dengan selisih waktu no. 2 di atas yang paling dekat dengan tanggal patokan terdekat yang dipakai.
d. Patokan tanggal hubungan Waktu Sideris (Siderial Time) dengan Waktu Matahari Menengah (Mean Sun):
21 Maret Jam 0 WMM = Jam 12 Waktu Sideris
22 Juni Jam 0 WMM = Jam 18 Waktu Sideris
22 eptember Jam 0 WMM = Jam 0 Waktu Sideris
22 Desember Jam 0 WMM = Jam 6 Waktu Sideris
e. Tentukan waktu sideris jam yang diinginkan dengan menambahkan dengan WMM pada jam yang ditentukan.
Sebenarnya, jauh sebelum tata koordinat ini dikenal Allah SWT telah menetapkan koordinat-koordinat yang sempurna pada alam semesta ini dan mengatur seluruh benda-benda langit dengan segala keteraturannya, sebagaimana yang disebutkan dalam Al-Quran yang artinya:
“Dan Dialah yang telah menciptakan malam dan siang, matahari dan bulan. Masing-masing beredar pada garis edarnya". (Al-Anbiya : 33)
Ini berarti Allah menurunkan Al-Quran bukan semata-mata sebagai sebuah wahyu semata, tetapi sudah selayaknya kita sebagai hamba-Nya dapat memahami, mengamalkan, dan mengkaji lebih dalam dari intisari Al-Quran secara kontekstual, termasuk mengkaji ayat-ayat Al-Quran yang berkaitan dengan alam semesta beserta isinya.
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Bola langit merupakan suatu ruang berbentuk bola di mana semua benda langit tampak atau diproyeksikan pada bidang melengkung tersebut.Untuk menentukan posisi atau letak benda-benda langit digunakan koordinat-koordinat tertentu yang disebut dengan tata kooerdinat bola langit. tata koordinat bola langit terdiri dari tata koordinat horison, tata koordinat equator, dan tata koordinat ekliptika.
Pada tata koordinat horison, terdapat sebuah lingkaran vertikal yang istimewa yaitu meridian pengamat. Lingkaran ini adalah lingkaran yang melalui titik Utara, Zenith dan Selatan. Jika langit dibagi dua sama besar menjadi belahan Barat dan Timur, lingkaran meridian ialah pemisahnya. Dilingkaran inilah semua bintang- bintang mencapai titik tertinggi (kulminasi atas) didalam perbedaan hariannya. Dengan ordinat-ordinat yang disebut dengan Azimuth sebagai garis bujur suatu bintang dan Altitude sebagi garis lintang (tinggi) suatu bintang. Memilki dua titik kutub yaitu Zenith dan Nadir.
Pada tata koordinat equator, lintasan bintang di langit dapat ditentukan dengan tepat karena faktor lintang geografis pengamat (φ) diperhitungkan, sehingga lintasan edar bintang-bintang di langit (equator Bumi) dapat dikoreksi terhadap pengamat. Pada sistem koordinat equator, terdapat dua ordinat yang menjadi acuan yaituordinat asensiorekta yakni panjang busur yang dihitung dari titik Aries atau disebut juga dengan titik gamma (g) pada lingkaran equator langit sampai ke titik kaki dengan arah penelusuran ke arah timur, dan ordinat deklinasi adalah panjang busur dari titik kaki pada lingkaran equator langit ke arah kutub langit sampai ke letak benda pada bola langit. memilki dua titik kutub yaitu KLU dan KLS.
Pada tata koordinat Ekliptika, Umumnya digunakan dua koordinat yang didefinisikan pada dua lingkaran besar acuan pada bola langit dan dinyatakan dalam satuan sudut. Kedua lingkaran besar tersebut adalah bidang Fundamental yaitu lingkaran besar yang tegak lurus garis penghubung kedua kutub tata koordinat dan lingkaran bujur nol yaitu lingkaran besar yang melewati kedua kutub tata koordinat dan didefinisikan sebagai titik awal.
Pada intinya, Lintasan gerak benda langit sejajar dengan ekuator langit dengan kemiringan tergantung pada lintang pengamat di permukaan Bumi. Besarnya sudut kemiringan menunjukkan besarnya jarak kutub 90otempat pengamat berada. Lintasan gerak harian benda langit di ekuator langit berbentuk lingkaran besar sedangkan di tempat lainnya lingkaran kecil. Sebenarnya gerak semu harian bola langit terjadi akibat gerak rotasi Bumi, maka periode gerak harian benda langit sama dengan periode rotasi Bumi yaitu satu hari, yang umum dianggap satu hari adalah 24 jam, sehingga dalam selang waktu itu Bumi telah berotasi sebesar 360o. Pengamatan permukaan Bumi dapat mengamati benda langit bergerak berlawanan arah dengan arah gerak rotasi Bumi.
B. Saran
Untuk memahami isi dari tata koordinat bola langit dalam menentukan posisi bintang dan benda-benda langit lainnya, disarankan untuk membaca referensi yang telah teruji validitasnya guna memberi kemudahan dalam mempelajari tata koordinat-koordinat tertentu, karena diperlukan pemahaman yang mendalam dan pengetahuan yang mendasar baik dari segi geografis maupun matematis. Pembahasan dalam makalah ini belum lah cukup dikatakan sempurna, sehingga diharapkan bagi penulis untuk mengkaji lebih dalam dan dapat memperbaikinya.
