pengetahuan 2

fisika

galaksi bimasakti terancam ditabrak awan raksasa

Gumpalan awan raksasa yang mengandung gas Upgrade
hidrogen dalam volume sangat besar tengah melesat mendekati piringan Galaksi
Bima Sakti, tempat tata surya kita berada. Tabrakan dahsyat yang diperkirakan
terjadi antara 20-40 juta tahun lagi akan menghasilkan kembang api spektakuler
di langit. Objek tersebut diberi nama Awan Smith, diambil dari nama Gail Smith,
seorang astronom AS yang mendeteksinya pertama kali pada tahun 1963 saat
meneliti di Universitas Leiden, Belanda.
Sejak ditemukan, para astronom masih berdebat apakah awan tersebut benar-benar
mendekati galaksi Bimasakti atau menjauhinya. Rekaman data yang ada selama ini
masih terbatas dan tidak jelas apakah objek tersebut bagian dari kabut
Bimasakti atau masih bergerak ke arahnya. Sejauh ini, para peneliti hanya
mendeteksi gas dan tidak ada satupun bintang di dalamnya. Satu-satunya cara
melihtanya adlah dengan teleskop radio karena gas dingin tidak memancarkan
cahaya, tetapi memantulkan gelombang radio.

Jika dilihat dari Bumi, lebar gumpalan awan
tersebut sebanding dengan 30 kali lebar Bulan. Dari kepala ke ujung ekornya
cukup untuk menyelimuti rasi bintang Orion. Hasil pengamatan baru menggunakan
teleskop radio terkendali paling besar di dunia, Teleskop Green Bank (GBT) di
Virginia Barat, AS,
menunjukkan bahwa objek tersebut bergerak ke arah galaksi Bimasakti. Bahkan,
seperti dilaporkan gabungan tim astronom dari Observatorium Astronomi Radio
Nasional AS (NRAO) dan Universitas Winconsin Whitewater dalam pertemuan
Masyarakat Astronomi Amerika ke-211 di Austin, Texas
baru-baru ini, gaya dorongnya telah
menyentuh kabut Bimasakti. “Jika tabrakan terjadi, hal tersebut akan
memicu lahirnya formasi bintang-bintang baru. Akan banyak bintang raksasa yang
terbentuk, berumur pendek, dan meledak sebagai supernova yang memancarkan
cahaya menyilaukan,” ujar Ketua tim peneliti, DR. Felix Lockman, dari
NRAO. Sebab, Awan Smith membawa energi sangat besar berupa gas hidrogen yang
cukup untuk membentuk jutaan bintang seukuran Matahari. Awan Smith merupakan
gumpalan gas yang berukuran panjang mencapai 11.000 tahun cahaya dan lebar
2.500 tahun cahaya. Objek tersebut saat ini berada 40.000 tahun cahaya dari
Bumi dan 8.000 tahun cahaya dari piringan Bimasakti.

Objek yang pantas disebut kabut monster di ruang
kosmos ini bergerak dengan kecepatan 240 kilometer perdetik dan diperkirakan
menabrak piringan galaksi Bimasakti dengan kemiringan 45 derajat. Tabrakan akan
terjadi di pinggir piringan Bimasakti yang jarak ke pusatnya hampir sama dengan
jarak tata surya kita ke pusat galaksi. Namun, posisinya jauh dari tata surya
kita, diperkirakan berjarak 90 derajat terhadap pusat piringan. “Kami
tidak tahu dari mana asalnya, apalagi orbitnya membingungkan, namun kami
katakan bahwa ia mulai berinteraksi dengan bagian terluar Bimasakti,”
tandas Lockman.

galaksi bimasakti dan andromeda mendekat

Data dari peneropongan puluhan teleskop raksasa di dunia telah mengungkap proses yang terjadi di jagat raya. Diketahui Galaksi Bimasakti dan Andromeda atau M31 bergerak mendekat. Dalam dua miliar tahun, dua galaksi itu akan mulai bertabrakan. Saat itu akan mengakibatkan kiamat bagi bumi yang berada di Galaksi Bimasakti.

Hal ini dilontarkan Tony Seno Hartono selaku National Technology Officer Microsoft Indonesia seusai penyerahan perangkat World Wide Telescope (WWT) kepada Direktur Pusat Peragaan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (PP Iptek) Finarya Legoh di Taman Mini Indonesia Indah, Jakarta, Rabu (10/6).

Perangkat WWT terdiri atas teleskop elektron yang dihubungkan dengan sistem komputer interaktif. Di dalamnya berisi database yang memuat paduan gambar benda-benda di antariksa yang diambil dari 21 teleskop yang tersebar di dunia. Pemaduan gambar yang jumlahnya mencapai jutaan itu dilakukan Jim Crey dari Microsoft. Data yang diberikan NASA untuk WWT atau publik merupakan data pemantauan enam bulan silam, kata Tony.

Dengan memadukan hasil peneropongan ini, selain kemungkinan tabrakan antargalaksi juga diketahui, bulan ternyata bergerak menjauh 3 sentimeter per hari. ”Dengan demikian, pada suatu ketika kita tak lagi melihat bulan dari permukaan Bumi dengan mata telanjang,” ujar Tony.

