IPBA
TATA
KOORDINAT LANGIT
Untuk menyatakan letak suatu benda
langit diperlukan suatu tata koordinat yang dapat menyatakan secara pasti
kedudukan benda langit tersebut. Tata koordinat tersebut terdiri dari tata
koordinat horison, tata koordinat ekuator, tata koordinat ekliptika dan tata
koordinat galaktik. Namun dalam pembahasan kali ini akan diperkenalkan tata
koordinat horison dan tata koordinat ekuator, karena tata koordinat inilah yang
paling sering digunakan dalam astronomi.
Tiap-tiap tata koordinat tentunya memiliki cara penggunaan sistem yang berbeda serta terdapatnya berbagai macam keuntungan dan kelemahan dalam penggunaan sistem tersebut. Dengan demikian penggunaan suatu sistem koordinat bergantung pada hasil yang kita inginkan, apakah hasil yang didapat ingin digunakan untuk waktu sesaat atau untuk waktu yang lama dan dapat dipakai secara universal.
Tiap-tiap tata koordinat tentunya memiliki cara penggunaan sistem yang berbeda serta terdapatnya berbagai macam keuntungan dan kelemahan dalam penggunaan sistem tersebut. Dengan demikian penggunaan suatu sistem koordinat bergantung pada hasil yang kita inginkan, apakah hasil yang didapat ingin digunakan untuk waktu sesaat atau untuk waktu yang lama dan dapat dipakai secara universal.
Tata Koordinat Horison
Tata koordinat ini adalah tata koordinat yang
paling sederhana dan paling mudah dipahami. Tetapi tata koordinat ini sangat
terbatas, yaitu hanya dapat menyatakan posisi benda langit pada satu saat
tertentu, untuk saat yang berbeda tata koordinat ini tidak dapat memberikan
hubungan yang mudah dengan posisi benda langit sebelumnya. Karena itu
menyatakan saat benda langit pada posisi itu sangat diperlukan dan tata
koordinat lain diperlukan agar dapat memberikan hubungan dengan posisi sebelum
dan sesudahnya.
Bola langit dapat dibagi menjadi dua bagian
sama besar oleh satu bidang yang melalui pusat bola itu, menjadi bagian atas
dan bagian bawah. Bidang itu adalah bidang horisontal yang membentuk lingkaran
HORISON pada permukaan bola, dan bagian atas adalah letak benda-benda langit
yang tampak, dan bagian bawahnya adalah letak dari benda-benda langit yang
tidak terlihat saat itu.
Penjelasan gambar
UTSB : Bidang horison
UZS : Meridian langit
BZT : Ekuator langit
Disetiap tempat di permukaan Bumi mempunyai
lingkaran meridian yang berbeda-beda tergantung bujur tempat itu (yang berbujur
sama mempunyai lingkaran meridian yang sama)
Pada dasarnya garis Utara-Selatan adalah
perpanjangan sumbu Bumi yang melalui kutub Utara dan kutub Selatan. Titik Utara
di Kutub Utara sering disebut Titik Utara Sejati (True North), dan sebaliknya
Titik Selatan Sejati (True South), yang mana letaknya berbeda dengan Kutub
Utara Magnetik dan Kutub Selatan Magnetik. Apabila dilihat dari zenith maka
dengan putaran searah jarum jam akan mendapatkan arah Utara, Timur, Selatan dan
Barat dengan besar perbedaan sudutnya sebesar 90o.
Dengan mengenal istilah tersebut akan memudahkan
kita dalam memahami tata koordinat horison dengan ordinatnya yaitu, Azimuth dan
Tinggi (A,h).
Tinggi benda langit dapat digambarkan pada
bola langit dengan membuat lingkaran besar yang melalui zenith, benda langit
itu dan tegak lurus pada horison (lingkaran vertikal), diukur dari horison
dengan nilainya 0o-90o.
Untuk menyatakan Azimuth terdapat 2 versi:
- Versi pertama menggunakan titik Selatan sebagai acuan.
- Versi kedua yang dianut secara internasional, diantaranya dipakai pada astronomi dan navigasi menggunakan titik Utara sebagai acuan, berupa busur UTSB.
Kedua versi tersebut menggunakan arah yang
sama, yaitu jika dilihat dari zenith arahnya searah perputaran jarum jam yang
nilainya 0o-360o.