DAFTAR PUSTAKA
Tjasyono, Bayong. 2009. ILMU KEBUMIAN DAN ANTARIKSA. Bandung: Rosda
Zeilik, Michael. 1976. Astronomy, Hasper and Row. New York : Publihser
Illahude, A.G. 1996. Kaji ARLINDO di Indonesia, Orasi Ilmiah Pengukuhan APU. Jakarta: LIPI
Morison, Ian. 2008. Introduction to Astronomy and Cosmology. UK : John Wiley & Sons
Winardi Sutantyo. 1984. Astrofisika, Mengenal Bintang. Bandung: Penerbit ITB
Kusky, Timothy et.al. 2010. Encyclopedia of Earth & Space science. New York : Infobase Publihsing
Admiranto, Gunawan. 2000.Menjelajahi Tata Surya. Yogyakarta : Kanisius (Anggota IKAPI)
Choudhuri ,Arnab Rai. 2010. Astrophysics for Physicist. USA New York : Cambridge University Press
L. Malasan, Hakim 2000. Jagad Raya. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan: The Golden Web LTD
Alamat situs:
*www.unhas.ac.id/gdln/dirpan/2.pdf
*www.aaiil.org/indonesia/holyquran/quransuci_002.pdf
MAKALAH
Makalah ini disampaikan guna memenuhi salah satu tugas mata kuliah:
Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa (IPBA)
Dosen Pengampu :
Drs. Yudi Dirgantara, M.Pd
Adam Malik, M. Pd
Disusun Oleh:
Lutfi Husni Taufik (1210207062)
Nisa Tsamratul Fuadah (1210207078)
Nuri Hidayah (1210207083)
Teti Agis Sugiarti (1210207106)
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN GUNUNG DJATI
BANDUNG
2011
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, Yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang yang telah memberikan petunjuk&bimbingan sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini tepat dengan waktunya. Shalawat serta salam kami curahkan kepada Nabi Muhammad SAW, kepada para sahabat, keluarga, serta tabi’in dan semoga tercurah kepada kita semua selaku umatnya.
Dengan mengucapkan hamdallah kami dapat menyelesaikan makalah ini untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa (IPBA) yang berjudul Tata Koordinat Bola Langit dan Posisi Bintang. Tidak lupa kami ucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu menyelesaikan makalah ini.
Kami sadari bahwa makalah ini jauh dari kesempurnaan,maka dari itu kami mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifat membangun agar pembuatan makalah berikutnya dapat lebih baik. Akhirnya kami berharap semoga makalah ini bermanfaat bagi kami dan para pembaca.
Bandung, Februari 2013
Penyusun,
DAFTAR ISI
Kata Pengantar i
Daftar Isi ii
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah 1
B. Rumusan Masalah 2
C. Tujuan Penulisan 2
D. Manfaat Penulisan 2
BAB II PEMBAHASAN
A. Hubungan Tata Koordinat Bola Langit dan Tata Koordinat Bumi 3
B. Posisi Bola Langit 4
C. Tata Koordinat Bola Langit 5
1. Tata Koordinat Horison 5
2. Tata Koordinat Equator 7
3. Tata Koordinat Ekliptika 11
BAB III PENUTUP
A. Kesimpulan 15
B. Saran 16
C. Daftar Pustaka 17
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Ilmu pengetahuan bumi dan antariksa merupakan ilmu yang mempelajari alam semesta dalam cakupan tata surya dan lapisan-lapisan bumi seperti litosfer, hidrosfer, atmosfer dan ruang angkasa di luar atmosfer bumi yang disebut antariksa. Mulai dari pusat bumi sampai puncak atmosfer atau rumbai-rumbai bumi (fringe of the earth).Pengetahuan tentang luar angkasa atau antariksa telah menjadi perdebatan sejaklama, rasa ingin tahu dan penasaran manusia mendorong mereka untuk terus melakukan penelitian tentang segala sesuatu yang belum mereka temui atau belum terpecahkan khususnya yang berkaitan dengan antariksa, karena begitu luasnya kajian tentang alam semesta yang belum diketahui batasnya, meskipun Nabi Muhammad SAW telah melakukan isra dan miraj hingga menembus langit ke tujuh atas seijin Allah SWT. Namun, sampai saat ini belum ada seorang manusia pun yang dapat menembus langit tersebut dan pengetahuan manusia hanya sebatas di langit pertama yang juga belum diketahui batasnya.
Berbagai pendapat dan hipotesis bermunculan dengan tujuan memberikan informasi paling mutakhir dan valid. Keingintahuan ini terlihat dari orang-orang Yunani kuno yang mempelajari astronomi, namun terkadang juga digunakan untuk keperluan astrologi karena keterbatasan pengetahuan. Ilmu astronomi khususnya pada penentuan posisi bintang sudah sejak lama digunakan sebagai navigasi oleh nenek moyang manusia untuk berbagai keperluan seperti peramalan musim dan pelayaran berdasarkan tata letak bintang di langit. Seiring terus berkembangnya pengetahuan manusia tentang astronomi dengan berbagai metode mulai dari pengamatan sederhana dengan perhitungan-perhitungan tertentu hingga dibuatlah observatorium untuk mengamati bintang dan benda-benda langit lainnya.