Galaksi Bimasakti

Terdapat banyak bintang, nebula, dan gugus bintang yang bisa diamati di langit setiap malamnya. Semua objek tersebut berada di dalam galaksi kita. Di beberapa bagian bintang nampak padat sehingga ketika langit cerah, bersih dari awan, dan kondisi sekitar yang gelap, kita bisa melihat pita berwarna putih yang memanjang dan melintasi beberapa rasi seperti Sagittarius (arah pusat Galaksi), Scorpius, Ophiucus, Aquila, Cassiopeia, Auriga, Crux, dan Centaurus. Sementara di bagian yang lain tampak celah-celah gelap yang menunjukkan adanya materi antar bintang yang tebal. Itulah (bidang) galaksi yang kita tinggali. Bentuknya yang seperti itu kemudian menginspirasi orang untuk menamakannya dengan sebutan Milky Way. Kata galaksi dan milky way itu sendiri diadaptasi dari bahasa Yunani “galaxias” dan Latin “via lactea” dengan kata dasar lactea yang berarti susu. Sedangkan menurut orang Indonesia, galaksi kita diberi nama Bimasakti. Menurut salah satu sumber dari Observatorium Bosscha, sejarah penamaan ini berasal ketika Presiden RI pertama, Soekarno, ditunjukkan citra galaksi oleh salah seorang astronom Indonesia. Ternyata, Soekarno melihat salah satu bagian gelap di foto tersebut menyerupai tokoh Bima Sakti. Namun tidak diketahui bagian gelap mana yang dimaksud.

Galaksi Bimasakti di malam hari (Axel Mellinger)

Galaksi adalah tempat berkumpulnya bintang-bintang di alam semesta. Hampir tidak ditemukan adanya bintang yang berkelana sendiri di ruang antar galaksi. Dan Matahari termasuk di antara 200 milyar bintang di Galaksi Bimasakti (disingkat dengan Galaksi). Dengan asumsi bahwa rata-rata massa bintang di Galaksi adalah sebesar massa Matahari, maka massa Galaksi dapat mencapai 2 x 10^11 massa Matahari (massa Matahari adalah 2 x 10^30 kg).

Bentuk galaksi Bimasakti seperti dua buah piring cekung yang ditangkupkan, bagian tengahnya tebal dan semakin pipih ke arah tepi, dan terdapat lengan-lengan spiral di dalamnya. Oleh karena itu Galaksi kita digolongkan ke dalam galaksi spiral. Berdasarkan klasifikasi galaksi Hubble, galaksi Bimasakti termasuk dalam kelas SBbc. Artinya, Galaksi kita adalah galaksi spiral yang memiliki “bar” atau palang di bagian pusatnya, dengan kecerlangan bagian pusat yang relatif sama dengan bagian piringan, dan memiliki struktur lengan spiral yang agak renggang di bagian piringannya.

Gambaran Galaksi Bimasakti terbaru (NASA/JPL-Caltech)

Galaksi spiral tersusun atas 3 bagian utama, yaitu bagian bulge, halo, dan piringan. Ketiganya memiliki bentuk, ukuran, dan objek penyusun yang berbeda-beda. Bahkan, bagian bulge dan piringan menjadi penentu dalam klasifikasi galaksi yang dibuat oleh Hubble (diagram garpu tala).

Bagian bulge adalah daerah di galaksi yang kepadatan bintangnya paling tinggi. Bintang-bintang tua lebih banyak ditemukan daripada bintang muda, karena sangat sedikit materi pembentuk bintang yang terdapat di sini. Bulge ini berbentuk elipsoid seperti bola rugby. Bintang-bintang di dalamnya bergerak dengan kecepatan tinggi dan orbit yang acak, tidak sebidang dengan bidang galaksi. Dari perhitungan kecepatan orbit bintang-bintang di dalamnya, diperoleh kesimpulan bahwa terdapat sebuah benda bermassa sangat besar yang berada di pusat Galaksi yang jauh lebih besar daripada perkiraan sebelumnya. Benda tersebut diyakini adalah sebuah lubang hitam supermasif, yang diperkirakan terdapat di bagian pusat semua galaksi spiral. Termasuk juga di galaksi Andromeda, galaksi spiral terdekat dari Galaksi kita.

Komponen kedua adalah halo. Berbentuk bola, ukuran komponen ini sangat besar hingga jauh membentang melingkupi bulge dan piringan, bahkan mungkin lebih jauh daripada batas terluar piringan galaksi yang bisa kita amati. Objek yang menjadi penyusun halo dibagi menjadi dua kelompok, yaitu stellar halo dan dark halo. Yang dimaksud dengan stellar halo adalah bintang-bintang yang berada di bagian halo. Namun hanya sedikit ditemukan bintang individu di bagian ini. Yang lebih dominan adalah kelompok bintang-bintang tua yang jumlah bintang anggotanya mencapai jutaan buah, yang disebut dengan gugus bola (globular cluster).

