Fenomena Earthshine, Mengamati Bulan Penuh Pada Fase Sabit

Jika Teman-teman senang memandangi langit di senja bahkan malam hari, tentu Teman-teman sering melihat indahnya langit bertabur bintang yang bersinar bersama-sama dengan Bulan. Pernahkah Teman-teman memperhatikan permukaan Bulan dalam fase sabit? Jika pernah, maka Teman-teman tentu juga pernah melihat pantulan cahaya Bumi pada permukaan Bulan. Fenomena ini lebih dikenal dengan sebutan cahaya Bumi atau Earthshine.

Earthshine menyinari bagian gelap pada permukaan Bulan yang berada dalam fase sabit.
Earthshine adalah cahaya yang sangat lembut dan lemah pada sisi gelap Bulan. Cahaya ini sendiri berasal dari pantulan cahaya Matahari oleh Bumi yang sampai pada permukaan Bulan.
Lebih tepatnya, Earthshine terjadi ketika cahaya dari Matahari dipantulkan oleh permukaan Bumi ke permukaan Bulan, kemudian dipantulkan kembali oleh permukaan Bulan ke mata kita. Jadi dalam hal ini terjadi dua kali proses pemantulan cahaya Matahari. Karenanya Earthshine jauh lebih redup daripada cahaya Matahari yang dipantulkan langsung oleh Bulan. Selain itu, albedo (rasio intensitas cahaya Matahari yang dipantulkan dengan yang diserap oleh suatu benda) Bulan juga lebih rendah dibanding albedo Bumi. Walaupun Earthshine ini sangat redup, namun masih mampu menyinari beberapa fitur Bulan. Dengan adanya Earthshine ini, kita dapat mengamati bagian gelap Bulan walupun hanya sebagian tipis sabit yang bersinar terang.
Karena Earthshine menyinari bagian gelap pada permukaan Bulan, tentu saja kita hanya bisa menyaksikan fenomena ini selama fase bulan sabit. Fase bulan sabit berlangsung sekitar 1-5 hari sebelum atau sesudah bulan baru. Pada saat sabit awal (1-5 hari setelah bulan baru), kita dapat menyaksikan fenomena ini pada senja hingga awal malam. Sebaliknya, pada saat sabit akhir (1-5 hari sebelum bulan baru), kita dapat menyaksikan fenomena ini pada subuh hingga pagi hari.
Pada waktu-waktu tersebut, Matahari biasanya berada di belakang Bulan dari sudut pandang kita di Bumi dan sehingga Bumi bermandikan sinar Matahari yang kemudian dipantulkan kembali pada permukaan gelap Bulan. Jika Teman-teman berada di permukaan Bulan pada fase sabit, maka tentu saja Teman-teman akan mengamati Bumi bercahaya penuh (purnama).

Sebenarnya, fenomena Earthshine sudah dikenal sejak ratusan tahun yang lalu. Leonardo Da Vinci menjelaskan fenomena ini sekitar 500 tahun yang lalu. Dia menyadari bahwa baik Bumi maupun Bulan mampu memantulkan cahaya Matahari. Akan tetapi ketika Matahari terbenam pada permukaan Bumi dilihat dari permukaan Bulan, permukaan Bulan yang dapat diamati dari Bumi tetap bercahaya, disinari oleh sinar Matahari yang dipantulkan dari Bumi. Cahaya ini oleh astronomer diberi nama “Earthshine”.

Mengapa Langit Berwarna Biru?