Untuk menyatakan letak suatu benda langit diperlukan suatu tata koordinat yang dapat menyatakan secara pasti kedudukan benda langit tersebut. Tata koordinat tersebut dikenal sebagai tata koordinat langit. Tiap-tiap tata koordinat tentunya memiliki cara penggunaan sistem yang berbeda serta terdapatnya berbagai macam keuntungan dan kelemahan dalam penggunaan sistem tersebut. Dengan demikian penggunaan suatu sistem koordinat bergantung pada hasil yang kita inginkan, apakah hasil yang didapat ingin digunakan untuk waktu sesaat atau untuk waktu yang lama dan dapat dipakai secara universal. Dengan tata koordinat bola langit, kita dapat menentukan posisi benda langit salah satunya adalah bintang. Dalam penulisan kali ini kelompok penulis akan membahas tentang tata koordinat bola langit untuk menentukan posisi bintang, berdasarkan titik pengamatan pada koordinat tertentu.
B. Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah yang akan dibahas dalam makalah ini adalah:
1. Mengapa tata koordinat bola langit digunakan untuk menetukan posisi bintang?
2. Bagaimana menentukan posisi benda langit berdasarkan tata koordinat bola langit?
3. Tata koordinat apa saja yang digunakan pengamat untuk menentukan posisi benda langit?
4. Faktor apa saja yang mempengaruhi pengamat dalam menentukan posisi benda langit?
C. Tujuan Penulisan
Adapun tujuan penulisan dari makalah ini adalah untuk:
1. Menjelaskan peran koordinat bola pada penentuan posisi benda-benda langit
2. Mengetetahui posisi benda langit menggunakan tata koordinat bola
3. Mendeskripsikan macam-macam koordinat untuk mengamati benda-benda pada bola langit.
4. Mengidentifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi posisi benda langit melalui pengamatan.
D. Manfaat Penulisan
Penulisan makalah ini diharapkan dapat memberikan manfaat khususnya bagi penulis dan umumnya bagi pembaca, yakni
1. Sebagai informasi dan pengetahuan dari ilmu pengetahuan bumi dan antariksa (IPBA) spesialisasi pada koordinat bola langit dan posisi bintang.
2. Sebagai motivasi untuk mengkaji lebih dalam tentang IPBA
BAB II
PEMBAHASAN
A. Hubungan Tata Koordinat Bola Langit dan Tata Koordinat Bumi
Tata koordinat bola langit terdiri dari tata koordinat horison, tata koordinat equator, tata koordinat ekliptika dan tata koordinat galaktik. Namun dalam pembahasan kali ini akan diperkenalkan tata koordinat horison, tata koordinat equator, dan tata koordinat ekliptika karena tata koordinat inilah yang paling sering digunakan dalam astronomi. Tata koordinat bola digunakan karena memang koordinat bola langit merupakan proyeksi dari tata koordinat bumi yang berbentuk bola berdasarkan letak geografisnya. Oleh karena itu sebelum memproyeksikan koordinat terhadap bola langit, terlebih dahulu kita harus mempelajari tata koordinat geografis bumi.
Seperti kita ketahui bahwa dalam menentukan letak geografis bumi dikenal istilah-istilah garis koordinat yaitu garis lintang dan garis bujur. Garis lintang adalah yaitu garis vertikal yang mengukur sudut antara suatu titik dengan garis katulistiwa. Titik di utara garis katulistiwa dinamakan Lintang Utara sedangkan titik di selatan katulistiwa dinamakan Lintang Selatan.Titik acuan garis lintang terletak pada titik pertemuan antara garis bujur dan garis lintang yaitu titik Khatulistiwa sampai titik dari garis yang diproyeksikan dari titik khatulistiwa melewati pusat bumi. Garis yang melintang dari titik khatulistiwa ke arah selatan disebut sebagai Lintang Selatan (LS), sedangkan yang melintang ke arah utara dari titik khatulistiwa disebut dengan Lintang Utara (LU).Berbeda dengan garis lintang, garis bujur merupakan garis-garis yang membujur sepanjang arah Barat dan Timur, dan meridian sebagai titik acuannya, dengan batas titik acuan adalah garis yang diproyeksi dari titik meridian yang melewati sumbu pusat bumi.Garis yang membujur dari titik meridian ke arah Timur sampai titik batas disebut dengan BujurTimur (BT) sedangkan garis yang membujur ke arah Barat sampai titik batas disebut dengan Bujur Barat (BT).
Terdapat tiga koordinat geografis tempat di bumi dalam mengamati posisi benda berdasarkan posisi bola bumi,yakni bola bumi horizontal (pengamat berada di kutub), bola bumi miring (pengamat berada di antara khatulistiwa dan kutub bumi), dan bola bumi vertikal (pengamat berada di equator).
B. Posisi Bola Langit
Bola langit merupakan suatu ruang berbentuk bola di mana semua benda langit tampak atau diproyeksikan pada bidang melengkung tersebut. Sebagai proyeksi dari bola bumi, maka garis lintang dan garis bujur bola bumi diproyeksikan ke langit menjadi garis Lintang dan garis Bujur Langit. Selain itu, equator (titikpusat) Bumi menjadi equator langit. Titik Zenith adalah suatu titik khayal pada bola langit tepat vertikal diatas kepala pengamat.Titik Nadir adalah kebalikan dari titik zenith, berada pada bola langit dibawah disebut lingkaran horizon yang merupakan perpotongan antara perluasan bidang datar tempat pengamat berdiri (biasanya bidang horizon) dengan bola langit. Untuk lebih jelas, perhatikan gambar bola langit berikut ini.