Di bagian piringan terdapat bintang-bintang muda serta gas dan debu antar bintang yang terletak di lengan spiral. Banyak ditemukannya bintang muda dan gas antar bintang sangat berkaitan erat, karena gas adalah materi utama pembentuk bintang. Di beberapa lokasi bahkan ditemukan bintang-bintang muda yang masih diselimuti gas, yang menandakan bahwa bintang-bintang tersebut baru terbentuk. Sedangkan banyaknya debu di piringan membuat pengamat di Bumi kesulitan untuk melakukan pengamatan visual di sekitar bidang Galaksi, terutama ke arah pusat Galaksi (lihat gambar di atas). Karenanya, pengamatan di sekitar bidang Galaksi akan memberikan hasil yang lebih baik jika dilakukan di daerah panjang gelombang radio dan infra merah yang tidak terpengaruh oleh debu antar bintang (lihat gambar di bawah).

Galaksi Bimasakti dalam panjang gelombang infra merah dekat (NASA-LAMBDA)

Seberapa besar Galaksi kita? Di bagian pusat Galaksi, bulge hanya memiliki diameter 6 kpc dan tebal 4 kpc (kpc = kiloparsek, 1 parsek = 3,26 tahun cahaya = 206265 SA = 3,086 x 10^13 km). Jarak dari pusat hingga ke bagian tepi Galaksi (jari-jari) adalah 15 kpc dengan ketebalan rata-rata sebesar 300 pc. Sedangkan Matahari berada pada jarak 8 kpc dari pusat. Di posisi itu, Matahari sedang bergerak mengelilingi pusat Galaksi dengan bentuk orbit yang hampir melingkar. Laju orbitnya adalah sekitar 250 km/detik sehingga matahari memerlukan waktu 220 juta tahun untuk berkeliling satu kali. Jika umur matahari adalah 4,6 milyar tahun, berarti tata surya kita sudah mengorbit pusat Galaksi sebanyak 20 kali.

Galaksi kita sebenarnya berada pada sebuah kelompok galaksi yang disebut dengan Grup Lokal, yang ukurannya mencapai 1 MPc dan beranggotakan lebih dari 30 galaksi. Galaksi spiral yang ada di kelompok ini hanya tiga, yaitu Bimasakti, Andromeda, dan Triangulum. Sisanya adalah galaksi yang lebih kecil dengan bentuk elips atau tak beraturan. Grup Lokal ini termasuk kelompok galaksi yang dinamis. Maksudnya adalah bahwa galaksi-galaksi di kelompok ini mengalami interaksi gravitasi, termasuk Galaksi kita dengan galaksi Andromeda. Interaksi tersebut diperkirakan akan mengakibatkan terjadinya tabrakan antara Galaksi kita dengan Andromeda dan kemudian membentuk galaksi elips. Namun jangan terlalu khawatir karena peristiwa tersebut tidak akan terjadi hingga 2 milyar tahun lagi.

Gerhana Bulan Sebagian dan Gerhana Matahari Cincin Di Awal Tahun 2010

Selamat tahun baru semuanya! Ya, tahun 2009 sudah diganti dengan tahun 2010. Walaupun Tahun Astronomi Internasional sudah berakhir, janganlah bersedih terlalu lama karena di awal tahun 2010 ini ada dua peristiwa astronomi yang menarik dan sayang untuk dilewatkan. Yang satu sudah terlewati, yang satu lagi belum. Mari kita bersiap untuk mengamatinya.

Peristiwa spektakuler pertama di tahun 2010 ini adalah Gerhana Bulan Sebagian (GBS), yang terjadi kurang dari 30 menit setelah pergantian tahun. Proses gerhana itu dimulai dengan masuknya Bulan ke penumbra Bumi pada pukul 00.17 WIB. Namun dengan mata telanjang, kita akan kesulitan melihat perbedaan kenampakan Bulan saat ini dengan sebelum gerhana terjadi. Kita baru bisa melihat pemandangan yang membuat kita menahan nafas ketika waktu menunjukkan pukul 01.53 WIB, yaitu saat Bulan mulai memasuki umbra Bumi. Bagian tepi Bulan akan perlahan menghitam sedikit demi sedikit hingga mencapai puncaknya pada pukul 02.24 WIB dan kembali seperti semula pada pukul 02.53 WIB. Proses GBS ini berakhir seluruhnya pada pukul 04.28 WIB. Di bawah ini adalah hasil pemotretan yang kami lakukan.

Gerhana Bulan Sebagian 1 Januari 2010

Apabila saat itu Anda tidak sempat menyaksikan GBS, peristiwa gerhana berikutnya mungkin bisa Anda masukkan dalam jadwal sebagai salah satu peristiwa yang kami rekomendasikan untuk diamati. Peristiwa yang kami maksud adalah Gerhana Matahari Cincin (GMC) pada tanggal 15 Januari 2010. Namun dari Indonesia, yang bisa kita amati hanyalah Gerhana Matahari Sebagian (GMS) saja, karena tidak ada daerah di Indonesia yang dilalui oleh jalur totalitasnya, tidak seperti GMC 26 Januari 2009 yang lalu.

Animasi Gerhana Matahari Total 100115

Daerah di Indonesia yang dapat menyaksikan gerhana nanti adalah seluruh Sumatra dan Kalimantan, bagian barat pulau Jawa, dan bagian utara pulau Sulawesi. Meskipun begitu, proses GMS akan bisa kita saksikan lebih baik apabila kita berada di wilayah barat Indonesia. Di sana gerhana akan berlangsung lebih lama dan piringan Matahari yang tertutup oleh Bulan juga lebih banyak dibandingkan dengan pengamatan di daerah timur.