Bagi sebagian orang, pertanyaan di atas mungkin terkesan tidak penting. Langit biru karena memang Allah menciptakannya dengan warna tersebut. Akan tetapi, dalam konteks ilmu pengetahuan, tentu selalu ada proses di balik semua fenomena yang ada di alam semesta ini.
Langit berwarna biru hanya jika dilihat dari Bumi. Di Bulan atau di luar angkasa, langit akan terlihat hitam. Wah tentu ada yang istimewa dengan Bumi sehingga kita yang tinggal di Bumi bisa menikmati indahnya langit yang berwarna biru.
Bumi kita dilapisi dengan atmosfer yang terdiri atas berbagai macam partikel gas dan debu. Masing-masing partikel memiliki ukuran yang berbeda. Perlakuan partikel-partikel ini terhadap setiap gelombang elektromagnetik yang melewatinya pun berbeda-beda. Karenanya, cahaya Matahari yang merupakan satu set gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang yang berbeda-beda, juga mendapat perlakuan berbeda pada setiap panjang gelombangnya. Partikel gas, cenderung menyerap gelombang elektromagnetik yang melewatinya, sedangkan partikel debu dan air cenderung bersifat menghamburkan (scatter).
Cahaya Matahari, di pihak lain terdiri atas berbagai paduan warna merah, jingga, kuning, hijau, biru, dan ungu. Warna merah dan jingga cenderung memiliki panjang gelombang yang lebih panjang dengan frekuensi lebih rendah. Sebaliknya, biru dan ungu memiliki panjang gelombang lebih pendek dan frekuensi lebih tinggi.
Pada siang hari, Matahari berada di sekitar zenith (atas kepala kita). Ketika melewati atmosfer, cahaya biru dan ungu yang meliliki frekuensi lebih tinggi akan diserap dan dihamburkan dalam jumlah yang lebih banyak dibanding cahaya kuning dan merah. Cahaya Matahari yang sampai ke mata kita adalah cahaya Matahari yang belum dihamburkan. Karenanya, kita melihat Matahari berwarna kuning (cahaya yang belum dihamburkan) dan langit sekitarnya berwarna biru (cahaya yang paling banyak dihamburkan). Warna biru dari cahaya Matahari ini kemudian seolah-olah memberi warna pada atmosfer kita sehingga bisa menyaksikan indahnya langit berwarna biru.
Pada sore hari, cahaya Matahari menempuh jarak yang cukup jauh untuk sampai ke mata kita. Karenanya, cahaya biru yang sudah mengalami hamburan yang lebih banyak sehingga tidak berhasil sampai ke mata kita (pengamat). Yang tersisa adalah cahaya merah yang belum dihamburkan. Itu sebabnya kita melihat langit sore di sekitar sunset berwarna merah. Itu juga sebabnya, langit di sekitar horizon lebih pucat dibanding langit zenith.
So, what is the sky, for real?

Halo Matahari

Pernahkan teman-teman mendengar istilah Halo Matahari ataupun Halo Bulan? Halo Bulan ataupun Halo Matahari adalah lingkaran cahaya yang sangat besar yang mengeliingi Bulan dan Matahari. Tentu saja halo ini tidak muncul setiap kita melihat Bulan dan Matahari. Karena halo merupakan fenomena optis yang disebabkan oleh kondisi cuaca di Bumi. Fenomena ini hanya bisa disaksikan jika terjadi perubahan cuaca yang sangat buruk. Tentu saja, fenomena ini sulit diprediksi kemunculannya, karena tidak setiap kondisi cuaca buruk menghasilkan halo.
Halo Matahari yang sering kita amati memiliki radius sekitar 22 derajat sehingga seringkali disebut sebagai “Halo 22-derajat” atau disebut juga sebagai halo dalam/inner halo.
Proses terbentuknya halo ini berasal dari interaksi cahaya Matahari dengan partikel es di atmosfer yang memiliki bentuk heksagonal (segienam). Sudut bias cahaya Matahari yang masuk dan keluar bidang sisi kristal es membentuk sudut 220. Karena kristal es yang terdapat di atmosfer kita tersebar dan menghadap ke segala arah, menyebabkan kita bisa mengamati lingkaran cahaya dengan radius 22 derajat ini.
Selain lingkaran 22 derajat, Matahari juga mempunyai halo dengan radius lebih besar yaitu 46 derajat. Halo ini disebut halo luar/outer halo. Halo luar ini terbentuk karena cahaya Matahari memasuki permukaan prisma vertikal dan keluar pada bidang dasar (atau sebaliknya) pada kristal es. Akan tetapi halo luar ini sangat redup sehingga sulit untuk diamati.