Sebagaimana posisi bumi, bola langit juga dapat dibedakan menjadi 3 jenis yaitu :
1. Bola langit vertikal jika pengamat di equator
2. Bola langit miring jika pengamat di antara equator dengan kutub
3. Bola langit horizontal jika pengamat di kutub bumi
C. Tata Koordinat Bola Langit
1. Tata Koordinat Horison
Pada tata koordinat horizon, letak bintang ditentukan hanya berdasarkan pandangan pengamat saja. Tata koordinat horizon tidak dapat menggambarkan lintasan peredaran semu bintang, dan letak bintang selalu berubah sejalan dengan waktu. Namun, tata koordinat horizon penting dalam hal pengukuran adsorbsi cahaya bintang.Bola langit dapat dibagi menjadi dua bagian sama besar oleh satu bidang yang melalui pusat bola itu, menjadi bagian atas dan bagian bawah, dengan Zenith dan Nadir sebagai titik-titik kutub. Bidang itu adalah bidang horisontal yang membentuk lingkaran horison pada permukaan bola, dan bagian atas adalah letak benda-benda langit yang tampak, dan bagian bawahnya adalah letak dari benda-benda langit yang tidak terlihat saat itu.
Dalam sistem ini, semua posisi dihubungkan dengan horison garis tempat, bumi seolah-olah bertemu dengan langit. Horison astronomis dikenal sebagai horison sejati. Tata koordinat horizon memakai bidang horizon sebagai bidang dasar terhadap mana posisi-posisi bintang–bintang ditentukan. Untuk menyatakan posisi-posisi bintang di bola langit itu, maka tata koordinat horizon menggunakan dua buah unsur, yaitu tinggi bintang dan Azimuth bintang. Perhatikan gambar berikut ini
Ordinat-ordinat dalam tata koordinat horizon adalah:
a) Bujur suatu bintang dinyatakan dengan azimut (Az). Azimut umumnya diukur dari selatan ke arah barat sampai pada proyeksi bintang itu di horizon, seperti pada gambar azimut bintang adalah 220°. Namun ada pula azimut yang diukur dari Utara ke arah timur, oleh karena itu sebaiknya Anda menuliskan keterangan tentang ketentuan mana yang Anda gunakan.
b) Lintang suatu bintang dinyatakan dengan tinggi bintang “Altitude”(a), yang diukur dari proyeksi bintang di horizon ke arah bintang itu menuju ke zenit. Tinggi bintang diukur 0° – 90° jika arahnya ke atas (menuju zenit) dan 0° – -90° jika arahnya ke bawah.
Letak bintang dinyatakan dalam (Az, a). Setelah menentukan letak bintang, lukislah lingkaran almukantaratnya, yaitu lingkaran kecil yang dilalui bintang yang sejajar dengan horizon (lingkaran PQRS)
Kita dapat menyatakan azimut dengan cara menggunakan titik Selatan sebagai acuan atau menggunakan titik Utara, berupa busur UTSB sebagai titik acuan yang digunakan secara internasional dalam astronomi dan navigasi. Kedua cara tersebut menggunakan arah yang sama, yaitu jika dilihat dari zenith arahnya searah perputaran jarum jam yang nilainya 0o-360o.
Dalam koordinat Horison dikenal dua bidang horison yaitu:
Disetiap tempat di permukaan Bumi mempunyai lingkaran meridian yang berbeda-beda tergantung bujur tempat itu (yang berbujur sama mempunyai lingkaran meridian yang sama). Ada sebuah lingkaran vertikal yang istimewa yaitu meridian pengamat. Lingkaran ini adalah lingkaran yang melalui titik Utara, Zenith dan Selatan. Jika langit dibagi dua sama besar menjadi belahan Barat dan Timur, lingkaran meridian ialah pemisahnya. Dilingkaran inilah semua bintang- bintang mencapai titik tertinggi (kulminasi atas) didalam perbedaan hariannya. Seperti pada gambar berikut ini.
Disana semua bintang tidak pernah berubah tingginya sehingga tidak dapat ditentukan mana kulminasi atasnya.Keuntungan dalam penggunaan sistem koordinat horison yaitu pada penggunaannya yang praktis, Sistem koordinat yang sederhana dan secara langsung dapat dibayangkan letak objek pada bola langit. Namun tedapat juga beberapa kelemahan pada Sistem koordinat ini, yaitu pada tempat yang berbeda maka horisonnya pun berbeda serta terpengaruh oleh waktu dan gerak harian benda langit.