Untuk pengamat yang berada di Banda Aceh, gerhana dimulai pada sekitar pukul 13.40 WIB dan berakhir pada pukul 16.40 WIB. Luas daerah piringan Matahari yang tertutupi Bulan mencapai 46% pada saat maksimumnya, yaitu pada sekitar pukul 15.20 WIB. Jumlah tersebut jauh lebih besar daripada hasil pengamatan di Manado yang hanya menutupi 0,3% daerah piringan Matahari saja. Silakan lihat animasi kenampakan gerhana Matahari dari 4 kota di Indonesia, yaitu Banda Aceh, Jakarta, Semarang, dan Manado (semuanya berumber dari eclipse.org.uk).

PERINGATAN. Satu hal penting yang HARUS DIPERHATIKAN ketika mengamati Matahari adalah kita tidak boleh melihatnya secara langsung baik dengan mata telanjang ataupun dengan alat optik seperti kamera, binokular, ataupun teleskop. Melakukan hal tersebut dapat mengakibatkan KERUSAKAN MATA sementara ataupun permanen (KEBUTAAN). Amati Matahari dengan menggunakan filter yang aman, dan jangan melihatnya secara terus menerus. Amati paling lama 2 menit, kemudian berhenti dan baru amati lagi setelah 3 menit. Hal ini bertujuan untuk mengurangi kerusakan pada mata seandainya ada cacat pada filter yang kita gunakan.

Bintang Variabel

Setiap malam kita bisa mengamati bintang-bintang memancarkan cahaya yang terlihat tetap setiap saat. Apakah cahaya bintang benar-benar tetap? Sebenarnya tidak, ada bintang yang cahayanya berubah-ubah baik secara periodik maupun tidak. Bintang yang seperti itu kemudian disebut sebagai bintang variabel. Memang perubahannya itu sulit dikenali oleh mata karena begitu kecilnya amplitudonya. Tapi berkat teknologi pengukur intensitas cahaya yang semakin baik, maka kita bisa ketahui adanya variasi kecerlangan pada beberapa bintang.

Terdapat dua kelompok besar bintang variabel, yaitu bintang variabel intrinsik dan ekstrinsik. Bintang variabel intrinsik adalah bintang yang perubahan kecerlangannya diakibatkan oleh faktor dari dalam bintang itu sendiri (perubahan pancaran energi/luminositas). Sedangkan bintang variabel ekstrinsik adalah bintang perubahan kecerlangannya bukan diakibatkan oleh perubahan luminositas, melainkan faktor dari luar bintang itu. Masing-masing kelompok ini kemudian dibagi menjadi berbagai jenis lagi.

Bintang variabel di galaksi M100. Sumber: Hubblesite

Bintang variabel intrinsik terdiri atas variabel periodik, eruptif, dan eksplosif. Contoh variabel periodik adalah Cepheid. Bintang semacam ini mengalami perubahan luminositas karena radiusnya yang berubah-ubah secara periodik.  Sedangkan variabel eruptif adalah bintang yang luminositasnya berubah akibat lontaran massa atau flare. Biasanya bintang variabel ini tidak memiliki variasi kecerlangan yang periodik.

Kemudian variabel eksplosif adalah bintang yang kecerlangannya berubah karena bintangnya meledak (supernova). Meledaknya bintang itu sendiri disebabkan oleh beberapa hal, antara lain karena bintang sudah memasuki tahap akhir evolusinya, atau karena bintang katai putih yang berpasangan dengan bintang lain dalam sebuah sistem bintang ganda yang memperoleh perpindahan massa dari bintang pasangannya. Akibat ledakannya itu, luminositas bintang ini dapat naik hingga seratus juta kali lipat (hingga 20 magnitudo) dan setelah itu akan tampak sisa-sisanya berupa selubung gas yang disebut sisa supernova (supernova remnant).

Nebula Kepiting, sisa dari supernova tahun 1054. Sumber: Hubblesite.

Sedangkan yang termasuk dalam kelompok bintang variabel ekstrinsik adalah bintang berotasi, bintang ganda gerhana, dan bintang berplanet. Untuk bintang berotasi, perubahan kecerlangan bintang itu diakibatkan oleh adanya bintik hitam (seperti di Matahari) atau bintik terang yang ukurannya cukup besar. Saat bintang tersebut berotasi, maka posisi bintik hitam atau bintik terangnya akan berubah posisi dari awalnya menghadap ke Bumi menjadi tidak menghadap ke Bumi. Saat bintik hitam menghadap ke Bumi kecerlangan bintang menjadi turun dan sebaliknya.

Untuk bintang ganda gerhana dan bintang berplanet, perubahan kecerlangan diakibatkan oleh tertutupnya piringan bintang oleh bintang pasangan (dalam bintang ganda) dan oleh planet (bintang berplanet). Variabilitas perubahan kuat cahaya yang ditimbulkan pada bintang ganda gerhana tentunya lebih besar jika dibandingkan dengan bintang berplanet. Sehingga kita akan sulit mengamati perubahan kecerlangan ketika ada sebuah planet melintas di depan piringan bintang (transit). Tetapi justru dari bintang yang memiliki variabilitas perubahan kuat cahaya yang kecil itulah astronom dunia bisa menemukan planet yang mengorbit bintang lain (extrasolar planet).

