Gerak Peredaran Matahari dan Bulan

MATAHARI

Matahari adalah benda langit yang berbentuk bola gas pijar yang menyala yang amat panas. Matahari mempunyai dua macam gerakan, yaitu: Gerakan Hakiki dan Gerakan Semu.

1. Gerakan Hakiki Matahari

Gerakan hakiki adalah gerakan sebenarnya yang dimiliki matahari. Gerakan hakiki matahari ini ada dua macam, yaitu:

a. Gerakan Rotasi

Penyelidikan yang seksama menunjukkan bahwa matahari berputar pada sumbunya dengan waktu rotasi di ekuatornya 25 hari sedangkan di daerah kutubnya 27 hari. Perbedaan waktu ini dapat dipahami mengingat matahari itu merupakan sebuah bola gas yang berpijar.

Gerakan rotasi ini dapat diamati jika pada matahari terdapat noda-noda (sun spot) yang berada di sebelah pinggir kanan bulatan matahari, maka kira-kira dua minggu kemudian noda-noda itu kelihatan lagi di pinggir sebelah kiri. Menandakan bahwa matahari itu berputar pada porosnya ( berotasi).

b. Bergerak di antara gugusan-gugusan bintang

Di samping berputar pada porosnya, matahari beserta keseluruhan sistem tata surya bergerak dari satu tempat ke arah tertentu. Daerah yang ditinggalkan disebut anti apeks yang terletak di sekitar rasi bintang sirius menuju apeks yang terletak diantara bintang wega dan rasi herkules.

Penelitian berikutnya menunjukkan bahwa pergerakan matahari beserta keseluruhan sistem tata surya mencapai kecepatan 20 km/detik atau 72.000 km/jam. Dengan demikian setiap tahun susunan tata surya bergerak sepanjang 365 x 24 x 60 x 60 x 20 km = + 600 juta km.

2. Gerak Semu Matahari

Matahari termasuk bintang tetap. Besarnya 1.378.000 kali besar Bumi. Diameternya 109,1 kali diameter Bumi. Jarak antara bumi sampai matahari rata-rata 150 juta km (1 AU) dengan jarak terdekat sekitar 147 juta km dan jarak terjauh sekitar 152 juta km. Sinar matahari berkecepatan 300 ribu km/detik, sehingga waktu yang diperlukan sinar sampai ke permukaan bumi selama sekitar 8 menit. Matahari termasuk sumber panas. Temperatur di permukaan matahari sekitar 6 ribu derajat Celcius.

Perjalanan harian matahari yang terbit dari timur dan terbenam di barat itu bukanlah gerak matahari yang sebenarnya, melainkan disebabkan oleh perputaran bumi pada sumbunya (rotasi) selama sehari semalam, sehingga perjalanan matahari yang seperti itu disebut perjalanan semu matahari. Perjalanan semu matahari dan juga benda-benda langit lainnya senantiasa sejajar dengan equator langit.

Di samping itu, matahari melakukan perjalanan tahunan, yakni perjalanan matahari ke arah timur dalam waktu satu tahun (365.2425 hari) untuk sekali putaran, sehingga ia menempuh jarak 0°59’08.33” setiap hari.

Adapun gerakan semu Matahari ini ada dua macam, yaitu :

1. Harian (gerak diurnal)

Terjadi akibat gerak rotasi Bumi. Periode menengahnya 24 jam. Arah gerak dari Timur ke Barat. Kemiringan lintasan gerak harian matahari tergantung letak lintang geografis pengamat. Di equator berupa lingkaran tegak, di kutub mendatar, di belahan Bumi selatan miring ke utara, dan di belahan Bumi utara miring ke selatan. Kemiringannya sesuai besar lintangnya.

2. Tahunan ( Gerak Annual )

Arah gerak tahunan matahari ke arah Timur sekitar 1 derajat busur setiap harinya. Maka kita dapat menghitung dengan: 360°: 365,2425 hari = 0°59’ perhari (hampir 1°). Periode gerak semu tahunan matahari 365 hari. Arah terbit dan tenggelam matahari selalu berubah letaknya sepanjang tahun. Pada setiap tanggal 21 Maret dan 23 September terbit di titik timur dan tenggelam di titik barat. Pada setiap tanggal 22 juni paling utara sejauh 23° busur dari timur atau barat dan pada tanggal 22 Desember paling selatan sejauh 23° busur. Kedua titik tersebut dinamai soltitium (titik perhentian matahari), karena kecepatan perubahan deklinasi matahari pada kedua titik tersebut sangat lama seakan-akan berhenti, sedang pada titik equinox perubahan deklinasinya sangat cepat.