Mempertanyakan Keberadaan Dark Energy

Teori tentang keberadaan energi gelap atau dark energy, berawal dari penemuan yang cukup mengejutkan pada akhir tahun 1990an yang menyatakan bahwa alam semesta mengembang dipercepat. Materi yang ada di alam semesta semestinya menahan pembentukan ruang waktu, dan memperlambat ekspansi alam semesta. Akan tetapi data pengamatan terhadap supernova mengatakan sebaliknya. Cahaya yang kita terima dari sebuah supernova pada redshift (besaran jarak dalam kosmologi diukur dari pergeseran merah yang dialami objek) tertentu ternyata lebih redup dari yang diperkirakan semula, jika alam semesta mengembang dengan kecepatan konstan. Fakta ini membawa para ahli astronomi pada kesimpulan bahwa alam semesta mengembang dipercepat. Namun kemudian muncul pertanyaan baru, bagaimana mungkin alam semesta yang dipenuhi materi bisa mengembang dipercepat. Logikanya; materi yang mengisi alam semesta seharusnya akan menahan laju mengembangnya alam semesta.

Penjelasan terhadap hal ini hanya bisa didapat jika 70% dari kosmos kita berisi substansi yang mampu mendorong pengembangan alam semesta dan bukan menahan pengembangan tersebut. Hingga saat ini, para ahli masih belum mengetahui secara pasti akan substansi ini hingga mereka menyebutnya energi gelap/dark energy.

Origin of The Universe

Sebagaimana yang kita ketahui Alam semesta tidak bersifat statis melainkan dinamis dengan proses yang sangat kompleks yang terjadi di dalamnya. Karena sifat dinamis serta kompleksitas proses yang dialaminya, bisa dipastikan bahwa alam semesta yang kita kenal sekarang tidaklah sama seperti alam semesta pada saat kelahirannya yang dimulai dengan ledakan besar big bang. Fraksi pertama pada saat kelahirannya, alam semesta  sangat panas, dan merupakan kumpulan partikel-partikel kehidupan yang sangat dasar. Seiring mengembang dan mendinginnya alam semesta, terbentuklah lapisan demi lapisan yang terdiri dari neutron dan proton, inti atom, atom, galaksi, gugus galaksi, dan pada akhirnya super gugus.

Pada saat ini, alam semesta yang bisa diamati diisi oleh 100 milyar galaksi, yang masing-masing galaksi terdiri dari 100 milyar bintang yang mungkin juga memiliki planet-planet seperti Matahari kita. Galaksi sendiri diikat oleh system gravitasi yang sangat kuat serta materi gelap yang misterius. Mengembangnya alam semesta juga dikendalikan oleh energy gelap, suatu bentuk energy yang bahkan lebih misterius karena gravitasinya justru bersifat menolak bukannya menarik.

Pada tahun 1920-an Edwin Hubble menemukan bahwa galaksi-galaksi bergerak saling menjauh satu sama lain dengan pola yanh umum. Pola ini kemudian berhasil digambarkan melalui hubungan matematis yang sekarang kita kenal sebagai Hukum Hubble yang menyatakan bahwa semakin jauh jarak galaksi-galaksi ini, maka gerak menjauhnya semakin cepat.

Gas Antar Bintang (1)

Galaksi kita/Milkyway diselimuti oleh awan yang sangat tipis yang kita kenal sebagai awan antar bintang/interstellar medium. Selama ini medium tersebut terlihat seperti kumpulan gas yang dingin, layaknya sebuah reservoir gas statis yang menunggu dengan tenangnya hingga tiba waktunya mengalami kondensasi dan menjadi bintang baru. Akan tetapi dalam beberapa tahun terakhir seiring perkembangan ilmu Astronomi, kita bisa mengenali awan antar bintang ini sebagai sebuah medium yang terdiri dari kerapatan, temperatur, dan ionisasi yang sangat bervariasi.