Pada tata koordinat horizon, letak
bintang ditentukan hanya berdasarkan pandangan pengamat saja. Tata koordinat
horizon tidak dapat menggambarkan lintasan peredaran semu bintang, dan letak
bintang selalu berubah sejalan dengan waktu. Namun, tata koordinat horizon
penting dalam hal pengukuran adsorbsi cahaya bintang.
Ordinat-ordinat dalam tata koordinat
horizon adalah:
1.
Bujur suatu bintang dinyatakan dengan azimut (Az). Azimut umumnya diukur dari
selatan ke arah barat sampai pada proyeksi bintang itu di horizon, seperti pada
gambar azimut bintang adalak 220°. Namun ada pula azimut yang diukur dari Utara
ke arah timur, oleh karena itu sebaiknya Anda menuliskan keterangan tentang
ketentuan mana yang Anda gunakan.
2.
Lintang suatu bintang dinyatakan dengan tinggi bintang (a), yang diukur dari
proyeksi bintang di horizon ke arah bintang itu menuju ke zenit. Tinggi bintang
diukur 0° – 90° jika arahnya ke atas (menuju zenit) dan 0° – -90° jika arahnya
ke bawah.
Letak bintang dinyatakan dalam (Az,
a). Setelah menentukan letak bintang, lukislah lingkaran almukantaratnya, yaitu
lingkaran kecil yang dilalui bintang yang sejajar dengan horizon (lingkaran
PQRS).
Keuntungan dalam penggunaan sistem
koordinat horison yaitu pada penggunaannya yang praktis, Sistem koordinat yang
sederhana dan secara langsung dapat dibayangkan letak objek pada bola langit.
Namun tedapat juga beberapa kelemahan pada Sistem koordinat ini, yaitu pada
tempat yang berbeda maka horisonnya pun berbeda serta terpengaruh oleh waktu
dan gerak harian benda langit.
Tata Koordinat Ekuator
Tata koordinat ini merupakan salah
satu tata koordinat yang sering digunakan dalam astronomi. Sistem koordinat ini
dapat menyatakan letak benda langit dalam skala waktu relatif panjang.
Sekalipun perubahan unsur-unsur koordinatnya relatif kecil terhadap waktu.
Dalam setiap pembahasan sistem
koordinat benda langit, setiap benda langit selalu dipandang terproyeksi pada
suatu bidang bola khayal yang digambarkan sebagai bola langit. Bola yang memuat
bidang khayal tersebut disebut bola langit. Ukuran bola Bumi diabaikan terhadap
bola langit sehingga setiap pengamat di muka Bumi dianggap berada di pusat bola
langit.
Seperti halnya pada pembahasan
mengenai bola pada umumnya, setiap lingkaran pada bola langit yang berpusat di
pusat bola dan membagi bola menjadi dua bagian yang sama besar disebut
lingkaran besar, sedangkan lingkaran lainnya disebut lingkaran kecil.
Di bawah ini diberikan deskripsi
istilah-istilah yang dipakai pada bola langit:
Titik kardinal: empat titik utama
arah kompas pada lingkaran horison, yaitu Utara, Timur, Selatan dan Barat.
Lingkaran kutub, lingkaran jam atau
bujur langit: lingkaran besar melalui kutub-kutub langit.
Lingkaran ekliptika: lingkaran
tempat kedudukan gerak semu tahunan Matahari. Perpotongan bidang orbit Bumi
(ekliptika) dengan bola langit.
Kutub-kutub langit: titik-titik pada
bola langit tempat bola langit berotasi. Perpotongan bola langit dengan sumbu
Bumi. Kutub langit di belahan langit Selatan disebut Kutub Langit Selatan (KLS)
dan di belahan langit Utara disebut Kutub Langit Utara (KLU).
Pada sistem koordinat ekuator,
koordinat yang digunakan adalah koordinat Aksensiorekta (?) dan Deklinasi (d).
Aksensiorekta adalah panjang busur yang dihitung dari titik Aries atau disebut
juga dengan titik gamma (g) pada lingkaran ekuator langit sampai ke titik kaki
dengan arah penelusuran ke arah timur, dengan rentang antara 0 s.d. 24 jam atau
00 s.d. 3600.
Sedangkan deklinasi adalah panjang
busur dari titik kaki pada lingkaran ekuator langit ke arah kutub langit sampai
ke letak benda pada bola langit. Deklinasi bernilai positif jika ke arah KLU
dan bernilai negatif jika ke arah KLS, dengan rentang antara 00 s.d. 900 atau
00 s.d. -900.
