ch14-na2ys

Bintang
Bab 2
Ide Dasar:
Matahari dan bintang-bintang
menggunakan reaksi fusi nuklir untuk
mengubah materi menjadi energi.
Bintang padam ketika bahan bakar
nuklirnya habis.
Garis Besar
•
•
•
•
Nature Bintang
Anatomi Bintang
Keragaman Jenis Bintang
Daur Hidup Bintang
Nature Bintang
Mengenal Bintang
• Astronomi
– Sains tertua
– Bintang menghiasi langit
malam
– Terdistribusi dalam
konfigurasi yang tetap
Nature Bintang
• Fisis Bintang
– Bola gas panas
– Reaktor nuklir raksasa
Matahari terlihat sebagai sebuah bola gas yang berpijar.
Dalam sistem tata surya, ukuran matahari jauh lebih
besar daripada planet-planet yang mengelilinginya.
Nature Bintang
• Keberadaan bintang di
langit berawal dan
berakhir
Tidak semua bintang di langit muncul bersamaan. Semua
bintang memiliki riwayat hidup, yang berarti ada kelahiran dan
kematian. Pada gambar medan bintang di samping, terlihat
bintang-bintang dari berbagai usia. Beberapa diantaranya ada
yang baru lahir dan ada yang hampir habis masa hidupnya. Tapi
kita tidak dapat melihat perubahannya secara langsung karena
membutuhkan waktu yang jauh lebih panjang daripada skala
hidup manusia.
Mempelajari Fisis Bintang
Menggunakan Telescope
• Bintang mengemisi radiasi elektromagnetik
• Apa yang diukur?
– Panjang gelombang (frekuensi) diukur dg
spektroskopi;
– Intensitas (Kecerlangan) diukur dg detektor;
– Posisi di langit diukur dg RA dan Dec telescope;
– Variasi pada ketiga besaran di atas terhadap
waktu;
Teleskop
• Disain Optik
– Pembias (menggunakan lensa)
– Pemantul (menggunakan cermin)
• Jenis Pengamatan
– Astrometri (posisi)
– Fotometri (intensitas)
– Spektroskopi (warna)
Teleskop
• Posisi
– Landas Bumi
– Landas angkasa
Pengamatan Astronomi dilakukan pada seluruh panjang gelombang. Pada
beberapa panjang gelombang tertentu atmosfer bumi bersifat kedap. Pada daerah
panjang gelombang tersebut, pengamatan harus dilakukan dari luar atmosfer
Bumi.
Telescopes
Orbiting Observatories
• Great Observatories
– Hubble Optic
– Spitzer Infrared
– Chandra X-Ray
Spektrum
Bintang
Spektrum dari 7 bintang dengan kelas
spektrum yang berbeda, yaitu O, B, A, F,
G, K, dan M
Anatomi Bintang
Struktur Matahari
• Matahari adalah
Bintang terdekat dari
Bumi
• Struktur
–
–
–
–
–
–
Inti (16 juta K)
Zona radiatif
Zona konvektif
Photosfer (6000K)
Chromosphere
Corona
• Solar Wind
– Aliran partikel
Matahari
• Interaksi Dengan Lingkungan Sekitar
– Aliran partikel bermuatan
Salah satu bukti interaksi Matahari dengan
lingkungan sekitarnya dapat dilihat pada aktifitas
partikel bermuatan yang dipancarkan Matahari
terhadap magnetosfer bumi dalam bentuk aurora.