Pengamatan dengan teleskop di Bumi memperlihatkan bahwa awan antar bintang ternyata tidak kalah kompleks dengan atmosfer planet. Medium ini dipengaruhi oleh gravitasi bintang-bintang dan materi lainnya, dipanaskan oleh cahaya bintang, partikel berenergi, dan medan magnetik. Karena berbagai aktivitas ini, medium antar bintang senantiasa mengalami transformasi yang berulang. Seperti layaknya atmosfer planet, kerapatan tertinggi terdapat di bagian paling bawah. Dalam hal ini bagian yang dimaksud adalah bidang galaksi, dimana tekanan harus mampu mengimbangi berat dari medium di bagian atas.

Cosmic Downsizing

Selama bertahun-tahun para astronomer percaya bahwa alam semesta telah memasuki fase pertengahan dimana aktivitas alam semesta sudah jauh berkurang dibanding aktivitas yang terjadi selama fase awal.
Pada fase awal hingga sekitar 6 milyar tahun setelah big bang, merupakan era aktivitas puncak cosmis. Pada fase ini, bintang terbentuk dalam jumlah yang sangat besar, galaksi-galaksi bertabrakan dan bergabung, serta black holes ditarik ke dalam pusaran gas. Pada fase selanjutnya, sekitar 8 milyar kemudian aktivitas ini menurut sangat kontras. Tabrakan galaksi berkurang, pembentukan bintang tidak lagi besar-besaran, serta sejumlah black hole raksasa mengalami fase dorman.
Pengamatan dan penelitian pada beberapa tahun terakhir alhirnya membuktikan bahwa ternyata hasil ini terlalu dilebih-lebihkan. Penemuan terakhir menunjukkan bahwa alam semesta masih melaksanakan aktivitasnya di seluruh jagad. Jika dulu pada fase awal terjadi pembentukan bintang-bintang besar dalam jumlah kecil, maka sekarang dideteksi adanya sejumlah besar pembentukan bintang-bintang kecil.

Naked Singularities

Kondisi Singularitas sangat akrab dengan salah satu objek astronomi yaitu Balck Hole atau Lubang Hitam. Dalam sebuah Black Hole, kondisi singularitas tidak bisa diamati alias tertutup. Kondisi ini dibatasi oleh sebuah “event horizon” yang menyembunyikan singularitas didalamnya. Tak ada satu hal pun yang jatuh ke permukaan ini bisa keluar lagi atau diamati ‘nasib’nya.

Berbeda halnya dengan naked singularity yang tidak mempunyai dinding pembatas yang menghalangi observasi terhadap apa yang akan terjadi didalam singularitas. sehingga kita bisa mengamati apa yang terjadi pada setiap objek yang jatuh ke permukaan black hole.

to be continued..(:

Tabrakan Bimasakti-Andromeda?

Galaksi Bimasakti dan Andromeda diprediksi akan mengalami tabrakan sekitar 7 miliar tahun yang akan datang. Kedua galaksi ini merupakan dua galaksi terbesar di Lokal Group. Jika terjadi tabrakan, kedua galaksi kemungkinan besar akan bergabung menjadi satu galaksi yang sangat besar. Berbagai nama telah diusulkan untuk galaksi gabungan yang dihasilkan. Slah satunya yang cukup dikenal adalah Milkomeda.

Sampai sekarang, belum ditemukan cara untuk mengetahui apakah prediksi tabrakan ini benar-benar akan terjadi atau tidak. Kecepatan radial Galaksi Andromeda terhadap Bimasakti dapat diukur dengan memeriksa Pergeseran Doppler garis spektrum bintang di galaksi, namun sayang sekali transverse velocity (atau proper motion) tidak dapat diukur secara langsung. Kecepatan Galaksi Andromeda mendekati Galaksi Bimasakti diketahui sekitar 120 km / s, dengan data ini kita masih belum bisa mengetahui apakah kedua galaksi ini akan bertabrakan atau tidak. Pendekatan terbaik menghasilkan nilai transverse velocity kurang dari 100 km/s. Hal ini menunjukkan bahwa galaksi akan bertabrakan pada bagian halo galaksi (bukan disk galaksi).

