Ada satu pengamatan yang akan membantu anda











Berikuti merupakan beberapa istilah yang akan kita gunakan dalam konteks astronomi:
Altitut atau ketinggian suatu objek diukur dari garis cakrawala/horizon
Azimut atau besarnya putaran sudut dari utara – timur – selatan – barat
Meridian yaitu garis khayal yang membentang dari utara keselatan melintasi tepat diatas kepala
pengamat
Horizon atau Cakrawala yaitu batas pandang antara langit dan permukaan bumi
Zenit atau titik teratas tempat pengamat mengamati langit
Nadir titik terbawah di bawah pengamat
Bagi para pengamat di belahan langit utara, Matahari dan bintang semua akan tampak berputar disekitar
satu titik, yang mana titik ini tepat di atas kutub utara Bumi(titik ini biasa disebut North Celestial
Pole(NCP) atau kutub utara langit(KUL)). Disisi lain bagi pengamat di belahan langit selatan, Matahari
dan bintang juga akan tampak memutari satu titik tepat di atas kutub selatan Bumi dan titik ini disebut
dengan kutub selatan langit(KSL) atau South Celestial Pole(SCP). Di langit kutub utara ada bintang
yang letak nya sangat dekat dengan NCP yang bernama Polaris atau bintang kutub. Polaris bukanlah
bintang yang cukup terang, namun pentingnya polaris adalah sebagai tanda dari lokasi NCP atau KUL
berada. Sehingga bila pengamat mengamati bintang di belahan langit utara maka semua bintang yang
tampak seolah-olah akan memutari bintang Polaris.
Kita dapat membuktikan salah satu teori yang mengatakan bahwa gerak semu benda langit bergantung
pada lokasi kita diBumi. Sebagai contoh, perhatikan kasus berikut ini:
Jika anda berdiri di kutub utara, Polaris akan tampak tepat di atas kepala. Dari sudut pandang anda
melihat, semua bintang akan terbit dan membuat Lintasan melingkar secara horisontal di sekitar zenit
anda.
Jika anda berdiri tepat di daerah garis khatulistiwa/ekuator Bumi, anda akan melihat bahwa saat bintangbintang terbit dari langit timur, bintang akan membentuk Lintasan vertikal dari ufuk timur ke arah barat
dan bila pandangan kita dialihkan ke arah utara maupun selatan maka titik disekitar terbitnya bintangbintang akan tampak memutari di atas horison belahan langit utara maupun belahan langit selatan.
Jika anda berada di daerah antara garis katulistiwa dan kutub utara maupun kutub selatan(posisi
pengamat memiliki garis lintang +40 atau -40), titik disekitar dimana semua bintang-bintang itu terbit akan
tampak berputar disekitar horison anda dan zenit.
Perhatikan bahwa untuk sebagian besar pengamat yang memiliki lokasi garis lintang +40* atau -40*, ada
beberapa bintang yang sangat dekat dengan kutub utara langit atau kutub selatan langit, dan bintangbintang yang dekat dengan kutub utara maupun kutub selatan langit akan membentuk Lintasan melingkar
kecil yang selamanya tidak akan pernah terbenam ke horison. Bintang-bintang yang tidak pernah terbit
atau terbenam disekitar kutub utara maupun kutub selatan langit ini disebut dengan Bintang
sirkumpolar. Semakin rendah Polaris dari lokasi anda melihat (yaitu, bilamana anda melihat disekitar
garis lintang +1 hingga 0), maka semakin sedikit pula jumlah bintang sirkumpolar yang akan anda lihat.
Jika anda dapat melihat matahari dan bintang-bintang secara bersamaan, anda akan dapat melihat
bahwa dalam satu hari Matahari akan berada di dalam wilayah satu rasi bintang (spesifiknya adalah
salah satu dari rasi bintang zodiak). Sebagai pemikiran agar lebih spesifik dan jelas, sadarilah bahwa rasi
bintang tersusun atas bintang-bintang yang jauh di belakang matahari, jadi ketika kita mengatakan
Matahari berada “di dalam” rasi bintang, maka sejatinya kita mengartikan bahwa kita melihat Matahari
dalam proyeksi di depan kelompok bintang-bintang tertentu nan jauh disana.
Pada bagian pertama dari dua animasi yang ditampilkan, perhatikan bahwa posisi matahari relatif
terhadap rasi bintang Virgo pada pukul 7:00 AM, siang hari dan pukul 6:00 PM. Seperti yang kita bahas
di awal materi, Hal ini merupakan akibat dari rotasi bumi yang menyebabkan Matahari dan bintangbintang tampak bergerak melintasi langit, jadi kita harus “menganggap” bahwa Matahari dan bintangbintang keduanya terbit dan bergerak dengan kecepatan yang sama. Dengan demikian, Matahari akan
terlihat dalam rasi bintang yang sama selama sepanjang hari. Artinya, jika Matahari tampak berada
dalam rasi bintang Gemini saat fajar, maka matahari akan tetap berada di rasi bintang Gemini pada saat
siang hingga saat matahari terbenam.