Bintang ganda gerhana. Sumber: Wikipedia

Pada awalnya, bintang variabel yang ditemukan pertama kali adalah sebuah supernova pada tahun 1572 oleh Tycho Brahe (SN1572). Kemudian pada tahun 1596 ditemukan juga bintang variabel yang awalnya dianggap sebagai sebuah nova (bintang yang kecerlangannya naik secara tiba-tiba lalu meredup kembali), yaitu bintang yang kini dikenal dengan nama Mira (Omicron Ceti), sebuah sistem bintang ganda yang terletak di rasi Cetus. Namun setelah diamati dalam waktu yang lama, diketahui bahwa kecerlangan bintang ini berubah secara berkala. Jadilah Mira sebagai bintang variabel periodik yang pertama ditemukan. Bintang itu disebut nova (bahasa latin untuk “baru”) karena tidak terlihat adanya bintang di posisi yang sama sebelumnya.

Penamaan Bintang Variabel

Di sebuah rasi, bintang variabel yang ditemukan pertama kali akan diberi nama dengan format [huruf penanda urutan] [nama genetif rasi]. Huruf penanda urutan dimulai dari R, S, T, …,  Z, lalu berlanjut ke RR, RS, …, RZ, SS, ST, …, ZZ, lalu AA hingga QZ tanpa menggunakan huruf J baik sebagai digit pertama ataupun kedua. Contohnya, R Andromedae sebagai bintang variabel pertama yang ditemukan di rasi Andromeda, RR Lyrae, YZ Ceti, dll. Dengan menggunakan huruf-huruf tersebut, kita akan dapatkan 334 kemungkinan saja. Jika terdapat lebih dari 334 bintang variabel di sebuah rasi, maka penamaan selanjutnya menjadi V[335, 336, dst] [nama genetif rasi]. Contohnya adalah V603 Aquilae.

Jadi kini kita tahu bahwa sebuah bintang yang tampak tenang dan terangnya konstan bisa saja sedang mengalami perubahan kuat cahaya karena ada planet yang melintas di depannya. Atau mungkin jika suatu saat nanti kita melihat sebuah bintang yang mendadak menjadi begitu terangnya hingga dapat terlihat di siang hari, maka kita tahu bahwa yang kita lihat adalah sebuah supernova!

Mengenal Bulan Lebih Dekat

Bulan (Moon dalam bahasa Inggris, Luna dalam bahasa Romawi, Artemis dalam bahasa Yunani) adalah satu-satunya satelit alami yang Bumi miliki. Jika dilihat dari posisinya, Bulan adalah benda angkasa yang paling dekat dari Bumi. Bulan juga menjadi benda kedua yang paling terang di langit setelah Matahari (magnitudo Bulan -12,7, Matahari -26,4) dan satu-satunya benda langit yang permukaannya dapat diamati dengan mudah.

Permukaan Bulan
Dari Bumi, kita bisa melihat Bulan dengan cukup jelas tanpa menggunakan alat bantu optik seperti teleskop dan binokular. Tampaklah bahwa Bulan memiliki permukaan yang kecerahannya tidak seragam, ada bagian yang terang dan ada yang gelap. Dan secara sekilas, Bulan tampak memiliki permukaan yang datar/halus. Begitulah anggapan masyarakat di jaman dahulu. Pandangan tersebut baru berubah ketika Galileo menggunakan teleskopnya untuk mengamati Bulan 400 tahun yang lalu (inilah latar belakang pencanangan tahun 2009 ini sebagai Tahun Astronomi Internasional atau IYA 2009). Galileo mendapati bahwa permukaan Bulan tidaklah rata, tetapi berbukit-bukit dan memiliki banyak kawah. Dan karakteristik permukaan Bulan itu juga berhubungan dengan kecerahannya. Daerah yang tampak terang memiliki permukaan yang berbukit-bukit dan penuh kawah, sedangkan daerah yang tampak lebih gelap adalah permukaan yang memiliki sedikit kawah. Mereka pun kemudian memberikan nama dataran tinggi untuk bagian yang terang dan penuh dengan kawah, serta “mare” (berarti laut dalam bahasa Latin) untuk bagian yang gelap dan sedikit kawah. Penamaan lautan ini, sebenarnya adalah sebuah salah kaprah karena di Bulan tidak ada laut, dilakukan karena dataran gelap tersebut tampak seperti lautan.

Kawah Di Bulan (solarviews.com)

Perbedaan kecerahan di permukaan Bulan itu ternyata disebabkan oleh perbedaan material batuan yang terkandung di kedua kawasan itu. Batuan yang berada di bagian dataran tinggi adalah anorthosit yang mengandung banyak kalsium dan aluminum silikat. Sedangkan batuan yang menyusun mare adalah basalt, suatu lava beku yang banyak mengandung besi, magnesium, dan titanium silikat. Pengetahuan ini sudah dikonfirmasi dengan contoh batuan yang diambil dari Bulan, yang berjumlah tidak kurang dari 382 kg.