Titik Capricornus dinamai juga titik musim dingin sedang titik Cancer dinamai titik musim panas. Dinamakan demikian karena bagi belahan Bumi utara pada waktu-waktu tersebut mulai menjalani musim dingin dan mulai menjalani musim panas.

Orbit Bumi dan Bulan

Keberadaan matahari yang berubah-ubah tiap tahun tersebut yang disebabkan oleh kemiringan Bumi menyebabkan terjadinya perbedaan musim di bumi. Ketika Matahari berada di utara, maka bumi bagian utara mengalami musim panas atau summer solstice, dan puncak musim panas tersebut ( matahari berada di titik paling utara) pada tanggal 21 juni. Pada saat itu matahari memiliki sudut deklinasi maksimum + 23,5 derajat. Kemudian matahari akan bergerak ke selatan dan berada di garis equator pada tanggal 22 Maret, dengan sudut deklinasi 0° dan saat itu matahari berada di titik musim gugur atau veral equinox.

Pada tanggal 21 Desember matahari berada di titik musim dingin atau winter solstice, dengan sudut deklinasi -23,5°. Artinya matahari berada di titik paling selatan. Selanjutnya matahari akan kembali bergerak ke utara dan mencapai ekuator pada tanggal 21 September yang disebut dengan musim semi atau autumn equinox.

BULAN

Ada dua macam gerakan yang di kenal dalam peredaran bulan, yaitu : gerakan hakiki dan gerakan semu.

1. Gerak Hakiki Bulan

Gerakan hakiki bulan ini terdiri dari tiga macam, yaitu Rotasi, Revolusi, dan bulan dan bumi bersama-sama mengelilingi Matahari.

a. Rotasi Bulan

Rotasi bulan adalah perputaran bulan pada porosnya dari arah barat ke timur. Satu kali berotasi memakan waktu sama dengan satu kali revolusinya mengelilingi bumi. Akibatnya permukaan bulan yang menghadap ke bumi relatif tetap. Adanya sedikit perubahan permukaan bulan yang menghadap ke bumi juga diakibatkan adanya gerak angguk bulan pada porosnya. Hanya saja gerak angguk bulan ini kecil sekali, sehingga dapat diabaikan.

Sesungguhnya titik tengah bulatan bulan yang yang Nampak pada kita bukanlah selalu titik titik yang sama, melainkan titik yang selalu berubah-ubah sedikit letaknya. Dengan perkataan lain: Bagian bulan yang dapat kita lihat dari bumi berjumlah lebih dari separoh bagian.

Kedua kutub bulan itu (Utara dan Selatan) berganti-ganti Nampak pada kita. Kejadian ini adalah disebabkan “gonjangan” semu bulan terhadap bumi. Keadaan ini di sebut librasi. Ada tiga macam librasi:

- Librasi dalam garis melintang

- Librasi dalam garis membujur

- Librasi parallaktis.

Librasi dalam garis melintang, terjadi karena letak sumbu bulan condong terhadap bidang lintasanya (juga condong terhadap bidang lintasan bumi). Akibatnya ialah, bahwa kutub utara dan kutub selatan berganti-ganti kelihatan dari bumi sesudah berkeliling bulan itu setengah kali dilintasinya, sedang titik tengah bulatan yang Nampak pada kita berubah-ubah letaknya.

Librasi dalam garis membujur, terjadi karena kecepatan beredarnya bulan (mengelilingi bumi) tiada tetap. Andaikata tetap kecepatan itu, maka akan tepatlah hanya separoh bagian yang sama betul yang selalu nampak dari bumi. Akan tetapi karena bulan kadang-kadang cepat dan kadang-kadang kurang cepat bergeser pada lintasanya, maka ada kalanya kelihatan sebagian dari sebelah kiri yang biasanya tidak akan Nampak dari bumi tiada kelihatan.  Jadi sesudah ¼ waktu berkeliling, yakni ¼ bulan sideris, maka sumbu bulan itu sudah tepat ½ kali berputar, akan tetapi bulan itu masih belum menjalani ¼ dari lintasan seluruhnya. Itulah sebabnya, maka titik pusat bulatan bulan yang Nampak pada kita bergeser-geser dari timur ke barat.

Librasi parallaktis, terjadi karena adanya beda lihat bagi orang-orang yang melihat bulan dari tempat-tempat yang berlainan letaknya. Jika kita pilih 2 tempat di bumi yang berbeda letaknya (A dan B), maka orang-orang yang berdiri di A dan B masing-masing meihat titik pusat bulan yang berbeda letaknya .

