Kumpulan Makalah ipa  smkn 2 bangkalan

Sabtu, 26 November 2011

Matahari


Gambar matahari yang berhasil ditangkap Soft X-Ray Telescope (SXT) yang dibawa satelit Yohkoh ketika sedang mengorbit.
Matahari adalah bola raksasa yang terbentuk dari gas hidrogen dan helium.[1] Matahari termasuk bintang berwarna putih yang berperan sebagai pusat tata surya.[2][3][4] Seluruh komponen tata surya termasuk 8 planet dan satelit masing-masing, planet-planet kerdil, asteroid, komet, dan debu angkasa berputar mengelilingi matahari. [5] Di samping sebagai pusat peredaran, matahari juga merupakan sumber energi untuk kehidupan yang berkelanjutan.[6] Panas matahari menghangatkan bumi dan membentuk iklim, sedangkan cahayanya menerangi Bumi serta dipakai oleh tumbuhan untuk proses fotosintesis.[6] Tanpa matahari, tidak akan ada kehidupan di bumi karena banyak reaksi kimia yang tidak dapat berlangsung.[6]
Nicolaus Copernicus adalah orang pertama yang mengemukakan teori bahwa matahari adalah pusat peredaran tata surya di abad 16.[7] Teori ini kemudian dibuktikan oleh Galileo Galilei dan pengamat angkasa lainnya.[7] Teori yang kemudian dikenal dengan nama heliosentrisme ini mematahkan teori geosentrisme (bumi sebagai pusat tata surya) yang dikemukakan oleh Ptolemeus dan telah bertahan sejak abad ke dua sebelum masehi.[8] Konsep fusi nuklir yang dikemukakan oleh Subrahmanyan Chandrasekhar dan Hans Bethe pada tahun 1930 akhirnya dapat menjelaskan apa itu matahari secara tepat.[7]

Karakteristik umum matahari

Ilustrasi perbandingan ukuran matahari dengan planet-planet dalam sistem tata surya. Diameter matahari adalah 11 kali diameter planet terbesar, Jupiter. Gambar ini tidak memuat informasi perbandingan jarak.
Matahari berbentuk bola yang berpijar dengan senyawa penyusun utama berupa gas hidrogen (74%) dan helium (25%) terionisasi.[4] [9][5] Senyawa penyusun lainnya terdiri dari besi, nikel, silikon, sulfur, magnesium, karbon, neon, kalsium, dan kromium.[10] Cahaya matahari berasal dari hasil reaksi fusi hidrogen menjadi helium.[11]
Berdasarkan penghitungan menggunakan Hukum Newton dengan melibatkan nilai kecepatan orbit Bumi, jarak matahari, dan gaya gravitasi, diperoleh massa matahari sebesar 1,989x1030 kilogram.[12][9] Angka tersebut sama dengan 333.000 kali massa Bumi. [9] Sementara itu, diameter matahari adalah 1.392.000 kilometer atau 865.000 mil, sama dengan 109 kali diameter bumi.[5] Sebagai perbandingan, sebanyak 1,3 juta planet seukuran Bumi dapat masuk ke dalam matahari.[5] Oleh karena itu, matahari menjadi obyek terbesar di tata surya dengan massa mencapai 99,85% dari total massa tata surya.[13]
Matahari merupakan bintang yang paling dekat dengan Bumi, yaitu berjarak rata-rata 149.600.000 kilometer (92,96 juta mil).[4][14] Jarak matahari ke bumi ini dikenal sebagai satuan astronomi dan biasa dibulatkan (untuk penyederhanaan hitungan) menjadi 150 juta km. [4][13]
Berdasarkan penghitungan dengan metode analisis radioaktif, diketahui bahwa batuan bulan, meteorit dan batuan bumi tertua yang pernah ditemukan berusia sekitar 4,6 miliar tahun.[15] Sementara itu, sampel batuan matahari belum pernah didapatkan sehingga penghitungan dilakukan secara matematika menggunakan model interior matahari.[16] Berdasarkan hasil penghitungan matematika adalah matahari diperkirakan berusia 5 ± 1,5 miliar tahun.[16] Namun, oleh karena tata surya diketahui terbentuk sebagai satu kesatuan dalam waktu yang berdekatan maka kini secara umum matahari dianggap berusia 4,6 miliar tahun.[15][16] Matahari tergolong bintang tipe G V, dengan ciri memiliki suhu permukaan sekitar 6.000 K dan umumnya bertahan selama 10 miliar tahun.[11] Matahari diperkirakan berusia sekitar 7 miliar tahun lagi, sebelum hidrogen di intinya habis.[5] Bila hal tersebut terjadi, matahari akan berekspansi menjadi bintang raksasa berwarna merah yang dingin dan 'memakan' planet-planet kecil di sekitarnya (mungkin termasuk Bumi) sebelum akhirnya kembali menjadi bintang kerdil berwarna putih kembali.[5]
Gaya gravitasi di matahari sebanding dengan 28 kali gravitasi di Bumi.[17] Secara teori hal tersebut berarti bila seseorang memiliki berat 100 kg di Bumi maka bila berjalan di permukaan matahari beratnya akan terasa seperti 2.800 kg.[17] Gravitasi matahari memungkinkannya menarik semua komponen-komponen penyusunnya membentuk suatu bentuk bola sempurna.[17] Gravitasi matahari jugalah yang menahan planet-planet yang mengelilinginya tetap berada pada orbit masing-masing.[17] Pengaruh dari gravitasi matahari masih dapat terasa hingga jarak 2 tahun cahaya.[17]
Radiasi matahari, lebih dikenal sebagai cahaya matahari, adalah campuran gelombang elektromagnetik yang terdiri dari gelombang inframerah, cahaya tampak, sinar ultraviolet.[18] Semua gelombang elektromagnetik ini bergerak dengan kecepatan sekitar 3,0 x 108 m/s.[18] Oleh karena itu radiasi atau cahaya memerlukan waktu 8 menit untuk sampai ke bumi.[18] Matahari juga menghasilkan sinar gamma, namun frekuensinya semakin kecil seiring dengan jaraknya meninggalkan inti.[18]