Dalam penggunaan sistem koordinat
ekuator, terdapat hubungan antara waktu matahari dengan waktu bintang (waktu
sideris). Dimana Waktu Menengah Matahari (WMM) = sudut jam Matahari + 12 jam.
Hubungan ini tentunya berkaitan juga dengan tanggal-tanggal istimewa titik
Aries terhadap Matahari. Tanggal-tanggal istimewa tersebut adalah :
Sekitar tanggal 21 Maret (TMS),
Matahari berimpit dengan Titik Aries. Jam 0 WMM = jam 12 waktu bintang.
Sekitar tanggal 22 Juni (TMP), saat
Matahari di kulminasi bawah, titik Aries berhimpit dengan titik Timur. Jam 0
WMM = jam 18 waktu bintang.
Sekitar tanggal 23 September (TMG),
saat Matahari di kulminasi bawah, titik Aries berada di titik kulminasi atas.
Jam 0 WMM = jam 0 waktu bintang.
Sekitar tanggal 22 Desember (TMD),
saat Matahari di kulminasi bawah, titik Aries berhimpit dengan titik Barat. Jam
0 WMM = jam 06 waktu bintang.
Tata koordinat ekuator merupakan
sistem koordinat yang paling penting dalam astronomi. Letak bintang-bintang,
nebula, galaksi dan lainnya umumnya dinyatakan dalam tata koordinat ekuator.
Pada tata koordinat ekuator, lintasan bintang di langit dapat ditentukan
dengan tepat karena faktor lintang geografis pengamat (φ) diperhitungkan,
sehingga lintasan edar bintang-bintang di langit (ekuator Bumi) dapat dikoreksi
terhadap pengamat. Sebelum menentukan letak bintang pada tata koordinat
ekuator, sebaiknya kita mempelajari terlebih dahulu sikap bola langit, yaitu
posisi bola langit menurut pengamat pada lintang tertentu.
Sudut antara kutub Bumi (poros
rotasi Bumi) dan horizon disebut tinggi kutub (φ) . Jika diperhatikan lebih
lanjut, ternyata nilai φ = ϕ, dengan φ diukur dari Selatan ke KLS jika pengamat
berada di lintang selatan dan φ diukur dari Utara ke KLU jika pengamat berada
di lintang utara. Jadi untuk pengamat pada ϕ = 90° LU lingkaran ekliptika akan
berimpit dengan lingkaran horizon, dan kutub lintang utara berimpit
dengan zenit, sedangkan pada ϕ = 90° LS lingkaran ekliptika akan berimpit
dengan lingkaran horizon, dan kutub lintang selatan berimpit dengan zenit
Ordinat-ordinat dalam tata koordinat
ekuator adalah:
1. Bujur
suatu bintang dinyatakan dengan sudut jam atau Hour Angle (HA). Sudut jam
menunjukkan letak suatu bintang dari titik kulminasinya, yang diukur dengan
satuan jam (ingat,1h = 15°). Sudut jam diukur dari titik kulminasi atas bintang
(A) ke arah barat (positif, yang berarti bintang telah lewat kulminasi sekian
jam) ataupun ke arah timur (negatif, yang berarti tinggal sekian jam lagi
bintang akan berkulminasi). Dapat juga diukur dari 0° – 360° dari titik A ke
arah barat.
2.
Lintang suatu bintang dinyatakan dengan deklinasi (δ), yang diukur dari
proyeksi bintang di ekuator ke arah bintang itu menuju ke kutub Bumi. Tinggi
bintang diukur 0° – 90° jika arahnya menuju KLU dan 0° – -90° jika
arahnya menuju KLS.
