Pertemuan -2_BINTANG - FMIPA Personal Blogs

PERT EM UAN KE 2
Ide Dasar:
Matahari dan bintang-bintang menggunakan reaksi
nuklir fusi untuk mengubah materi menjadi energi.
Bintang padam Ketika bahan bakar nuklirnya
habis.
SIFAT BINTANG
Astronomi
 Ilmu paling tua
Zodiac of Denderah
Merupakan sebuah peta langit yang melukiskan
12 rasi zodiak. Ditemukan di dalam kuil Hathor
pada masa kebudayaan Mesir kuno.
SIFAT BINTANG
Bintang :Reaktor fusi di
angkasa-Bola gas
Matahari terlihat sebagai
sebuah bola gas yang
berpijar. Dalam sistem tata
surya, ukuran matahari jauh
lebih besar daripada planetplanet yang mengelilinginya.
SIFAT 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.
PENGUKURAN BINTANG MENGGUNAKAN
TELESKOP DAN SATELIT
Radiasi Elektromagnetik
Setiap hari kita hidup dengan dihujani oleh cahaya. Cahaya
merupakan sebagian kecil radiasi elektromagnetik yang
dipancarkan oleh bintang. Sebuah bintang memancarkan
energinya pada seluruh panjang gelombang. Karena letak
bintang yang sangat jauh dan tak terjangkau, maka astronom
hanya bermodalkan hujan radiasi elektromagnetik tersebut
berupaya menguak misteri langit.
Pengukuran foton: Panjang gelombang, Intensitas dan Arah
 Variasi 3 parameter di atas
Grafik perubahan intensitas cahaya asteroid 201 Penelope
(atas). Pemetaan arah bintang pada bola langit (bawah).
Spektrum dari 7 bintang dengan kelas
spektrum yang berbeda, yaitu O, B, A, F,
G, K, dan M
TELESKOP
Disain Optik
 Pembias (menggunakan lensa)
 Pemantul (menggunakan cermin)
Jenis Pengamatan
 Astrometri (posisi)
 Fotometri (intensitas)
 Spektroskopi (warna)
TELESKOP
Kepekaan Terhadap Cahaya
 Dualisme Cahaya :
 Gelombang
(radio – ultraviolet)
 Partikel (extreme ultraviolet – sinar gamma)
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.
Distribusi energi menurut panjang gelombang untuk pancaran
benda hitam dengan berbagai temperatur (Spektrum Benda
Hitam)
Intensitas Spesifik [Bλ(T)]
UV
Kasatmata
Inframerah
8 000 K
Intensitas spesifik benda
hitam sebagai fungsi
panjang gelombang
7 000 K
6 000 K
5 000 K
4 000 K
0,00
0,25
0,50
0,75
1,00
1,25
1,50
λ (µm)
1,75
2,00
Makin tinggi temperatur benda hitam, makin tinggi pula intensitas
spesifiknya dan jumlah energi terbesar dipancarkan pada λ pendek
Panjang gelombang maksimum bagi pancaran benda
hitam, yaitu λ pada harga yang maksimum (λmaks) dapat
diperoleh dari syarat maksimum, yaitu,
d Bλ(T)
dλ
=0
. . . . . . . . . . . . . . . (2-17)
Intensitas Spesifik [Bλ(T)]
Garis Singgung
0,00
0,50
λmaks
1,00
1,50
λ (µm)
1,75
2,00
Dari pers. (2-15) : Bλ (T) =
dan pers. (2-17) :
diperoleh,
d Bλ(T)
dλ
hc
λkT
2 h c2
1
λ5
e hc/λkT - 1
=0
= 4,965
Buktikan !
Apabila kita masukan harga h, k dan c, maka pers.
Menjadi. Ingat T dalam Kelvin dan λ dalam cm
λT=0,2988
MATAHARI
Matahari Adalah Bintang Terdekat Dari bumi
Struktur
 Pusat bintang
 Zona Konveksi
(Convection Zone)
 Fotosfer
 Kromosfere
 Korona
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.
Solar Wind  Flows out from the corona
 Continuously, in all directions
 Impacts Earth’s magnetic field
Earth’s
magnetosphere
Image credit: K. Endo, Nikkei Science Inc.
ENERGI MATAHARI
Sumber Energi Matahari