Aurora:
interaksi angin Matahari dan medan magnet Bumi
Sumber Energi Matahari: Fusi
•
3-tahap-fusi hydrogen:
P + P  D + e+ + neutrino + energy
D + P  3He + photon + energy
3He + 3He 4He + 2protons + photon +
energy
Per reaksi menghasilkan: 30 MeV (10^-12J)
•
•
Kala hidup: 11 milyard tahun
Kala hidup bintang terbatas:
bergantung pada kesediaan
bahan bakar dan laju reaksi
Jenis
Bintang
• Perbedaan
– Massa
– Warna
– Kecerlangan
• Kecerlangan mutlak
– Energy output
– Luminositas
• Kecerlangan tampak
• Umur
Warna, temperatur, dan panjang gelombang
Mass /
MSun
Main
Lumino Effective Radius
sequence
sity /
Temp
LSun
(K)
/RSun lifespan
(years)
0.1 3×10^-3
2,900
0.16
2×10^12
0.5
0.03
3,800
0.6
2×10^11
0.75
0.3
5,000
0.8
3×10^10
1
1
6,000
1
1×10^10
1.5
5
7,000
1.4
2×10^9
3
60
11,000
2.5
2×10^8
5
600
17,000
3.8
7×10^7
10
10,000
22,000
5.6
2×10^7
15
17,000
28,000
6.8
1×10^7
25
80,000
35,000
8.7
7×10^6
60 790,000
44,500
15
3.4×10^6
Mengukur
Jarak
Astronomis
Apakah obyekobyek langit di
image/citra
jaraknya sama?
Menentukan Jarak Matahari
Mengukur
Jarak
Astronomis
Diukur sudut max dan
jarak Bumi-Venus.
Jarak Bumi-Matahari (1 AU) ditentukan
dengan trigonometri, rE = rEV / cos max
Mengukur Menentukan Jarak Bintang (dekat)
Paralax trigonometri:
Jarak
Perpindahan posisi terprojeksi bintang
gerak tahunan Bumi
Astronomis karena
mengelilingi Matahari
1 AU = 150 jt km
Paralax Trigonometri
b covers an angle α
2π r covers an angle 360°
maka
2π r / b = 360°/ α
jadi
r = (360°/2 π α) b
Mengukur Menentukan Jarak Bintang (dekat)
Jarak
Paralax trigonometri
Astronomis
Sudut paralax, p,
dinyatakan dengan arc seconds.
d= 1 pc utk sdt paralx, p= 1 arcsec
1pc= 3,26 thn cahaya.
Mengukur
Jarak
Astronomis
Bintang variabel Cepheid
Hubungan ketat antara
Luminositas dan Periode
variabilitas
Diagram Hertzsprung-Russel
• Tahapan Evolusi Bintang
– Main-sequence (Deret Utama)
– Raksasa Merah
– Katai Putih
Jalan Hidup Bintang
Lahirnya Bintang
Daerah Pembentukan Bintang pada Galaksi
Deret Utama dan Kematian Bintang
• Bintang bermassa lebih kecil daripada Matahari
– Katai Coklat
– Bisa berpendar selama 100 milyard tahun
• Tanpa ada perubahan signifikan pada ukuran, temperatur,
energy output
Deret Utama dan Kematian Bintang
• Bintang seukuran
Matahari
– Pembakaran
hidrogen dengan laju
cepat
• Meninggalkan Deret
Utama
– Pembakaran
Hidrogen
– Raksasa Merah
– Mulai collapse
– Katai Putih
Deret Utama dan Kematian Bintang
• Bintang besar
– Collapse dan fusi
berlanjut
– Inti besi terbentuk
– Catastrophic collapse
• supernova
Bintang Neutron dan Pulsar
• Bintang neutron
– Kecil tapi kerapatan tinggi
– Rotasi sangat cepat
– redup
• Pulsar
– Special neutron star
– Medan magnet kuat
– Bentuk akhir bintang
setelah supernova
Black Holes
Hasil collapse bintang sangat besar
– Gravitasi sangat kuat
– Diketahui dari efeknya pada objek sekitar
Optik
Bintang sekitar
Mengelilingi blackhole
X-ray
Akresi materi sekitar
Radio
Jet materi
Kuis
1. Bagaimana menentukan jarak bintang
(yang dekat)? Setelah diukur, paralax
bintang Alpha Centauri sebesar 0,75.
Berapa jarak bintang tsb.?
2. Apakah Black hole itu? Apakah kita bisa
mengamati langsung Black hole?
Kenapa?