Berbeda dengan Bumi, Bulan tidaklah memiliki atmosfer. Ada dua alasan yang menyebabkannya. Alasan yang pertama adalah karena bagian dalam Bulan terlalu dingin untuk hadirnya aktivitas vulkanik. Di Bumi, aktivitas vulkanik termasuk salah satu penghasil gas dan pembentuk atmosfer di masa awal pembentukannya. Sementara alasan kedua memegang peranan yang lebih penting lagi, yaitu karena massa Bulan terlalu kecil sehingga gaya gravitasi yang dihasilkan tidak cukup untuk menahan gas-gas yang terbentuk. Kecepatan lepas di Bulan hanyalah 2,4 km/detik, bandingkan dengan kecepatan lepas di Bumi yang sebesar 11,2 km/detik. Dengan kecepatan lepas sekecil itu, gas yang ada di Bulan dapat bergerak lepas dari pengaruh gravitasi Bulan, sehingga tidak ada udara di permukaannya.

Ketiadaan atmosfer di Bulan menyebabkan banyaknya kawah di permukaannya. Benda-benda yang mengarah ke Bulan, yang berukuran besar ataupun kecil, dapat langsung menumbuk permukaannya tanpa ada penghambat. Berbeda dengan Bumi karena atmosfernya menyebabkan benda-benda asing yang mengarah ke Bumi akan mengalami gesekan hingga berpijar, terkikis, dan berkurang ukurannya. Peristiwa berpijarnya benda asing yang masuk ke atmosfer Bumi ini kita lihat sebagai meteor. Akibatnya, benda-benda yang kecil akan habis terbakar dan hanya benda-benda yang cukup besar saja yang akan menumbuk permukaan sehingga kawah yang ditemukan di permukaan Bumi tidaklah sebanyak di Bulan.

Dari usia batuan di daerah dataran tingginya, tumbukan-tumbukan benda asing yang menghasilkan kawah di permukaan Bulan diperkirakan terjadi tidak lama setelah Bulan terbentuk, yaitu pada sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu. Dan di masa-masa awal setelah Bulan terbentuk itu, material yang berada di bagian permukaan sudah mulai mengeras sementara di dalamnya masih berada dalam bentuk lelehan. Sebelum bagian keraknya menebal, sebuah benda asing yang cukup besar menumbuk Bulan hingga material lava di dalamnya mengalir keluar dan mengisi kawah yang terbentuk. Peristiwa inilah yang menghasilkan mare di Bulan. Setelah mare terbentuk, hanya sedikit benda asing yang menumbuknya sehingga bagian mare hanya memiliki sedikit kawah seperti yang sekarang kita amati.

Fase Bulan
Sebagai satelit Bumi, Bulan bergerak mengelilingi Bumi dengan periode 27,3 hari (periode revolusi). Uniknya, periode revolusi Bulan itu sama dengan periode rotasinya (berputar pada porosnya), sehingga wajah Bulan yang terlihat dari Bumi akan selalu tetap dan kita tidak akan pernah dapat melihat wajah Bulan yang membelakangi Bumi. Lintasan orbit Bulan tidaklah berhimpit dengan orbit revolusi Bumi (ekliptika), melainkan menyilang sebesar 5,2 derajat, sehingga kita dapat melihat fase Bulan purnama atau gerhana Bulan secara bergantian. Karena apabila lintasan orbitnya berhimpit dengan ekliptika, kita tidak akan pernah dapat mengamati Bulan purnama melainkan hanya gerhana Bulan setiap bulannya.

Dalam perjalanannya mengelilingi Bumi, posisi Bulan berubah-ubah relatif terhadap Matahari dan Bumi sehingga bagian terang di Bulan yang terlihat dari Bumi berbeda-beda dari waktu ke waktu secara periodik. Perubahan ini disebut dengan  perubahan fase, yang membutuhkan waktu yang sedikit lebih lama dari periode rotasinya, yaitu 29,5 hari (disebut dengan periode sinodis). Dan dalam rentang waktu tersebut, Bulan juga akan terbit pada waktu yang berbeda setiap harinya.

Apabila Bulan berada di antara Matahari dan Bumi, bagian Bulan yang terkena cahaya Matahari tidak dapat dilihat dari Bumi sehingga Bulan tidak akan dapat diamati juga. Saat ini, Bulan yang berada pada fase mati (atau disebut juga Bulan baru) akan terbit bersamaan dengan Matahari. Setelah fase ini bagian terang di Bulan yang terlihat dari Bumi bertambah sehingga Bulan tampak berbentuk sabit (fase sabit awal) dan waktu terbitnya menjadi semakin siang. Kemudian di hari-hari berikutnya, bentuk sabitnya akan semakin membesar hingga akhirnya setengah bagian Bulan yang menghadap Bumi menjadi terang, yang berarti Bulan berada pada fase setengah awal atau kuartir awal. Jarak sudut antara Bulan dan Matahari saat ini adalah 90 derajat dan Bulan yang berumur sekitar 7 hari ini akan terbit 6 jam setelah Matahari.

Dari fase setengah awal, bagian yang terang di wajah Bulan akan terus bertambah hingga tampak benjol dan akhirnya mencapai bulat penuh (fase purnama) pada umur antara 14 – 15 hari. Pada fase purnama ini, Bulan akan terbit bersamaan dengan terbenamnya Matahari. Setelah itu, wajah Bulan yang terang akan berkurang hingga setengah (fase setengah akhir, terbit 18 jam setelah Matahari tenggelam) pada umur 21 hari, kemudian berbentuk sabit (fase sabit akhir, terbit 3 jam sebelum Matahari terbit) dan akhirnya kembali menjadi fase Bulan baru/mati.

