Planet_nofrina Maulani_4201415009.docx

Nofrina Maulani PLANET Selain pada Matahari, sebagian material tata surya terkonsentrasi ke dalam planet-planet. Sembilan planet termasuk bumi telah diketahui, lima planet diketahui lebih awal, yaitu: Merkurius, Venus, Mars, Jupiter, dan Saturnus, dan tiga planet diketahui setelah teleskop ditemukan, yaitu: Uranus, Neptunus, dan Pluto. Perbedaan yang menyolok dengan Matahari adalah planet-planet jauh lebih kecil, lebih dingin, dan padat atau cair, tidak mempunyai cahaya sendiri, tampak memancarkan cahaya karena memantulkan cahaya Matahari. Dua planet yang paling dekat ke Matahari yaitu Merkurius dan Venus disebut planet inferior, dan planet-planet dengan orbit diluar orbit bumi disebut planet superior. Empat planet bagian dalam yaitu Merkurius, Venus, Bumi, dan Mars disebut planet dalam. Planet Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus, dan Pluto disebut planet luar. Empat planet besar yaitu Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus disebut planet jovian, dan yang lainnya disebut planet terrestial. Massa planet ditentukan melalui pengukuran percepatan gravitasinya yang bekerja pada objek benda lain. Empat metode yang digunakan untuk menentukan massa planet adalah: observasi percepatan gravitasi planet pada salah satu satelitnya, observasi perturbasi terhadap gerakan planet lainnya, observasi perturbasi terhadap gerakan asteroid yang dekat dengannya, dan observasi melalui pelacak (probe) ruang angkasa. Massa planet-planet dalam suku relatif terhadap massa bumi, berkisar dari 0,05 (untuk Merkurius) sampai dengan 318 (untuk Jupiter). Massa Jupiter lebih besar dari massa total planet-planet lainnya. Diameter planet berkisar dari 4880 km (untuk Merkurius) sampai dengan 143.000 km (untuk Jupiter). Kebanyakan planet-planet, tidak semua, dikelilingi gas sebagai atmosfernya. Planet Merkurius Venus Bumi Mars Jupiter Saturnus Uranus Neptunus Pluto

(10-6 km) 57,9 108,2 149,6 227,9 778 1427 2870 4497 5912

Semi Major Aksentrisitas (SA) 0,39 0,206 0,72 0,007 1,00 0,017 1,52 0,093 5,20 0,048 9,54 0,056 19,18 0,047 30,06 0,009 39,52 0,249 Tabel 1.1 Elemen orbit planet

Inklinasi 7o.004 3 o.23’ 0 o.00’ 1 o.51’ 1 o.18’ 2 o.29’ 0 o.46’ 1 o.46’ 17 o.10’

Semua plenet berevolusi terhadap Matahari dengan arah yang sama, dari barat ke timur, berlawanan arah jarum jam apabila diamati dari utara. Jarak rata-ratanya dari Matahari berkisar 0,39 SA atau 58 juta km (untuk Merkurius) sampai dengan 39,46 SA atau 5900 juta km (untuk Pluto). Periode revolusi orbitnya berkisar dari 88 hari (untuk Merkurius) sampai dengan 24 tahun

(untuk Pluto), dan kecepatan orbitnya 48 km/detik (untuk Merkurius) sampai dengan 5 km/detik (untuk Pluto). Orbit planet-planet hampir melingkar, semuanya mempunyai eksentrisitas kurang dari 0,1 (kecuali Pluto 0,25 dan Merkurius 0,21). Bidang orbit planet-planet tersebut hampir pada bidang yang sama. Pluto memiliki inklinasi paling besar yaitu 17o dan Merkurius memiliki inklinasinya 7o terhadap bidang orbit pada Bumi. Pada saat berevolusi terhadap matahari, semua planet berotasi pada sumbunya. Planet Jovian berotasi lebih cepat, Jupiter berotasi paling cepat, periodanya 9 jam 50 menit. Sedangkan Venus berotasi paling lambat periodanya 243 hari, dengan arah dari timur ke barat, berlawanan dengan arah rotasi planet yang lainnya. Jupiter dan Saturnus memiliki bentuk yang memampat, karena rotasinya yang cepat. Planet