2. Tata Koordinat Equator
Tata koordinat ini merupakan salah satu tata koordinat yang sering digunakan dalam astronomi. Sistem koordinat ini dapat menyatakan letak benda langit dalam skala waktu relatif panjang. Sekalipun perubahan unsur-unsur koordinatnya relatif kecil terhadap waktu. Ukuran bola Bumi diabaikan terhadap bola langit sehingga setiap pengamat di muka Bumi dianggap berada di pusat bola langit. bila pada koordinat horison Zenith dan Nadir adalah titik-titik kutub bola langit, pada koordinat equator KLU ( Kutub Langit Utara) dan KLS (Kutub Langit Selatan) merupakan titik-titik kutub koordinat equator. Perhatikan gambar berikut ini
Titik UTSB merupakan empat titik utama arah kompas pada lingkaran horison, yaitu Utara, Timur, Selatan dan Barat dengan KLS dan KLU merupakan titik-titik pada bola langit tempat bola langit berotasi (perpotongan bola langit dengan sumbu Bumi). Sudut antara kutub Bumi (poros rotasi Bumi) dan horizon disebut sudut kutub (φ) . Jika diperhatikan lebih lanjut, ternyata nilai φ = ϕ, dengan φ diukur dari Selatan ke KLS jika pengamat berada di lintang selatan dan φ diukur dari Utara ke KLU jika pengamat berada di lintang utara. Jadi untuk pengamat pada ϕ = 90° LU lingkaran ekliptika yang merupakan tempat kedudukan gerak semu tahunan Matahari akan berimpit dengan lingkaran horizon, dan kutub lintang utara berimpit dengan zenith, sedangkan pada ϕ = 90° LS lingkaran ekliptika akan berimpit dengan lingkaran horizon, dan kutub lintang selatan berimpit dengan zenith
Tata koordinat equator menjadi sesuatu yang sangat penting dalam bidang astronomi karena letak bintang-bintang, nebula, galaksi dan lainnya pada umumnya dinyatakan dalam tata koordinat equator. Pada tata koordinat equator, lintasan bintang di langit dapat ditentukan dengan tepat karena faktor lintang geografis pengamat (φ) diperhitungkan, sehingga lintasan edar bintang-bintang di langit (equator Bumi) dapat dikoreksi terhadap pengamat.Pada sistem koordinat equator, terdapat dua ordinat yang menjadi acuan yaitu
a. Ordinat Asensiorekta (Ascenciorecta)
Asensiorekta adalah panjang busur yang dihitung dari titik Aries atau disebut juga dengan titik gamma (g) pada lingkaran equator langit sampai ke titik kaki dengan arah penelusuran ke arah timur, dengan rentang antara 0 s.d. 24 jam atau 0o s.d. 360o. Ordinat ini menyatakan Bujur suatu bintang dengan menggunakan sudut jam atau Hour Angle (HA). Sudut jam menunjukkan letak suatu bintang dari titik kulminasinya, yang diukur dengan satuan jam (ingat,1h = 15°). Sudut jam diukur dari titik kulminasi atas bintang (A) ke arah barat (positif, yang berarti bintang telah lewat kulminasi sekian jam) ataupun ke arah timur (negatif, yang berarti tinggal sekian jam lagi bintang akan berkulminasi). Dapat juga diukur dari 0° – 360° dari titik A ke arah barat.
b. Ordinat Deklinasi
Deklinasi adalah panjang busur dari titik kaki pada lingkaran equator langit ke arah kutub langit sampai ke letak benda pada bola langit. Deklinasi bernilai positif jika ke arah KLU dan bernilai negatif jika ke arah KLS, dengan rentang antara 0o s.d. 90o atau 0o s.d. -90o. deklinasi (δ) menyatakan Lintang suatu bintang yang diukur dari proyeksi bintang di equator ke arah bintang itu menuju ke kutub Bumi. Tinggi bintang diukur 0° – 90° jika arahnya menuju KLU dan 0° – -90° jika arahnya menuju KLS.
Sedangkan Dalam penggunaan sistem koordinat equator, terdapat hubungan antara waktu matahari dengan waktu bintang (waktu sideris). Dimana Waktu Menengah Matahari (WMM) = sudut jam Matahari + 12 jam. Hubungan ini tentunya berkaitan juga dengan tanggal-tanggal istimewa titik Aries terhadap Matahari. Tanggal-tanggal istimewa tersebut adalah
Sekitar tanggal 21 Maret (TMS), Matahari berimpit dengan Titik Aries. Jam 0 WMM = jam 12 waktu bintang.
Sekitar tanggal 22 Juni (TMP), saat Matahari di kulminasi bawah, titik Aries berhimpit dengan titik Timur. Jam 0 WMM = jam 18 waktu bintang.
Sekitar tanggal 23 September (TMG), saat Matahari di kulminasi bawah, titik Aries berada di titik kulminasi atas. Jam 0 WMM = jam 0 waktu bintang.
Sekitar tanggal 22 Desember (TMD), saat Matahari di kulminasi bawah, titik Aries berhimpit dengan titik Barat. Jam 0 WMM = jam 06 waktu bintang.
Dapat kita lihat bahwa deklinasi suatu bintang nyaris tidak berubah dalam kurun waktu yang panjang, walaupun variasi dalam skala kecil tetap terjadi akibat presesi orbit Bumi. Namun sudut jam suatu bintang tentunya berubah tiap jam akibat rotasi Bumi dan tiap hari akibat revolusi Bumi. Oleh karena itu, ditentukanlah suatu ordinat baku yang bersifat tetap yang menunjukkan bujur suatu bintang pada tanggal 23 September pukul 00.00, yaitu ketika titik Aries tepat berkulminasi atas pada pukul 00.00 waktu lokal (vernal equinox). Ordinat inilah yang disebut asensiorekta (ascencio recta) atau kenaikan lurus, yang umumnya dinyatakan dalam jam.