Hal ini sepenuhnya benar, namun begitu, ada satu lagi dampak yang kita abaikan untuk menjadi
pertimbangan. Bumi tidak hanya berotasi di tempat yang tetap di ruang angkasa. Bumi juga mengorbit
mengelilingi matahari. Dalam satu tahun, Bumi akan menempuh perjalanannya mengelilingi Matahari
dalam satu kali putaran, sehingga pada bulan Desember Bumi akan berada di satu sisi Matahari, dan
enam bulan kemudian yaitu pada bulan Juni, bumi akan berada di sisi yang berlawanan dari sisi pada
bulan desember.
Animasi Starry Night kedua yang ditampilkan di atas menunjukkan kepada kita posisi matahari dibulan
desember, yakni saat Bumi sedang menghadap ke arah Matahari, rasi bintang dibelakang Matahari
adalah rasi Sagitarius. Dua belas jam kemudian, ketika Bumi berputar sehingga siang berganti menjadi
malam, Bumi menghadap jauh dari Matahari, dan bumi menghadap ke arah rasi bintang Gemini. Enam
bulan kemudian yaitu pada bulan Juni, situasinya benar-benar terbalik karena Bumi berada di sisi yang
berlawanan arah dari Matahari. Rasi bintang di belakang Matahari pada siang hari di bulan Juni adalah
rasi bintang Gemini dan dua belas jam kemudian pada saat Bumi sedang menghadap jauh dari Matahari,
bumi menghadap ke arah rasi bintang Sagitarius.
Berikut ini adalah alasan termudah untuk memvisualisasikan ketika anda berpikir tentang kasus ekstrim
dari perbedaan posisi Bumi setelah enam bulan, namun apa yang terjadi dari hari ke hari? Cara untuk
membayangkannya adalah sebagai berikut. Bintang-bintang yang sangat jauh dari Bumi itu (sekali lagi
untuk dalam kasus ini) kita dapat menganggapnya dengan bintang-bintang yang memiliki posisi tetap.
Kita tahu bahwa rotasi bumi menyebabkan bintang terbit kemudian membuat lintasan atau busur di
langit yang bermula dari timur dan bergerak ke arah barat. Sebuah pertanyaan singkat, “Berapa lama
waktu yang diperlukan untuk Sebuah bintang A muncul di tempat yang sama di langit dalam satu hari
kedepan?” Artinya, katakanlah bahwa bintang A telah “transit di meridian anda” (artinya jika anda
menarik garis hayal pada langit yang menghubungkan Utara ke Selatan, bintang itu telah melewati garis
ini pada waktu tertentu), lantas berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk bintang A kembali
mengalami transit dimeridian anda? anda mungkin berfikir untuk mengatakannya selama 24 jam,
namun jawaban yang paling tepat adalah 23 jam dan 56 menit. Jika anda melakukan hal yang sama pada
Matahari maka waktu antara transit Matahari secara berturut-turut adalah 24 jam.
Lamanya waktu bintang untuk transit dalam satu kali (bintang apa saja) disebut sebagai Hari sideris atau
Sidereal Day, dan lamanya waktu Matahari untuk transit dalam satu kali disebut Hari Matahari atau
Solar Day. Perbedaan tersebut disebabkan oleh pergeseran lambat dari Bumi mengelilingi Matahari.
Karena Bumi telah bergerak 1/365 dari jalan/orbit di sekitar Matahari dalam sehari maka ia harus
memutar lebih dari 360º agar Matahari muncul di bagian yang sama dilangit (dalam satu putaran untuk
transit dimeridian). Sedangkan karena bintang-bintang yang begitu jauh, orbit bumi mengelilingi
matahari tidak mempengaruhi posisi semu mereka di langit, sehingga bumi hanya perlu memutar 360º
agar bintang-bintang muncul di bagian langit yang sama. Karena efek ini, Matahari tampaknya perlahanlahan bergeser ke arah timur dibandingkan dengan bintang-bintang yang berada dilatar belakangnya,
dan efek kumulatif dari pergeseran ini adalah bahwa Matahari akan tampak di rasi bintang Gemini pada
bulan Juni dan rasi bintang Sagitarius pada bulan Desember.
Kita masih belum selesai berbicara tentang perubahan semu dari matahari di langit. Kini anda
mengetahui bahwa matahari tampak bergerak dari timur ke barat akibat rotasi Bumi, dan jika anda bisa
melihat bintang-bintang pada siang hari maka mereka akan tampak bergeser perlahan-lahan setiap hari
sebagai akibat orbit Bumi mengelilingi Matahari. Pertanyaan selanjutnya adalah:
Apakah Lintasan semu matahari melintasi langit berubah sepanjang tahun?
Sekali lagi, mari kita pertimbangkan dua kasus ekstrim yaitu matahari di bulan Desember dan bulan Juni.
