MODUL 2 Periode Rotasi Matahari

MODUL 2
Periode Rotasi Matahari
Tujuan
Dalam aktivitas laboratorium astronomi ini, mahasiswa menentukan periode rotasi
Matahari berdasarkan perubahan posisi harian bintik hitam (sunspot) yang terekam
dalam sejumlah citra Matahari
Perlengkapan
Komputer yang dilengkapi perangkat lunak pengolah data Microsoft Excel, perangkat
lunak pengolah citra AstroArt dan sejumlah citra digital Matahari
A. Deskripsi
Pengamatan Matahari telah dilakukan manusia sejak ribuan tahun lalu. Gerak bolakbalik Matahari di bola langit yang pada saat tertentu membuatnya terlihat berada di belahan
utara langit, saat lainnya di khatulistiwa langit, dan ada kalanya di belahan selatan langit
dan akhirnya kembali berada di belahan utara langit, telah mengilhami manusia untuk
memanfaatkan keteraturan yang teramati ini dalam menyusun sistem penanggalan atau
kalender.
Matahari merupakan bintang yang dinamis. Salah satu aktivitas Matahari ditandai
dengan kemunculan sunspot atau bintik hitam yang merupakan daerah dengan medan
magnet kuat meskipun memiliki temperatur yang lebih rendah daripada daerah di
sekitarnya. Itulah yang membuat sunspot terlihat lebih gelap. Pencatatan pengamatan sunspot
telah dilakukan oleh para pengamat langit bangsa Cina lebih dari 2000 tahun silam. Dalam
sejarah dunia barat, pengamatan sunspot untuk pertama kalinya dilakukan oleh Christoph
Scheiner walaupun publik lebih mengenal Galileo Galileilah orangnya ketika astronom
Italia ini mengarahkan teleskop buatannya ke langit. Perubahan posisi harian sunspot di
permukaan Matahari dapat memberikan informasi tentang gerak rotasi bintang induk di
Tata Surya ini. Periode gerak rotasi tersebut dapat ditentukan dengan menganalisis
besarnya pergeseran yang dialami sunspot tersebut.
Dalam aktivitas laboratorium astronomi ini, Anda diberi sejumlah citra digital
Matahari. Menggunakan bantuan perangkat lunak pengolah citra AstroArt Anda akan
mencatat posisi dalam arah x dan y masing-masing sunspot di lintang yang berbeda. Setelah
melakukan transformasi koordinat bidang datar (x , y) ke dalam koordinat di permukaan
lengkung ( , ) dan mengetahui banyaknya piksel (pixel: picture element) yang dirangkum
dalam garis tengah Matahari, dengan melakukan perhitungan sederhana Anda dapat
memperoleh nilai periode rotasi Matahari dari perpindahan sunspot di berbagai lintang.
B. Prosedur
Lakukan langkah-langkah berikut ini:
1. Menggunakan perangkat lunak pengolah data Microsoft Excel siapkan tabel seperti di
bawah ini:
NAMA
CITRA
SUNSPOT
KE
TANGGAL
WAKTU
(UT)
KOORDINAT
X
KOORDINAT
Y
2. Informasi ”Nama citra”, ”Tanggal observasi”, dan ”Waktu observasi” dapat Anda peroleh
dari image header dengan cara membuka masing-masing file citra Matahari dengan
perangkat lunak AstroArt.
3. Pilihlah 3 buah sunspot yang terletak di lintang berbeda (satu buah di dekat khatulistiwa
Matahari, satu buah agak jauh dari khatulistiwa (baik di utara maupun selatan
khatulistiwa), dan satu buah lagi paling jauh dari khatulistiwa (baik di utara maupun
selatan khatulistiwa). Usahakan ketiga buah sunspot yang telah dipilih tersebut semuanya
berada di sisi ”kiri” piringan Matahari.
Menggunakan pointer dalam perangkat lunak AstroArt tentukan koordinat pusat masingmasing sunspot yang telah dipilih di atas. Informasi (x, y) terlihat di jendela bawah
perangkat lunak tersebut.
4. Lakukan pencatatan koordinat pusat (x,y) ketiga buah sunspot yang telah dipilih dalam
citra digital Matahari lainnya. Yang harus Anda ingat adalah, bahwa Anda hanya
mencatat koordinat pusat sunspot yang sama. Tentunya posisi ketiga buah sunspot yang
sama tersebut relatif berubah antara citra digital yang satu dibandingkan dengan citra
digital lainnya.
5. Setelah melengkapi tabel untuk seluruh citra digital Matahari, lakukan transformasi
koordinat untuk memperoleh posisi pusat masing-masing sunspot di permukaan
Matahari yang sebenarnya melengkung:


x

  tan1 
 R2  x2  y2 


y
  cos 1  
r
r  R2  y 2
Dalam persamaan di atas, r merupakan proyeksi jari-jari Matahari R di bidang X – Z.
Nilai jari-jari Matahari R yang dinyatakan dalam satuan piksel dapat diperoleh
menggunakan bantuan perangkat lunak AstroArt. Sementara itu sudut  merupakan
pergeseran sunspot dalam arah mendatar (timur ke barat) dan sudut  pergeseran dalam
arah vertikal (utara ke selatan).
6. Perolehlah rata-rata nilai perubahan sudut  dari hari ke hari, kemudian tentukan
besarnya periode rotasi Matahari melalui persamaan:
360 0
Protasi 

C. Data
Anda diberikan data berupa citra digital Matahari yang dipotret pada waktu berbeda.
Untuk memperoleh data ini dan perangkat lunak AstroArt, Anda dapat menghubungi dosen
pengampu mata kuliah.
D. Pertanyaan
Setelah menyelesaikan seluruh prosedur di atas, jawablah pertanyaan-pertanyaan di
bawah ini.
1. Berapakah periode rotasi Matahari yang Anda peroleh dari sejumlah sunspot yang
terletak di lintang berbeda?
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
2. Sunspot yang terletak di manakah yang memberikan nilai periode rotasi terbesar?
Periode rotasi terkecil?
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
3. Apa yang dapat Anda simpulkan dari aktivitas yang telah dilakukan?
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………