Faktor gerak semu harian bintang dikoreksi terhadap waktu lokal (t) dan faktor gerak semu tahunan bintang dikoreksi terhadap Local Siderial Time (LST) atau waktu bintang, yaitu letak titik Aries pada hari itu. Pada tanggal 23 September LST-nya adalah pukul 00h, dan kembali ke pukul 00h pada 23 September berikutnya sehingga pada tanggal 21 Maret, 21 Juni, dan 22 Desember LST-nya berturut-turut adalah 12h, 18h, dan 06h. Jadi LST dapat dicari dengan rumus :
Adapun hubungan LST, HA00 dan asensiorekta (α)
LST = α + HA00
Dengan t adalah waktu lokal. Misal jika HA00 = +3h, maka sudut jam bintang pada pukul 03.00 adalah +6h (sedang terbenam). Ingat, saat kulminasi atas maka HA = 00h. Dengan demikian didapatkan hubungan komplit bujur pada tata koordinat equator.
LST + t = α + HAt
Patut diingat bahwa HA00 ialah posisi bintang pada pukul 00.00 waktu lokal, sehingga posisi bintang pada sembarang waktu ialah:
HAt = HA00 + t
Dengan α ordinat tetap, HAt ordinat tampak, LST koreksi tahunan, dan t koreksi waktu harian. Contoh pada gambar di bawah. Pada tanggal 21 Maret, LST-nya adalah 12h. Jadi letak bintang R dengan koordinat (α, δ) sebesar (16h,-50º)akan nampak di titik R pada pukul 00.00 waktu lokal. Perhatikan bahwa LST diukur dari titik A kearah barat sampai pada titik Aries. Tampak bintang R berada pada bujur (HA00) -60° atau -4 jam. Jadi, bintang R akan berkulminasi atas di titik Ka pada pukul 04.00 dan terbenam di horizon pada pukul 10.00. Asensiorekta diukur dari titik Aries berlawanan pengukuran LST sampai pada proyeksi bintang di equator. Jadi telah jelas bahwa.
HA = LST – α
Dengan -xh = 24h - xh
Tinggi bintang atau altitude, yaitu sudut kedudukan suatu bintang dari horizon dapat dicari dengan aturan cosinus segitiga bola. Tinggi bintang, a, yaitu
a = 90° -ζ
Dimana jarak zenit (ζ) dirumuskan dengan:
cos ζ = cos(90° – δ) cos(90° – ϕ) + sin(90° – δ) sin(90° – ϕ) cosHA
3. Tata Koordinat Ekliptika
Dalam sistem ini penentuan posisi benda langit yang diperlukan adalah bujur ekliptika atau ecliptic longitude dan lintang ekliptika atau ecliptic latitude. Tata koordinat di Bidang Kosmografi di dalam astronomi, tata koordinat langit adalah tata koordinat yang digunakan untuk memetakan posisi di langit. Umumnya digunakan dua koordinat yang didefinisikan pada dua lingkaran besar acuan pada bola langit dan dinyatakan dalam satuan sudut. Kedua lingkaran besar tersebut adalah:
a. Bidang Fundamental yaitu lingkaran besar yang tegak lurus garis penghubung kedua kutub tata koordinat. Koordinat pertama dihitung dari bidang fundamental ke arah kutub atau sebaliknya.
b. Lingkaran bujur nol yaitu lingkaran besar yang melewati kedua kutub tata koordinat dan didefinisikan sebagai titik awal. Koordinat kedua dihitung dari lingkaran bujur nol ke lingkaran bujur obyek.
Pada sistem koordinat ekliptika, bumi menjadi pusat koordinat karena koordinat tata bola langit merupakan proyeksi dari tata koordinat Bumi. Matahari dan planet-planet lainnya nampak bergerak mengitari bumi. Bidang datar xy adalah bidang ekliptika, sama seperti pada ekliptika heliosentrik.
Bidang eliptika membentuk sudut 23,50 terhadap bidang equator. Akibatnya kita mengamati, seolah-olah Matahari bergeser sekali ke belahan langit utara dan sekali ke belahan langit selatan dalam waktu satu tahun. Pergeseran posisi ini menyebabkan pergantian musim.
Lingkaran ekliptika dan lingkaran equator, berpotongan di dua titik yaitu vernal equinox pada tanggal 21 Maret dan Autumnal equinox tanggal 23 September. Lintang ekliptika (β) didefinisikan sebagai jarak busur dari proyeksi benda langit pada lingkaran ekliptika hingga benda langit tersebut. Rentang nilai β adalah -900 (Kutub Ekliptika Selatan, KES) hingga 900 (Kutub Ekliptika Utara, KEU). Bujur ekliptika (λ) didefinisikan sebagai jarak busur dari titik kearah Timur (seperti arah pengukuran asensiorekta pada lingkaran equator) hingga proyeksi benda langit pada lingkaran ekliptika. Rentang nilai λ adalah 00 hingga 3600.