[sunting] Struktur matahari

Ilustrasi bagian-bagian matahari. (1) Inti (2) Zona radiatif (3) Zona konvektif (4) Fotosfer (5) Kromosfer (6) Korona (7) Bintik matahari (8) Granula (9) Prominensa.
Matahari memiliki enam lapisan yang masing-masing memiliki karakteristik tertentu.[4] Keenam lapisan tersebut meliputi inti matahari, zona radioaktif, dan zona konvektif yang membentuk lapisan dalam (interior); fotosfer; kromosfer; dan korona sebagai daerah terluar dari matahari.[4]

[sunting] Inti matahari

Inti adalah area terdalam dari matahari yang memiliki suhu sekitar 15 juta derajat Celcius (27 juta derajat Fahrenheit).[4][19] Berdasarkan perbandingan radius/diameter, bagian inti berukuran seperempat jarak dari pusat ke permukaan dan 1/64 total volume matahari.[20] Kepadatannya adalah sekitar 150 g/cm3. Suhu dan tekanan yang sedemikian tingginya memungkinkan adanya pemecahan atom-atom menjadi elektron, proton, dan neutron.[19][20] Neutron yang tidak bermuatan akan meninggalkan inti menuju bagian matahari yang lebih luar.[19] Sementara itu, energi panas di dalam inti menyebabkan pergerakan elektron dan proton sangat cepat dan bertabrakan satu dengan yang lain menyebabkan reaksi fusi nuklir (sering juga disebut termonuklir).[4][19] Inti matahari adalah tempat berlangsungnya reaksi fusi nuklir helium menjadi hidrogen.[20] Energi hasil reaksi termonuklir di inti berupa sinar gamma dan neutrino memberi tenaga sangat besar sekaligus menghasilkan seluruh energi panas dan cahaya yang diterima di bumi.[4][19][21] Energi tersebut dibawa keluar dari matahari melalui radiasi.[4]

Zona radiatif

Zona radiatif adalah daerah yang menyelubungi inti matahari.[22] Energi dari inti dalam bentuk radiasi berkumpul di daerah ini sebelum diteruskan ke bagian matahari yang lebih luar.[22] Kepadatan zona radiatif adalah sekitar 20 g/cm3 dengan suhu dari bagian dalam ke luar antara 7 juta hingga 2 juta derajat Celcius.[23] Suhu dan densitas zona radiatif masih cukup tinggi, namun tidak memungkinkan terjadinya reaksi fusi nuklir.[23]