Semua berawal dari hidrogen
Reaksi Fusi

3 langkah pembakaran hidrogen
1) P + P  D + e+ + neutrino + energi
2) D + P  3He + foton + energi
3) 3He + 3He 4He + 2protons + foton + energi
Perkiraan Lama Hidup

11 milyar tahun
KERAGAMAN JENIS BINTANG
Perbedaan Tampak
 Warna
 Kecerlangan (magnitudo)
 Jarak
 Kecerlangan mutlak (magnitudo absolut)
 Output energi
 luminositas
 Kecerlangan tampak (magnitudo semu)
 Skala magnitudo: bintang yang redup magnitudonya lebih besar dari
bintang yang terang. Magnitudo 0 bintang Alpha Lyrae
Perilaku
 Massa total
 umur
SKALA JARAK DALAM ASTRONOMI
Satuan
 Tahun cahaya
Metode Pengukuran
 Triangulasi
 Bintang variabel Cepheid
DIAGRAM HERTZSPRUNG-RUSSEL
Pengelompokan Bintang
 Bintang deret utama
 Raksasa merah
 Katai putih
FLUKS(F) , LUMINOSITAS(L) DAN
MAGNITUDO(M)
L
L
L 4=
F
π R σT
4π r 2
F1
m1 − m2 =
−2,5log
F2
2
4
F
R
_____ r ____
M AG N I T U D O S E M U ( m ) = M AG N I T U D O YA N G
K I T A A M AT I D I B U M I
MAGNITUDO ABSOLUT(M)=MAGNITUDO SEMU
B I N TA N G B I L A J A R A K N YA 10 PA R S E K
m − M =−5 + 5log r
KELAHIRAN BINTANG
Hipotesis Nebula
 Laplace
Ketika mulai runtuh, nebula
mulai berotasi dan bentuknya
memipih menjadi piringan.
Tahapan dalam pembentukan
tata surya meliputi (a) nebula
yang berotasi perlahan (b)
piringan dengan gumpalan
masif di tengahnya (c) planet
yang dalam proses kelahiran
terlihat berupa gumpalan
materi, dan (d) tata surya yang
terbentuk.
DERET UTAMA DAN KEMATIAN BINTANG
Bintang Bermassa Lebih Kecil Dari Matahari
 Katai coklat
 Bercahaya selama 100 milyar tahun
 Tanpa perubahan ukuran, temperatur, dan output energi
DERET UTAMA DAN KEMATIAN BINTANG
Bintang bermassa sama
dengan Matahari
1. Pembakaran hidrogen
berlangsung lebih cepat
Bergeser dari deret utama
2. Pembakaran Helium
3. Raksasa merah
4. Keruntuhan pusat
dimulai
5. Katai putih
Hubungan massa-luminositas
Log M = 0,1 (4,6-Mb ) bila 0 < Mb < 7,5
Log M = 0,145 (5,2 - Mb ) bila 7,5 < Mb < 11
Dalam hal ini M [ massa Matahari], Mb
magnitudo absolut bolometrik
DERET UTAMA DAN KEMATIAN BINTANG
Bintang Bermassa Lebih Besar
Dari Matahari
 Keruntuhan dan pembakaran
beruntun
 Pusat besi
 Keruntuhan katastropik
 supernova
Animasi
BINTANG NEUTRON DAN PULSAR
Bintang Neutron
 Berkerapatan tinggi dan
berukuran kecil
 Berotasi sangat cepat
 Hampir tak bercahaya
Pulsar
 Bintang neutron dengan kondisi
khusus
 Radiasi elektromagnetik
 Tahap akhir supernova
LUBANG HITAM
Sisa keruntuhan bintang yang sangat besar
“Penjara gravitasi”. Terjadi bila massa awal
cukup besar
Tak bercahaya, dikenal lewat sifat-sifat dinamis
bintang disekitarnya
 Pengaruh keberadaannya terhadap bintang lain
 Terdeteksi pada sinar-X dan sinar gamma