Dari penjelasan di atas dapat ke tiga koordinat bola langit tersebut dapat ditentukan perbedaannya sebagai berikut:
Sistem Bidang Acuan Arah Acuan Lintang Bujur
Horison Bidang Horison Titik Utara Tinggi: h
+ :kearah Zenit
- kearah Nadir Azimut : A
Ke Timur
0-3600
Equator Equator Langit Vernal Equnox Deklinasi:
+: ke arah KLU
-: kea rah KLS
Asensioreta:
Ke Timur 0-24 jam
Eliptikal Bidang Eliptikal Vernal Equnox Lintang:
+: kearah KEU
- : kearah KES Bujur : l
ke Timur 0-360o
Pada intinya tata koordinat langit hanya menaruh perhatian pada "arah" letak sebuah benda langit saja, dan tidak memperhitungkan jarak benda langit tersebut. Gerak harian benda langit terjadi karena bola langit melakukan gerak semu harian akibat gerak rotasi Bumi. Pengamatan permukaan Bumi dapat mengamati benda langit bergerak berlawanan arah dengan arah gerak rotasi Bumi. Rotasi Bumi arahnya dari barat ke timur, inilah yang menyebabkan seolah-olah benda langit bergerak dari timur ke barat.Oleh karena gerak harian bola langit terjadi akibat gerak rotasi Bumi, maka periode gerak harian benda langit sama dengan periode rotasi Bumi yaitu satu hari, yang umum dianggap satu hari adalah 24 jam, sehingga dalam selang waktu itu Bumi telah berotasi sebesar 360o.
Lintasan gerak benda langit sejajar dengan ekuator langit dengan kemiringan tergantung pada lintang pengamat di permukaan Bumi. Besarnya sudut kemiringan menunjukkan besarnya jarak kutub 90otempat pengamat berada. Lintasan gerak harian benda langit di ekuator langit berbentuk lingkaran besar sedangkan di tempat lainnya lingkaran kecil.
Kedua kutub langit itu yaitu KLU dan KLS yang memiliki lintasan gerak harian berbentuk titik, sehingga tampak diam diputari oleh seluruh benda-benda langit. Benda di belahan langit Utara tampak mengedari KLU dan di belahan langit selatan tampak mengedari KLS. Kedua kutub itu memiliki ketinggian yang berbeda di permukaan Bumi, tergantung lintang pengamat dipermukaan Bumi. Tempat di belahan Bumi Utara, letak KLU berada di atas horison dengan ketinggian sama dengan besarnya lintang pengamat dan KLS berada di bawah horison. Sebaliknya tempat di belahan Bumi Selatan, letak KLS berada di atas horison dengan ketinggian sama dengan besarnya lintang pengamat dan KLU berada di bawah horison.
Penentuan waktu sideris atau waktu bintang seperti yang telah dipaparkan sebelumnya, didasarkan kepada kala rotasi bumi terhadap acuan bintang. Seperti halnya pada hari matahari, satu hari sideris dibagi menjadi 24 jam, tetapi panjang harinya sendiri lebih pendek sekitar 4 menit dibandingkan hari matahari. Adanya perbedaan panjang hari sideris dengan hari matahari menyebabkan bintang-bintang termasuk titik gamma setiap hari mencapai meridian pengamat lebih cepat sekitar 4 menit dari hari sebelumnya. Dengan lain perkataan, titik gamma bergerak sepanjang lingkaran ekuator ke arah barat sekitar 1 derajat busur setiap harinya.Adapun cara menentukan waktu sideris adalah sebagai berikut :
a. Tentukan selisih hari terhadap salah satu dari 4 tanggal patokan terdekat yakni: 21 Maret, 22 Juni, 23 September atau 22 Desember.
b. Tentukan perbedaan waktu titik Aries dengan Matahari selama selisih waktu no.1 di atas dengan mengalikan setiap beda 1 hari sebesar 4 menit.
c. Tentukan jam 0 WMM waktu setempat yang bersesuaian dengan waktu sideris pada tanggal yang bersangkutan dengan menambahkan (jika melewati salah satu tanggal patokan di atas) atau mengurangkan (jika mendahului) dengan selisih waktu no. 2 di atas yang paling dekat dengan tanggal patokan terdekat yang dipakai.
d. Patokan tanggal hubungan Waktu Sideris (Siderial Time) dengan Waktu Matahari Menengah (Mean Sun):
21 Maret Jam 0 WMM = Jam 12 Waktu Sideris
22 Juni Jam 0 WMM = Jam 18 Waktu Sideris
22 eptember Jam 0 WMM = Jam 0 Waktu Sideris
22 Desember Jam 0 WMM = Jam 6 Waktu Sideris
e. Tentukan waktu sideris jam yang diinginkan dengan menambahkan dengan WMM pada jam yang ditentukan.
Sebenarnya, jauh sebelum tata koordinat ini dikenal Allah SWT telah menetapkan koordinat-koordinat yang sempurna pada alam semesta ini dan mengatur seluruh benda-benda langit dengan segala keteraturannya, sebagaimana yang disebutkan dalam Al-Quran yang artinya:
“Dan Dialah yang telah menciptakan malam dan siang, matahari dan bulan. Masing-masing beredar pada garis edarnya". (Al-Anbiya : 33)
Ini berarti Allah menurunkan Al-Quran bukan semata-mata sebagai sebuah wahyu semata, tetapi sudah selayaknya kita sebagai hamba-Nya dapat memahami, mengamalkan, dan mengkaji lebih dalam dari intisari Al-Quran secara kontekstual, termasuk mengkaji ayat-ayat Al-Quran yang berkaitan dengan alam semesta beserta isinya.