Lunar Libration

Oleh karena jarak bumi dan bulan hanya ± 60 x jari bumi, maka perbedaan penglihatan terhadap bulan itu sudah agak nyata. Di sebabkan librasi yang tiga macam itu, sesungguhnya kita melihat dari separoh bagian dari bagian dari bulan itu. Menurut perhitungan (di bulatkan):

- 3/7 tidak pernah kita lihat dari bumi

- 3/7 tetap menghadap ke bumi, itulah yang tetap dapat kita lihat

- 1/7 dapat di lihat karena librasi.

Jadi yang dapat kita kenal dari permukaan bulan itu adalah 4/7 bagian.

b. Revolusi Bulan

Revolusi Bulan adalah peredaran bulan mengelilingi bumi dari arah barat ke timur. Satu kali penuh revolusi bulan memerlukan waktu rata-rata 27 hari 7 jam 43 menit 12 detik. Periode waktu ini disebut satu bulan sideris atau syahr nujumi.

Revolusi bulan ini dijadikan dasar perhitungan bulan qamariyah, tetapi waktu yang dipergunakannya bukan waktu sideris, melainkan waktu yang sinodis atau syahr iqtironi yang lama rata-ratanya adalah 29 hari 12 jam 44 menit 2,8 detik.

Bulan berputar mengelilingi bumi dengan periode 27 1/3 hari. Akibat kala rotasi dan revolusi bulan waktunya bersamaan, maka daerah permukaan bulan yang menghadap ke bumi selalu tetap. Manusia mengetahui daerah yang membelakangi bumi setelah penerbangan pesawat Apollo yang berhasil memotret bagian belakang bulan.

Bulan bergerak dalam peredarannya tiap hari sebanyak 24 jam. Maka yang perlu diperhatikan posisi bulan dari posisi ijtima’ ke posisi ijtima’ lagi, lamanya 1 bulan sinodis atau 1 bulan ijtima’ 29 hari 12  jam 44 menit 2,8 detik. Maka banyak orang beranggapan pada setiap ijtima’ akan terjadi gerhana matahari, padahal tidak demikian, karena ketika ijtima’ matahari bulan dan bumi tidak selalu pada garis lurus, melainkan terletak dalam satu bidang yaitu bidang astronomi. Bidang astronomi itu berbentuk tegak lurus bidang orbit bumi (ekliptika atau dairoh buruj).

Pada saat  bulan bergerak memisahkan diri dari konjungsinya dengan matahari, bumi juga melakukan gerakan revolusi yang menimbulkan kesan seolah-olah matahari juga bergerak ke timur di antara bintang-bintang yang setiap hari menempuh jarak sejauh 59’5,83” (hampir 1°), sehingga dalam waktu 1 bulan, matahari sudah terpisah dari bintang ke arah timur hampir sebanyak 30°.

Pada posisi 1 matahari dan bulan digambarkan sedang konjungsi (ijtima’), yaitu sama-sama terletak pada satu bujur astronomis. Kemudian bumi bergerak terus mengedari matahari, demikian pula bulan terus mengedari bumi.

Bila matahari dan bulan dalam satu bidang astronomi atau satu lingkaran lintang astronomi maka terjadilah ijtima’. Dan dimana lingkaran lintang astronomis dimana bumi, bulan dan matahari terletak pada 1 garis lurus maka akan terjadi gerhana matahari.

Jika bulan diantara bumi dan matahari, maka bulan berkedudukan konjungsi. Saat inilah saat bulan baru. Jika letaknya bertentangan dengan matahari terhadap bumi, maka bulan kelihatan bersinar penuh, menjadi bulan purnama. Ketika ini bulan dikatakan berkedudukan opposisi.

Bidang lintasan bulan mengelilingai matahari dan bidang lintasan bumi mengelilingi matahari (bidang ekliptika) ini tidak tepat berada dalam satu bidang melainkan miring, dengan variasi kemiringan antara 40 57’ sampai 5 20’. Akibat kemiringan ini terdapat dua titik potong antara lintasan bulan mengelilingi bumi dengan bidangan ekliptika. Titik potong (Simpul) ini dalam astronomi dikenal dengan   Ascending Node (Uqdah Jauzahar) dan Descending Node (Uqdah Naubahar).

Lintasan Bumi mengelilingi matahri dan lintasan bulan mengelilingi bumi. Garis simpul adalah garis nn’. Fase bulan baru terjadi pada waktu kedudukan bulan berada dalam arah yang sama dengan matahari dilihat dari bumi, dan gerhana matahari akan terjadi apabila fase bulan baru terjadi pada titik simpul n’.