Karena dapat diamati dengan jelas, penduduk Bumi pun memanfaatkan fase Bulan sebagai penanda waktu/sistem kalender. Ada banyak sistem kalender yang didasarkan pada Bulan, dua diantaranya adalah sistem kalender Islam dan Jawa. Jumlah hari dalam satu bulan di kedua sistem itu ditentukan dari periode sinodis Bulan. Dalam kedua sistem kalender tersebut terdapat 12 bulan dalam setahun yang masing-masing bulannya terdiri dari 29 atau 30 hari. Di kalender Jawa, bulan pertama memiliki 30 hari dan bulan berikutnya memiliki 29 hari, begitu seterusnya secara bergantian hingga bulan ke-12. Sedangkan di kalender Islam yang banyak digunakan saat ini, jumlah hari dalam sebulan ditentukan dari perhitungan usia Bulan sehingga bisa saja terdapat dua bulan yang berurutan memiliki jumlah hari yang sama.

Ciri Fisik
Bulan adalah satelit kelima terbesar di Tata Surya kita setelah Ganymede, Titan, Callisto, dan Io. Diameternya adalah sebesar 3.476 km, sepertiga dari diameter Bumi. Sedangkan massanya adalah sebesar 7,35 x 10^22 kg. Dengan ukuran dan massa sebesar itu, gaya tarik gravitasi di Bulan lebih kecil daripada di Bumi, yaitu hanya sebesar 16,5% dari gravitasi di Bumi (1,62 m/s^2 berbanding 9,8 m/s^2).

Perbandingan Ukuran Satelit (solarviews.com)

Jarak rata-rata Bulan dari Bumi adalah sejauh 384.403 km. Pada jarak ini, Bulan akan tampak seukuran dengan Matahari yang jaraknya 400 kali lebih jauh dan ukurannya 400 kali lebih besar daripada Bulan. Karena ukuran Bulan dan Matahari di langit setara inilah penduduk Bumi dapat mengalami gerhana Matahari, yaitu ketika terhalangnya cahaya Matahari yang seharusnya sampai ke permukaan Bumi karena Bulan berada di antara Bumi dan Matahari.

Bulan memiliki interior yang cukup unik. Bagian kerak Bulan diketahui lebih tebal di permukaan yang membelakangi Bumi dibandingkan dengan permukaan yang menghadap Bumi. Hal ini menjelaskan mengapa di permukaan Bulan yang menghadap Bumi terdapat banyak mare, yaitu karena tipisnya bagian kerak sehingga tumbukan benda yang cukup besar dapat menghancurkan kerak dan membuat material cair mengalir keluar ke permukaan. Keunikan lainnya adalah posisi bagian inti Bulan yang tidak berada tepat di tengah, melainkan sedikit bergeser ke arah Bumi. Penyebabnya diperkirakan karena saat pembentukannya dahulu, gaya tarik Bumi sedemikian kuatnya sehingga dapat menggeser bagian inti Bulan tersebut. Dan akibat pergeseran ini, bagian interior Bulan di bawah permukaan yang menghadap Bumi mendingin lebih lama daripada bagian interior yang membelakangi Bumi. Sehingga terjadilah perbedaan ketebalan kerak di kedua bagian permukaan tersebut.

Kerapatan Bulan yang hanya sebesar 3,3 g/cm^3 menunjukkan sedikitnya kandungan besi dalam interior Bulan. Bagian inti Bulan yang berupa material padat dan berukuran kecil, serta lambatnya rotasi Bulan membuat astronom berkesimpulan bahwa bagian inti Bulan tidak dapat membangkitkan medan magnet sehingga tidak ada gunanya kita membawa kompas ke sana. Hal ini sudah dikonfirmasi oleh para astronot yang mendarat di Bulan. Namun penelitian juga menunjukkan adanya jejak magnetisme pada batuan Bulan. Artinya, dahulu Bulan pernah memiliki medan magnet, yaitu ketika bagian intinya masih berupa material lelehan.

Bulan kini diperkirakan berusia lebih dari 4,5 miliar tahun. Asal-usulnya belum diketahui secara pasti, namun setidaknya ada empat teori yang mencoba menjelaskan asal-usul Bulan. Pertama, Bulan terbentuk bersamaan dengan Bumi. Kedua, Bulan terbentuk ketika Bumi berputar begitu cepat sehingga sebagian materialnya terlontar dan memadat menjadi Bulan. Ketiga, Bulan adalah benda angkasa yang ditangkap oleh gaya gravitasi Bumi. Ketiga teori ini sudah ada sejak sebelum contoh batuan Bulan diambil oleh astronot Apollo. Masing-masing teori tersebut akan menghasilkan tiga variasi komposisi material Bulan yang berbeda-beda. Untuk membuktikan teori mana yang cocok, dibutuhkan contoh batuan Bulan agar dapat diteliti komposisinya.