Diameter Perioda Revolusi (103 km) (Bumi=1) 4.878 0,39 88 hari 12.112 0,95 225 hari 12.756 1,00 365 hari 6.800 0,53 687 hari 143.000 11,2 11,86 tahun 121.000 9,49 29,46 tahun 47.000 3,69 84 tahun 45.000 3,50 164,8 tahun <6.000 <0,47 248, 5 tahun Tabel 1.2 Diameter dan Perioda Planet

Merkurius Venus Bumi Mars Jupiter Saturnus Uranus Neptunus Pluto

Perioda Rotasi 58, 6 hari 243 hari 1 hari 24’37’’ 9’50’’-9’55’’ 10’14’’-10’38’’ 14’ 18' 6,4 hari

Secara fisis planet-planet dapat diklasifikasikan ke dalam planet terestial dan planet Jovian. Klasifikasi ini sangat erat kaitannya terhadap sifat Bumi. Planet Terestial mempunyai sifat kebumian (kecuali Merkurius), dan juga memiliki densitas yang tinggi, atmosfernya tipis, berotasi lambat, dan memiliki sedikit satelit (bahkan tidak ada seperti Merkurius dan Venus). Sedangkan planet Jovian memiliki densitas yang lebih rendah, atmosfernya tebal, berotasi cepat, dan memiliki banyak satelit. Komposisi kimia planet Terestial lebih didominasi batuan yang sedikit Hidrogen dan juga pejal. Sebaliknya planet Jovian banyak mengandung Hidrogen dan Helium, dalam wujud gas dan es yang melingkupinya. Atmosfernya yang tebal, mengakibatkan permukaan padatnya tidak dapat terlihat. Objek langit

Densitas (gr/cc)

Gravitasi (x Bumi)

Albedo

Laju Rev. Temperatur (km/detik) (oC)

Kec. Lepas (km/detik) 5.500 618 -173 s/d 427 4 427 10 -23 s/d 27 11 s -100 /d -30 5 -163 s/d -123 60 -178 36 -215 21

Matahari Merkurius Venus Bumi Mars Jupiter Saturnus Uranus

1,41 5,43 5,24 5,52 3,94 1,33 0,7 1,3

27,9 0,38 0,91 1 0,39 2,54 1,07 0,9

0,056 0,72 0,4 0,16 0,7 0,75 0,9

47,89 35,03 29,79 24,13 13,06 9,64 6,81

Neptunus Pluto

1,76 2,1

1,14 0,06

0,82 5,43 0,145 4,74 Tabel 1.3 Sifat fisis planet

-217 -233

23 1

Konfigurasi planet Berdasarkan posisi orbitnya, planet dibagi menjadi dua kelompok yaitu planet superior dan planet inferior. Planet Superior merupakan planet-planet yang orbitnya di luar orbit Bumi.

J2 V2 J3

V3

S V1

E

J1

J5 J4 Gambar 1.1 Konfigurasi Planet

Posisi planet superior pada meredian pengamat saat tampak tengah malam dikatakan oposisi (konfigurasi SEJ1). Jelas bahwa planet inferior tidak pernah oposisi. Sudut yang dibentuk antara vektor radius geosentris planet dengan vektor radius geosentris Matahari, disebut dengan elongasi. Planet inferior mempunyai elongasi nol saat konjungsi, dan elongasinya maksimum saat vektor radius geosentrisnya menyinggung orbitnya (konfigurasi SEV2). Elongasi planet superior bervariasi dari nol (konfigurasi SEJ3) sampai 180o (konfigurasi SEJ1). Saat elongasi planet superior 90o disebut kuadratur (konfigurasi SEJ2 dan SEJ5). Kuadratur ini menunjukkan arah timur dan barat. Kutub ekliptika pada gambar adalah keluar bidang gambar, sehingga J5 dan J2 menyatakan arah timur dan arah barat. Besaran penting lainnya pada konfigurasi planet adalah sudut phase, yakni sudut yang dibentuk oleh Matahari, Planet, dan Bumi. Untuk planet inferior sudut phase mempunyai harga dari 0o sampai dengan 180o. Sudut phase V2 seperti pada gambar adalah 90o. Untuk planet superior sudut phasenya antara 0o sampai suatu harga maksimum yang bergantung pada jarak planet tersebut dari Matahari.