Dapat kita lihat bahwa deklinasi
suatu bintang nyaris tidak berubah dalam kurun waktu yang panjang, walaupun
variasi dalam skala kecil tetap terjadi akibat presesi orbit Bumi. Namun sudut
jam suatu bintang tentunya berubah tiap jam akibat rotasi Bumi dan tiap hari
akibat revolusi Bumi. Oleh karena itu, ditentukanlah suatu ordinat baku yang
bersifat tetap yang menunjukkan bujur suatu bintang pada tanggal 23 September
pukul 00.00, yaitu ketika titik Aries ^ tepat berkulminasi atas pada pukul
00.00 waktu lokal (vernal equinox). Ordinat inilah yang disebut asensiorekta
(ascencio recta) atau kenaikan lurus, yang umumnya dinyatakan dalam jam. Faktor
gerak semu harian bintang dikoreksi terhadap waktu lokal (t) dan faktor gerak
semu tahunan bintang dikoreksi terhadap Local Siderial Time (LST) atau waktu
bintang, yaitu letak titik Aries pada hari itu. Pada tanggal 23 September
LST-nya adalah pukul 00h, dan kembali ke pukul 00h pada 23 September berikutnya
sehingga pada tanggal 21 Maret, 21 Juni, dan 22 Desember LST-nya berturut-turut
adalah 12h, 18h, dan 06h. Jadi LST dapat dicari dengan rumus :
Adapun hubungan LST, HA00 dan
asensiorekta (α)
LST = α +
HA00
Dengan t adalah waktu lokal. Misal
jika HA00 = +3h, maka sudut jam bintang pada pukul 03.00 adalah +6h (sedang
terbenam). Ingat, saat kulminasi atas maka HA = 00h. Dengan demikian didapatkan
hubungan komplit bujur pada tata koordinat ekuator
LST + t = α + HAt
Patut diingat bahwa HA00 ialah
posisi bintang pada pukul 00.00 waktu lokal, sehingga posisi bintang pada
sembarang waktu ialah:
HAt = HA00 + t
Dengan α ordinat tetap, HAt ordinat
tampak, LST koreksi tahunan, dan t koreksi waktu harian. Contoh pada gambar di
bawah. Pada tanggal 21 Maret, LST-nya adalah 12h. Jadi letak bintang R dengan
koordinat (α, δ) sebesar (16h,-50º)akan nampak di titik R pada pukul 00.00
waktu lokal. Perhatikan bahwa LST diukur dari titik A kearah barat sampai pada
titik Aries ^. Tampak bintang R berada pada bujur (HA00) -60° atau -4 jam.
Jadi, bintang R akan berkulminasi atas di titik Ka pada pukul 04.00 dan
terbenam di horizon pada pukul 10.00. Asensiorekta diukur dari titik Aries
berlawanan pengukuran LST sampai pada proyeksi bintang di ekuator. Jadi telah
jelas bahwa.
HA = LST – α
Dengan -xh = 24h - xh
Lingkaran kecil KaKb merupakan
lintasan gerak bintang, yang sifatnya nyaris tetap. Untuk bintang R, yang
diamati dari ϕ = 40° LS akan lebih sering berada pada di atas horizon daripada
di bawah horizon. Pembahasan lebih lanjut pada bagian bintang sirkumpolar.
Tinggi bintang atau altitude, yaitu
sudut kedudukan suatu bintang dari horizon dapat dicari dengan aturan cosinus
segitiga bola. Tinggi bintang, a, yaitu
a = 90° - ζ
Dimana jarak zenit (ζ) dirumuskan
dengan
cos ζ = cos(90° – δ) cos(90° – ϕ) +
sin(90° – δ) sin(90° – ϕ) cosHA
Gerak Harian Benda Langit
Bola langit melakukan gerak semu
harian akibat gerak rotasi Bumi. Pengamatan permukaan Bumi dapat mengamati
benda langit bergerak berlawanan arah dengan arah gerak rotasi Bumi. Rotasi
Bumi arahnya dari barat ke timur, inilah yang menyebabkan seolah-olah benda
langit bergerak dari timur ke barat.
Oleh karena gerak harian bola langit
terjadi akibat gerak rotasi Bumi, maka periode gerak harian benda langit sama
dengan periode rotasi Bumi yaitu satu hari, yang umum dianggap satu hari adalah
24 jam, sehingga dalam selang waktu itu Bumi telah berotasi sebesar 360o.
Berikut ini diberikan hubungan waktu dan panjang busur yang ditempuh benda
langit dalam melakukan gerak harian:
24j = 3600
1j = 150
4m = 10
4d = 1
Lintasan gerak benda langit sejajar
dengan ekuator langit dengan kemiringan tergantung pada lintang pengamat (?) di
permukaan Bumi. Besarnya sudut kemiringan menunjukkan besarnya jarak kutub
(90o- ?) tempat pengamat berada. Lintasan gerak harian benda langit di ekuator
langit berbentuk lingkaran besar sedangkan di tempat lainnya lingkaran kecil.