Frank Summers dari Space Telescope Science Institute telah menciptakan visualisasi CGI dari prediksi aktivitas dari kedua galaksi ini, berdasarkan penelitian oleh Prof. Chris Mihos (Case Western Reserve University) dan Lars Hernquist (Harvard University).

EVOLUSI MATAHARI

sebenarnya udah lama pengen posting tentang evolusi matahari. tapi selain karena sudah terlalu banyak yang mengangkat topik ini, gue juga terlalu malas menulis, menuangkan pikiran dalam bentuk tulisan, dan ga yakin sebelum dibilang ok oleh orang lain. tapi ya udahlah, biar pembaca aja yang menilai. mumpung masih belajar, jadi salah juga ga papa (he2..)

Ok..

now, let’s talk about Sollar Evolution

Berbagai text book astronomi menjelaskan pada kita bahwa, suatu saat Matahari akan mengembang menjadi Maharaksasa Merah dengan ukuran yang sangat besar. Dengan ukuran yang besar ini akan mampu menelan planet-planet dalam termasuk Bumi.

Sebagaimana sebuah bintang, Matahari juga mampu memancarkan cahaya sendiri. Cahaya ini berasal dari energi yang dihasilkan oleh pembakaran inti hidrogen menjadi inti helium di pusat Matahari. Pembakaran ini tidak terjadi terus-menerus, karena hidrogen yang dijadikan sebagai bahan bakar semakin lama akan semakin berkurang. Pembakaran (fusi) hidrogen menjadi helium ini berlansung selama Matahari berada di deret utama pada diagram Herzprung-Russel.

Apabila jumlah hidrogen di inti Matahari sudah habis, maka inti matahari akan mengerut dan lapisan luarnya akan mengembang sehingga diameter Matahari menjadi semakin besar. Posisinya pada diagram Herzprung-Russel akan bergeser pada posisi bintang raksasa Merah (Red Giant Star). Pada fase ini, jika temperatur sudah cukup tinggi, inti Matahari kembali melakukan reaksi pembakaran yaitu pembakaran inti helium menjadi inti carbon. Praktisnya, Matahari melewati 3 tahapan lagi pada masa Raksasa ini. Yang pertama tahap Red Giant Branch (RGB) dimana Matahari mengalami ekspansi untuk pertama kalinya yang disebabkan kehabisan bahan bakar Hidrogen. Yang kedua tahap Horizontal Branch yang bisa dikatakan stabil karena tidak terjadi perubahan luminositas maupun radius dalam proses mengkonveksi inti Helium menjadi Karbon. Dan yang terakhir tahap Asymptotic Giant Branch (AGB) yang merupakan tahap paling tidak stabil karena terjadi Helium shell flash yang berulang-ulang. Setelah melewati fase AGB Matahari akan kehilangan semua bakan bakar pada intinya, sehingga Matahari akan terus mengerut dan menjadi bintang katai putih (white dwarf).

Diperkirakan, dalam 7.5 milyar tahun, Bumi kita akan ditelan oleh Matahari yang berada pada tahap Maharaksasa Merah (RGB dan AGB). Sementara, 2 milyar tahun sebelum itu yaitu sekitar 5.5 milyar tahun dari sekarang, luminositas Matahari akan meningkat dua kali lipat sehingga menyebabkan Bumi menjadi sangat panas dan tidak bisa ditempati makhluk hidup lagi. Dan segera setelah Matahari mencapai puncak tahap  Asymptotic Giant Branch (AGB), luminositasnya akan meningkat tajam hingga beberapa ribu kali nilai luminositasnya sekarang.

Namun, ada satu teori lain yang menyatakan tentang pengurangan massa Matahari. Menurut teori ini, walaupun radius dan luminositas Matahari meningkat tajam Matahari masih menglami pengurangan massa yang memungkinkan planet-planet dalam selamat dari ditelan oleh ekspansi Matahari. tentang pengurangan massa matahari (sollar mass loss) ini, pembaca bisa melihat pada postingan sebelumnya “Mengenal Sollar Mass Loss”.