Zona konvektif

Zona konvektif adalah lapisan di mana suhu mulai menurun.[4] Suhu zona konvektif adalah sekitar 2 juta derajat Celcius (3.5 juta derajat Fahrenheit).[4] Setelah keluar dari zona radiatif, atom-atom berenergi dari inti matahari akan bergerak menuju lapisan lebih luar yang memiliki suhu lebih rendah.[24] Penurunan suhu tersebut menyebabkan terjadinya perlambatan gerakan atom sehingga pergerakan secara radiasi menjadi kurang efisien lagi.[21] Energi dari inti matahari membutuhkan waktu 170.000 tahun untuk mencapai zona konvektif.[4] Saat berada di zona konvektif, pergerakan atom akan terjadi secara konveksi di area sepanjang beberapa ratus kilometer yang tersusun atas sel-sel gas raksasa yang terus bersirkulasi.[21] Atom-atom bersuhu tinggi yang baru keluar dari zona radiatif akan bergerak dengan lambat mencapai lapisan terluar zona konvektif yang lebih dingin menyebabakan atom-atom tersebut "jatuh" kembali ke lapisan teratas zona radiatif yang panas yang kemudian kembali naik lagi.[24] Peristiwa ini terus berulang menyebabkan adanya pergerakan bolak-balik yang menyebabakan transfer energi seperti yang terjadi saat memanaskan air dalam panci.[24] Oleh sebab itu, zona konvektif dikenal juga dengan nama zona pendidihan (the boiling zone).[24] Materi energi akan mencapai bagian atas zona konvektif dalam waktu beberapa minggu.[24]

Fotosfer

Fotosfer atau permukaan matahari meliputi wilayah setebal 500 kilometer dengan suhu sekitar 5.500 derajat Celcius (10.000 derajat Fahrenheit).[4] Sebagian besar radiasi matahari yang dilepaskan keluar berasal dari fotosfer. [4]Energi tersebut diobservasi sebagai sinar matahari di bumi, 8 menit setelah meninggalkan matahari. [4]

Kromosfer

Kromosfer adalah lapisan di atas fotosfer.[4] Warna dari kromosfer biasanya tidak terlihat karena tertutup cahaya yang begitu terang yang dihasilkan fotosfer.[4] Namun saat terjadi gerhana matahari total, di mana bulan menutupi fotosfer, bagian kromosfer akan terlihat sebagai bingkai berwarna merah di sekeliling matahari.[4][21] Warna merah tersebut disebabkan oleh tingginya kandungan helium di sana.[21]

Korona

Korona merupakan lapisan terluar dari matahari.[21] Lapisan ini berwarna putih, namun hanya dapat dilihat saat terjadi gerhana karena cahaya yang dipancarkan tidak sekuat bagian matahari yang lebih dalam.[21] Saat gerhana total terjadi, korona terlihat membentuk mahkota cahaya berwarna putih di sekeliling matahari.[4] Lapisan korona memiliki suhu yang lebih tinggi dari bagian dalam matahari dengan rata-rata 2 juta derajat Fahrenheit, namun di beberapa bagian bisa mencapai suhu 5 juta derajat Fahrenheit.[21]

Pergerakan matahari

Ilustrasi rotasi matahari. Terdapat perubahan posisi bintik matahari selama terjadi pergerakan
Matahari mempunyai dua macam pergerakan, yaitu sebagai berikut :
  • Matahari berotasi pada sumbunya dengan selama sekitar 27 hari untuk mencapai satu kali putaran.[25] Gerakan rotasi ini pertama kali diketahui melalui pengamatan terhadap perubahan posisi bintik matahari.[25] Sumbu rotasi matahari miring sejauh 7,25° dari sumbu orbit bumi sehingga kutub utara matahari akan lebih terlihat di bulan September sementara kutub selatan matahari lebih terlihat di bulan Maret.[25] Matahari bukanlah bola padat, melainkan bola gas, sehingga matahari tidak berotasi dengan kecepatan yang seragam.[25] Ahli astronomi mengemukakan bahwa rotasi bagian interior matahari tidak sama dengan bagian permukaannya.[26] Bagian inti dan zona radiatif berotasi bersamaan, sedangkan zona konvektif dan fotosfer juga berotasi bersama namun dengan kecepatan yang berbeda.[26] Bagian ekuatorial (tengah) memakan waktu rotasi sekitar 24 hari sedangkan bagian kutubnya berotasi selama sekitar 31 hari.[25][27] Sumber perbedaan waktu rotasi matahari tersebut masih diteliti.[25]
  • Matahari dan keseluruhan isi tata surya bergerak di orbitnya mengelilingi galaksi Bimasakti.[27] Matahari terletak sejauh 28.000 tahun cahaya dari pusat galaksi Bimasakti.[27] Kecepatan rata-rata pergerakan ini adalah 828.000 km/jam sehingga diperkirakan akan membutuhkan waktu 230 juta tahun untuk mencapai satu putaran sempurna mengelilingi galaksi.[27]