Kedua kutub langit itu yaitu KLU dan
KLS yang memiliki lintasan gerak harian berbentuk titik, sehingga tampak diam
diputari oleh seluruh benda-benda langit. Benda di belahan langit Utara tampak
mengedari KLU dan di belahan langit selatan tampak mengedari KLS. Kedua kutub
itu memiliki ketinggian yang berbeda di permukaan Bumi, tergantung lintang
pengamat dipermukaan Bumi. Tempat di belahan Bumi Utara, letak KLU berada di
atas horison dengan ketinggian sama dengan besarnya lintang pengamat dan KLS
berada di bawah horison. Sebaliknya tempat di belahan Bumi Selatan, letak KLS
berada di atas horison dengan ketinggian sama dengan besarnya lintang pengamat
dan KLU berada di bawah horison.
Penentuan Waktu Sideris
Waktu sideris atau waktu bintang
didasarkan kepada kala rotasi bumi terhadap acuan bintang. Seperti halnya pada
hari matahari, satu hari sideris dibagi menjadi 24 jam, tetapi panjang harinya
sendiri lebih pendek sekitar 4 menit dibandingkan hari matahari. Adanya
perbedaan panjang hari sideris dengan hari matahari menyebabkan bintang-bintang
termasuk titik gamma setiap hari mencapai meridian pengamat lebih cepat sekitar
4 menit dari hari sebelumnya. Dengan lain perkataan, titik gamma bergerak
sepanjang lingkaran ekuator ke arah barat sekitar 1 derajat busur setiap
harinya.
Adapun cara menentukan waktu sideris
adalah sebagai berikut :
1. Tentukan selisih hari terhadap
salah satu dari 4 tanggal patokan terdekat yakni: 21 Maret, 22 Juni, 23
September atau 22 Desember.
2. Tentukan perbedaan waktu titik
Aries dengan Matahari selama selisih waktu no.1 di atas dengan mengalikan
setiap beda 1 hari sebesar 4 menit.
3. Tentukan jam 0 WMM waktu setempat
yang bersesuaian dengan waktu sideris pada tanggal yang bersangkutan dengan
menambahkan (jika melewati salah satu tanggal patokan di atas) atau
mengurangkan (jika mendahului) dengan selisih waktu no. 2 di atas yang paling
dekat dengan tanggal patokan terdekat yang dipakai.
4. Patokan tanggal hubungan Waktu
Sideris (Siderial Time) dengan Waktu Matahari Menengah (Mean Sun):
21 Maret Jam 0 WMM = Jam 12 Waktu
Sideris
22 Juni Jam 0 WMM = Jam 18 Waktu
Sideris
23 September Jam 0 WMM = Jam 0 Waktu
Sideris
22 Desember Jam 0 WMM = Jam 6 Waktu
Sideris
5. Tentukan waktu sideris jam yang
diinginkan dengan menambahkan dengan WMM pada jam yang ditentukan.
Contoh: Tentukan Waktu Sideris yang
bersesuaian dengan Jam 10 tanggal 26 Maret 2007.
Jawab:
1. Sesilih tanggal 26 Maret dengan
21 Maret adalah = 26 - 21 = 5 hari.
2. Perbedaan waktu Aries dengan
Matahari selama 5 hari = 5 x 4 menit = 20 menit.
3. Jam 0 WIB tanggal 26 Maret = Jam
12 + 20 menit = Jam 12.20 Waktu Sideris.
4. Jam 10 WIB tanggal 26 Maret = Jam
10 + 12.20 Waktu Sideris = Jam 22.20 Waktu Sideris.
Contoh soal aplikasi posisi benda
langit:
Dimanakah posisi rasi Sagittarius(
AR 19jam, Dekl. -250 ) pada bola langit jam 12 WIB tanggal 14 Maret 2007 ?
Jawab:
Selisih tgl 14 Maret dengan 21 Maret
= 7 hari
Beda Aries dengan Matahari = 7 x 4
menit = 28 menit
Jam 0 WIB tgl 14 Maret = Jam 12 - 28
menit = Jam 11. 32 Waktu Sideris.
Jam 12 WIB tgl. 14 Maret = 11.32 +
12 WIB = Jam 23.32 Waktu Sideris.
Sudut Jam rasi Sagittarius saat itu
= Waktu Sideris - AR Sagittarius = 23.32 - 19 = 4 jam 32 menit.
Posisi Sagittarius saat itu : (4
32/60x 150)= 680 di sebelah barat meridian dan 250 di selatan equator langit.
sumber : lautansemesta.blogdetik.com
paradoks77.blogspot.com
paradoks77.blogspot.com
Langganan:
Posting Komentar (Atom)
0 komentar:
Posting Komentar