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Bola langit merupakan suatu ruang berbentuk bola di mana semua benda langit tampak atau diproyeksikan pada bidang melengkung tersebut.Untuk menentukan posisi atau letak benda-benda langit digunakan koordinat-koordinat tertentu yang disebut dengan tata kooerdinat bola langit. tata koordinat bola langit terdiri dari tata koordinat horison, tata koordinat equator, dan tata koordinat ekliptika.
Pada tata koordinat horison, terdapat sebuah lingkaran vertikal yang istimewa yaitu meridian pengamat. Lingkaran ini adalah lingkaran yang melalui titik Utara, Zenith dan Selatan. Jika langit dibagi dua sama besar menjadi belahan Barat dan Timur, lingkaran meridian ialah pemisahnya. Dilingkaran inilah semua bintang- bintang mencapai titik tertinggi (kulminasi atas) didalam perbedaan hariannya. Dengan ordinat-ordinat yang disebut dengan Azimuth sebagai garis bujur suatu bintang dan Altitude sebagi garis lintang (tinggi) suatu bintang. Memilki dua titik kutub yaitu Zenith dan Nadir.
Pada tata koordinat equator, lintasan bintang di langit dapat ditentukan dengan tepat karena faktor lintang geografis pengamat (φ) diperhitungkan, sehingga lintasan edar bintang-bintang di langit (equator Bumi) dapat dikoreksi terhadap pengamat. Pada sistem koordinat equator, terdapat dua ordinat yang menjadi acuan yaituordinat asensiorekta yakni panjang busur yang dihitung dari titik Aries atau disebut juga dengan titik gamma (g) pada lingkaran equator langit sampai ke titik kaki dengan arah penelusuran ke arah timur, dan ordinat deklinasi adalah panjang busur dari titik kaki pada lingkaran equator langit ke arah kutub langit sampai ke letak benda pada bola langit. memilki dua titik kutub yaitu KLU dan KLS.
Pada tata koordinat Ekliptika, Umumnya digunakan dua koordinat yang didefinisikan pada dua lingkaran besar acuan pada bola langit dan dinyatakan dalam satuan sudut. Kedua lingkaran besar tersebut adalah bidang Fundamental yaitu lingkaran besar yang tegak lurus garis penghubung kedua kutub tata koordinat dan lingkaran bujur nol yaitu lingkaran besar yang melewati kedua kutub tata koordinat dan didefinisikan sebagai titik awal.
Pada intinya, Lintasan gerak benda langit sejajar dengan ekuator langit dengan kemiringan tergantung pada lintang pengamat di permukaan Bumi. Besarnya sudut kemiringan menunjukkan besarnya jarak kutub 90otempat pengamat berada. Lintasan gerak harian benda langit di ekuator langit berbentuk lingkaran besar sedangkan di tempat lainnya lingkaran kecil. Sebenarnya gerak semu harian bola langit terjadi akibat gerak rotasi Bumi, maka periode gerak harian benda langit sama dengan periode rotasi Bumi yaitu satu hari, yang umum dianggap satu hari adalah 24 jam, sehingga dalam selang waktu itu Bumi telah berotasi sebesar 360o. Pengamatan permukaan Bumi dapat mengamati benda langit bergerak berlawanan arah dengan arah gerak rotasi Bumi.
B. Saran
Untuk memahami isi dari tata koordinat bola langit dalam menentukan posisi bintang dan benda-benda langit lainnya, disarankan untuk membaca referensi yang telah teruji validitasnya guna memberi kemudahan dalam mempelajari tata koordinat-koordinat tertentu, karena diperlukan pemahaman yang mendalam dan pengetahuan yang mendasar baik dari segi geografis maupun matematis. Pembahasan dalam makalah ini belum lah cukup dikatakan sempurna, sehingga diharapkan bagi penulis untuk mengkaji lebih dalam dan dapat memperbaikinya.
DAFTAR PUSTAKA
Tjasyono, Bayong. 2009. ILMU KEBUMIAN DAN ANTARIKSA. Bandung: Rosda
Zeilik, Michael. 1976. Astronomy, Hasper and Row. New York : Publihser
Illahude, A.G. 1996. Kaji ARLINDO di Indonesia, Orasi Ilmiah Pengukuhan APU. Jakarta: LIPI
Morison, Ian. 2008. Introduction to Astronomy and Cosmology. UK : John Wiley & Sons
Winardi Sutantyo. 1984. Astrofisika, Mengenal Bintang. Bandung: Penerbit ITB
Kusky, Timothy et.al. 2010. Encyclopedia of Earth & Space science. New York : Infobase Publihsing
Admiranto, Gunawan. 2000.Menjelajahi Tata Surya. Yogyakarta : Kanisius (Anggota IKAPI)
Choudhuri ,Arnab Rai. 2010. Astrophysics for Physicist. USA New York : Cambridge University Press
L. Malasan, Hakim 2000. Jagad Raya. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan: The Golden Web LTD
Alamat situs:
*www.unhas.ac.id/gdln/dirpan/2.pdf
*www.aaiil.org/indonesia/holyquran/quransuci_002.pdf
0 komentar:
Posting Komentar