Perioda Sinodis Konsep penting dalam fenomena geosentris adalah perioda sinodik suatu objek langit, yaitu interval waktu yang diperlukan sehingga membentuk konfigurasi yang sama dari objek tersebut, matahari dan bumi. Perioda sinodik suatu objek langit ini dinyatakan dalam S. Misalkan T1 dan T2 menyatakan perioda siderik revolusi planet P1 dan P2 terhadap matahari, yaitu waktu yang diperlukan planet untuk satu kali revolusi dengan latar belakang bintang. Latar belakang bintang adalah tetap, tampak bergerak karena rotasi bumi, maka satu perioda siderik vektor radius heliosentris menyapu 360o. Diasumsikan planet bergerak melingkar. Untuk orbit yang melingkar ini, vektor radius akan menyapu sudut yang sama pada waktu yang sama, atau mempunyai kecepatan sudut 𝜔 yang konstan. Kita menyatakan kecepatan sudut dari planet P1 dan planet P2 dengan 𝜔1 dan 𝜔2 . Maka: 𝜔1 =

360° 𝑇1

𝜔2 =

360° 𝑇2

Untuk planet yang lebih dekat ke matahari, perioda revolusinya lebih kecil daripada planet yang lebih jauh dari matahari. T1< T2 dan 𝜔1>𝜔2 Pada gambar diatas memperlihatkan bahwa konfigurasi SP1P2, menyatakan posisi matahari dan dua planet P1 dan P2. Selama interval waktu S1, vektor radius P1 telah kelebihan berputar 360o dari vektor radius P2. Tetapi SP1 bertambah dari SP2 sebesar (𝜔1 − 𝜔2 )o tiap hari, sehingga ia berlebih 360o selama waktu S. P’2

P2

P’1 P1

S

Gambar 1.2 Perioda Sinodis

J1

Jadi berlaku hubungan 𝑆𝑥(𝜔1 − 𝜔2 ) = 360° 𝑆𝑥 (

360° 360° − ) = 360° 𝑇1 𝑇2 (

1 1 1 − )= 𝑇1 𝑇2 𝑆

Untuk planet inferior, T1: perioda siderik planet, dan T2: perioda siderik bumi. Untuk planet superior, T1: perioda siderik bumi, dan T2: perioda siderik planet.

Mengukur jarak planet Untuk planet inferior Elongasi maksimum planet inferior terjadi saat EV, yaitu vektor radius geosentris planet tersebut, tegak lurus dengan SV, yaitu vektor radius heliosentrisnya.

M

V

E Gambar 1.3 Pengukuran Jarak Planet Inferior 𝑆𝑉

Sin (SEVmaks) = 𝑆𝐸

Untuk planet superior: Saat matahari dan bumi berada di titik S dan E, posisi planet P dalam keadaan oposisi, elongasinya 180o. Setelah t hari, vektor radius bumi SE1 telah bergerak mendahului vektor radius planet,

elongasinya bertambah 180o, daei oposisi sebesar sudut SE1P1. Dalam t hari, sudut SE1P1 akan bertambah dari 0o saat oposisi, sampai nilai 𝜃 yang diungkapkan dengan persamaan:

E1

P1

P E

Gambar 1.2 Perioda Sinodis 𝜃 = (𝜔𝐸 − 𝜔𝑃 )𝑡 𝜃 = 360 (

1 1 − )𝑡 𝑇𝐸 𝑇𝑃

𝜃 = 360

𝑡 𝑆

T dan S keduanya diketahui, sudut E1SP1 dapat dihitung. Maka sudut E1P1S1 dapat dicari melalui hubungan: <E1P1S =180O - <SE1P1 - <E1SP1 Kemudian dari rumus trigonometri bidang: sin(𝑃1 𝐸1 𝑆) sin(𝐸1 𝑃1 𝑆) = 𝑆𝑃1 𝑆𝐸1 𝑆𝐸1 sin(𝐸1 𝑃1 𝑆) = 𝑆𝑃1 sin(𝑃1 𝐸1 𝑆) 𝑆𝐸1 𝑆𝑃1

merupakan jarak planet P ke matahari dalam satuan jarak bumi ke matahari.