Pikirkan tentang terlihatnya wujud Matahari di musim dingin dan di musim panas. Jika anda tinggal di
sekitar garis lintang yang sama seperti di Pennsylvania, anda harus ingat bahwa Matahari tidak akan
pernah melintas sangat tinggi di atas horison pada bulan Desember, tetapi pada bulan Juni matahari
melintas hampir tepat di atas kepala. Jadi Lintasan semu Matahari tidaklah berubah dari musim ke
musim. anda juga dapat mengamati efek ini jika anda kembali menjalankan animasi pada halaman
sebelumnya, pada bulan Juni, ketinggian Matahari tinggi di atas cakrawala, pada bulan September
ketinggian matahari lebih rendah, dan pada bulan Desember ketinggian matahari sangat rendah di
cakrawala.
Penyebab adanya efek ini tak lain disebabkan oleh sumbu rotasi bumi (garis imajiner yang menembus
dari Kutub Utara ke Kutub Selatan) yang miring terhadap Matahari dengan sudut sebesar 23,5º. Jika
anda kembali dan melihat animasi dari Bumi yang berputar pada siang dan malam di halaman pertama
materi ini, anda akan melihat bahwa garis yang menunjukkan sumbu rotasi bumi tidaklah vertikal, tetapi
miring sekitar 23,5º dari garis vertikal. Sebagaimana Bumi mengorbit Matahari, orientasi bumi pada posisi
yang tetap, dan sebagai hasilnya, pada bulan Desember, belahan bumi utara dimiringkan jauh dari
Matahari saat siang hari, dan pada bulan Juni belahan bumi utara dimiringkan dekat kearah Matahari
saat siang hari .





Ada dua konsekuensi dari kemiringan sumbu rotasi bumi:
Ketika Bumi dimiringkan dekat kearah Matahari, Lintasan Matahari di langit akan lebih panjang daripada
ketika bumi dimiringkan jauh dari Matahari. Artinya, ada jam yang lebih pada saat siang hari selama
musim panas daripada musim dingin.
Ketika Bumi dimiringkan dekat kearah Matahari, cahaya dari Matahari lebih banyak menyinari Bumi
daripada saat bumi dimiringkan jauh dari Matahari. Artinya akan lebih banyak energi yang menerpa
permukaan bumi dalam setiap meter persegi selama musim panas daripada musim dingin, sehingga
membuat hari-hari musim panas lebih panas dari hari-hari dimusim dingin.
Garis ekliptika merupakan Lintasan Matahari yang melintas dilangit, hal ini dapat direpresentasikan
dengan lingkaran imajiner diruang angkasa. Jika kita mengambil garis katulistiwa Bumi dan
memproyeksikannya kelangit kemudian kita mengambil sudut antara ekliptika dan ekuator langit sebesar
23,5º sebagai akibat dari kemiringan sumbu rotasi Bumi maka ada empat poin utama yang akan kita
dapatkan pada ekliptika yaitu :
Equinoxes – Ekuinoks adalah titik perpotongan pada garis ekliptika di mana ia memotong ekuator langit.
Terdapat dua titik ekuinoks yaitu pada vernal equinox dan autumnal equinox (sekitar tanggal 21 Maret
dan 21 September masing-masing) dimana panjang hari dan malam memiliki durasi waktu yang sama.
Solstices – solstices adalah Titik-titik pada ekliptika ketika matahari berada tinggi atau rendah di bawah
ekuator langit. Di titik balik matahari musim dingin atau winter solstice (sekitar 21 Desember di belahan
bumi utara), malam lebih lama daripada siang, dan pada titik balik matahari musim panas atau summer
solstice (sekitar 21 Juni di belahan bumi utara), siang jauh lebih lama daripada malam. Lihat tiga gambar
di bawah ini sebagai perbandingan antara garis ekuator langit (garis merah) dan garis ekliptika (Lintasan
hijau) :
Pertanyaan selanjutnya,
perubahannya?
Lantas
mengapa
kita
dibumi
dapat
mengalami
musim
dan
Pertanyaan diatas menegaskan satu poin utama yang merupakan fakta yang sering orang salah pahami
tentang musim dan perubahannya dalam astronomi:
Bumi dapat mengalami musim sebagai akibat kemiringan sumbu rotasi dan perubahan Musim sama
sekali tidak ada hubungannya dengan jarak Bumi dari Matahari.
Ada satu pengamatan yang akan membantu anda untuk mengingat penyebab terjadi nya musim. Musim
selalu berlawanan di belahan bumi utara dan belahan bumi selatan. Artinya, ketika di Pennsylvania
sedang mengalami musim panas dari bulan Juni hingga September, maka pada saat yang bersamaan di
Afrika Selatan sedang mengalami musim dingin selama berbulan-bulan. Hal ini sangat mudah untuk
menjelaskan jika anda memahami bahwa kemiringan bumilah yang menyebabkan terjadinya musim,
ketika belahan bumi utara yang miring mendekat terhadap Matahari (musim panas) maka belahan bumi
selatan dimiringkan menjauh dari Matahari(musim dingin). Jika jarak antara Bumi dan Matahari
merupakan alasan penyebab terjadinya musim, maka harus ada musim panas di kedua belahan bumi
baik belahan utara maupun belahan selatan pada saat yang sama, karena keduanya akan memiliki jarak
yang sama dengan Matahari. Tahukah anda kapan jarak Bumi paling dekat dengan Matahari?
Jawabannya adalah pada bulan Januari!