Menurut teori pertama, komposisi material penyusun Bulan akan sama dengan Bumi karena keduanya terbentuk dari material yang sama. Sedangkan menurut teori kedua, akan ada kemiripan dalam komposisi batuan keduanya namun tidak akan sama secara keseluruhan karena material pembentuk Bulan berasal dari sebagian material Bumi, yaitu hanya dari bagian kerak Bumi saja. Dan menurut teori ketiga, material Bumi dan Bulan akan sama sekali berbeda. Setelah contoh batuan Bulan diambil dan diteliti, ternyata ketiga teori tersebut tidak dapat menjelaskan hasil penelitian yang diperoleh karena ada material yang komposisinya sama dan ada juga material yang komposisinya berbeda dengan yang ada di Bumi.

Batuan Bulan (Britannica)

Dari hasil penelitian tersebut muncullah teori keempat yang menyebutkan bahwa Bulan terbentuk setelah terjadi suatu tumbukan hebat antara benda angkasa sebesar Mars dengan Bumi muda. Akibat dari tumbukan tersebut, sebagian material Bumi dan benda asing itu terlontar dan sembari mengelilingi Bumi, material campuran tersebut kemudian memadat. Dan kini campuran antara material penyusun Bumi dan benda asing itu kita lihat sebagai Bulan. Teori ini juga dapat menjelaskan penyebab kemiringan sumbu rotasi Bumi sebesar 23,5 derajat. Dengan begitu, teori ini pun menjadi teori yang diterima oleh banyak pihak hingga saat ini.

Interaksi Bulan dan Bumi
Sebagaimana dinyatakan dalam Hukum Newton bahwa benda bermassa akan menghasilkan pengaruh gravitasi bagi benda-benda lain, Bumi dan Bulan juga berinteraksi secara gravitasi. Pengaruh gravitasi Bumi menyebabkan Bulan bergerak mengelilingi Bumi dan posisi bagian inti Bulan tidak tepat berada di pusatnya. Sedangkan pengaruh gravitasi Bulan menyebabkan semua materi yang ada di Bumi seperti daratan, atmosfer, dan air mengalami gaya tarik ke arah Bulan. Namun karena daratan terdiri atas materi yang tidak dapat bergerak bebas dan kita tidak dapat mengamati atmosfer dengan mudah, maka pengaruh gravitasi Bulan pada air laut sangat mudah untuk kita amati.

Gambaran pasang naik dan pasang surut (Cockpit Cards)

Gaya tarik Bulan mengakibatkan ketinggian permukaan air laut berubah secara periodik. Perubahan tersebut biasa disebut dengan pasang naik (ketinggian air laut bertambah) dan pasang surut (ketinggiannya berkurang). Secara umum bagi pengamat di ekuator Bumi, pasang naik akan terjadi apabila Bulan berada di meridian (saat kulminasi atas) dan ketika Bulan kulminasi bawah. Sedangkan pasang surut akan terjadi ketika Bulan berada di horison (saat terbit dan terbenam). Jadi setiap lokasi di Bumi akan mengalami pasang naik dan surut secara bergantian setiap sekitar 6 jam sekali.

Pasang naik maksimum akan terjadi ketika Matahari, Bumi, dan Bulan berada pada satu garis lurus, yaitu pada saat terjadinya Bulan mati atau purnama. Saat itu, air laut mengalami gaya tarik oleh gravitasi Bulan dan Matahari sekaligus (gravitasi Matahari tidak sebesar gravitasi Bulan). Sedangkan saat Bulan berada pada fase setengah awal dan akhir, pasang naik akan menjadi minimum karena posisi Bulan dan Matahari yang terpisah 90 derajat menyebabkan gaya gravitasi Bulan dan Matahari saling meniadakan.

Gravitasi Bulan juga memberi pengaruh positif terhadap iklim di Bumi, yang dipengaruhi oleh kemiringan sumbu rotasi Bumi. Dengan adanya Bulan, kemiringan sumbu rotasi Bumi relatif tetap sepanjang masa, sehingga iklim di Bumi juga relatif stabil. Apabila Bulan tidak ada, diperkirakan kemiringan sumbu rotasi Bumi akan mengalami perubahan yang sangat ekstrim sehingga iklim di Bumi akan berubah secara ekstrim juga.

Interaksi Bumi dan Bulan juga mengakibatkan terjadinya pengereman rotasi Bumi dan bertambahnya jarak Bumi-Bulan. Penyebabnya adalah gesekan yang terjadi antara air laut dengan daratan pada peristiwa pasang naik air laut. Menurut perhitungan, rotasi Bumi mengalami perlambatan sebesar 1,5 milidetik setiap abadnya dan akibatnya Bulan bergerak menjauhi Bumi sebesar lebih dari 3 cm setiap tahunnya. Dengan demikian, jutaan tahun dari sekarang periode rotasi Bumi akan sama dengan periode rotasi dan revolusi Bulan sehingga wajah yang sama dari Bulan dan Bumi akan selalu berhadapan. Saat itu, melihat Bulan adalah suatu hal yang tidak mungkin bagi penduduk di separuh belahan Bumi, karena posisi Bulan di langit akan selalu tetap. Kemudian karena jarak Bumi – Bulan membesar, ukuran sudut Bulan akan berkurang sehingga kita tidak akan dapat menyaksikan piringan Bulan yang menutupi seluruh piringan Matahari saat terjadinya gerhana Matahari total.