Dalam berevolusi mengelilingi bumi , pada suatu saat bulan akan berada pada arah yang sama dengan matahari,  pada saat ini Fase bulan baru  ( New Moon )  atau saat konjungsi atau Ijtimak. Sedangkan kebalikannya yaitu saat bulan berada pada arah yang berlawanan dengan matahari di sebut Fase bulan purnama ( Full Moon ), Pada Fase New Moon seluruh bagian bulan yang gelap akan menghadap ke bumi. Sementara itu pada Fase Full Moon, seluruh permukaan bulan yang terang akan menghadap ke bumi.

c. Bulan dan bumi bersama-sama mengelilingi matahari

Seperti kita ketahui bahwa bumi berevolusi mengelilingi matahari. Begitu juga dengan bulan, karena bulan berevolusi terhadap bumi, maka bulan pun berevolusi terhadap matahari layaknya bumi. Atau dengan kata lain, bulan mengikuti revolusi bumi.

2. Gerakan semu bulan           

a. Gerak harian

Selain gerak akibat rotasi Bumi dari arah timur kea rah barat, bulan melakukan pergerakan revolusi mengitari bumi yang arahnya dari barat ke timur.

Setelah berlangsung selama 7 hari, bulan kelihatan setengah lingkaran. Rupa semu seperti ini disebut bulan perbani (First Quarter) atau perempat pertama. Pada malam ke 15 piringan bulan terlihat selurhnya, yang disebut bulan purnama (Full Moon). Pada saat itu bulan mempnyai selisih bujur astronomis dengan matahari sebanyak + 180 derajat. Letak seperti ini disebt bulan sedang beroposisi dengan matahari.

Untuk seterusnya, rupa semu bulan mlai menyusut sedikit demi sedikit, sehingga pada tanggal ke 22 tinggal setengah lingkaran yang disaebut Last Quarter. Akhirnya pada malam ke 29/30 bulan tidak bercahaya lagi dan disebut bulan mati (New Moon). Pada saat itu blan memiliki selisih bjur astronomis dengan matahari sebanyak + 0 derajat. Pada saat itu bulan disebut berkonjungsi dengan matahari atau dalam istilah arabnya disebut ijtima’ atau iqtiron. Kira-kira satu atau dua hari setelah itu, bulan akan menampakkan diri dengan rupa semu seperti sabit. Oleh karena itu rupa blan tersebut diberi nama bulan sabit (Crescent).

Rupa Semu Bulan

Adanya rupa semu bulan seperti itu merupakanakibat dari fungsi elongasi bulan, yakni jarak sudt bulan dari matahari dilihat dari bumi. Waktu blan “perempat pertama” berelongasi 90 derajat. Blan purnama berelongasi 180 derajat. Bulan “perempat kedua” berelongasi 270 derajat dan saat bulan mati berelongasi 0 derajat.

b. Bulan sideris dan sinodis

Sebenarnya bulan sekali berevolusi mengedari bumi satu kali putar penuh memerlukan waktu 27 1/3 hari. Ditandai dengan letaknya bentuk semu bulan selama beredar pada bumi dalam satu bulan. Bola di tengah ialah bumi, bola-bola di sebelah luar sekali menampakkan bagian mana dari bulan disinari matahari.

Di samping gerakan semu di atas, bulan pun mempunyai gerakan semu yang disebut Librasi, yaitu goyangan semu bulan terhadap bumi. Dengan adanya gerakan ini menyebabkan lebih dari setengah permkaan bulan dapat terlihat dari bumi. Ada tiga hal yang menyebabka librasi bulan, yaitu:

Kembali ke tempat semula di latar belakang bintang-bintang yang sama. Periode ini disebut 1 bulan sideris. Sideris artinya bintang. Namun bentuk fasenya belum kembali ke bentuk yang sama barulah setelah 29 ½ hari bulan kembali ke bentuk fase yang sama, dari bulan baru ke bulan baru berikutnya. Periode ini disebut 1 bulan sinodis (lunasi). Adanya perbedaan ini terjadi akibat blan menyertai bumi mengitari matahari.

***

Refrensi:

Slamet Hambali, Pengantar Ilmu Falak ( menyimak Proses Pembentukan Alam Semesta )

Muhyidin Khazin, Ilmu Falak dalam Teori dan Praktek hlm.

http://id.wikipedia.org/wiki/gerakan matahari

M. S. L Toruan, Pokok-Pokok Ilmu Falak Semarang SOMPOK 42 

http://laskarcharles.wordpress.com/2011/06/15/peredaran-bulan-mengelilingi-matahari/