Jarak matahari ke bintang terdekat

Sistem bintang yang terdekat dengan matahari adalah Alpha Centauri.[28] Bintang yang dalam kompleks tersebut yang memilkiki posisi terdekat dengan matahari adalah Proxima Centauri, sebuah bintang berwarna merah redup yang terdapat dalam konstelasi Centaurus.[28] Jarak matahari ke Proxima Centauri adalah sejauh 4,3 tahun cahaya (39.900 juta km atau 270 ribu unit astronomi), kurang lebih 270 ribu kali jarak matahai ke Bumi.[28] Para ahli astronomi mengetahui bahwa benda-benda angkasa senantiasa bergerak dalam orbit masing-masing.[29] Oleh karena itu, perhitungan jarak dilakukan berdasarkan pada perubahan posisi suatu bintang dalam kurun waktu tertentu dengan berpatokan pada posisinya terhadap bintang-bintang sekitar.[29] Metode pengukuran ini disebut parallaks (parallax).[29]

Ciri khas matahari

Berikut ini adalah beberapa ciri khas yang dimiliki oleh matahari:

Prominensa (lidah api matahari)

SDO prominence 20100330 tiny 16 seconds.ogv
Erupsi prominensa yang terjadi pada 30 Maret 2010
Prominensa adalah salah satu ciri khas matahari, berupa bagian matahari menyerupai lidah api yang sangat besar dan terang yang mencuat keluar dari bagian permukaan serta seringkali berbentuk loop (putaran).[30][31]Prominensa disebut juga sebagai filamen matahari karena meskipun julurannya sangat terang bila dilihat di angkasa yang gelap, namun tidak lebih terang dari keseluruhan matahari itu sendiri.[30] Prominensa hanya dapat dilihat dari bumi dengan bantuan teleskop dan filter.[30] Prominensa terbesar yang pernah ditangkap oleh SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) diestimasi berukuran panjang 350 ribu km.[30]
Sama seperti korona, prominensa terbentuk dari plasma namun memiliki suhu yang lebih dingin.[30] Prominensa berisi materi dengan massa mencapai 100 miliar kg.[30] Prominensa terjadi di lapisan fotosfer matahari dan bergerak keluar menuju korona matahari.[30] Plasma prominensa bergerak di sepanjang medan magnet matahari.[32] Erupsi dapat terjadi ketika struktur prominesa menjadi tidak stabil sehingga akan pecah dan mengeluarkan plasmanya.[32] Ketika terjadi erupsi, material yang dikeluarkan menjadi bagian dari struktur magnetik yang sangat besar disebut semburan massa korona (coronnal mass ejection/ CME).[30][32] Pergerakan semburan korona tersebut terjadi pada kecepatan yang sangat tinggi, yaitu antara 20 ribu m/s hingga 3,2 juta km/s.[30] Pergerakan tersebut juga menyebabkan peningkatan suhu hingga puluhan juta derajat dalam waktu singkat.[30] Bila erupsi semburan massa korona mengarah ke Bumi, akan terjadi interaksi dengan medan magnet bumi dan mengakibatkan terjadinya badai geomagnetik yang berpotensi mengganggu jaringan komunikasi dan listrik.[32]
Suatu prominensa yang stabil dapat bertahan di korona hingga berbulan-bulan lamanya dan ukurannya terus membesar setiap hari.[32] Para ahli masih terus meneliti bagaimana dan mengapa prominensa dapat terjadi.[32]

Bintik Matahari

Bintik matahari terlihat seperti noda kehitaman di permukaan matahari
Bintik matahari adalaah granula-granula cembung kecil yang ditemukan di bagian fotosfer matahari dengan jumlah yang tak terhitung.[33] Bintik matahari tercipta saat garis medan magnet matahari menembus bagian fotosfer.[34] Ukuran bintik matahari dapat lebih besar daripada bumi.[31] Bintik matahari memiliki daerah yang gelap bernama umbra, yang dikelilingi oleh daerah yang lebih terang disebut penumbra.[33] Warna bintik matahari terlihat lebih gelap karena suhunya yang jauh lebih rendah dari fotosfer.[33] Suhu di daerah umbra adalah sekitar 2.200°C sedangkan di daerah penumbra adalah 3.500°C.[33] Oleh karena emisi cahaya juga dipengaruhi oleh suhu maka bagian bintik matahari umbra hanya mengemisikan 1/6 kali cahaya bila dibandingkan permukaan matahari pada ukuran yang sama.[33]

Angin Matahari

Angin matahari terbentuk aliran konstan dari partikel-partikel yang dikeluarkan oleh bagian atas atomosfer matahari, yang bergerak ke seluruh tata surya.[35] Partikel-partikel tersebut memiliki energi yang tinggi, namun proses pergerakannya keluar medan gravitasi matahari pada kecepatan yang begitu tinggi belum dimengerti secara sempurna.[35] Kecepatan angin matahari terbagi dua, yaitu angin cepat yang mencapai 400 km/s dan angin cepat yang mencapai lebih dari 500 km/s.[36] Kecepatan ini juga bertambah secara eksponensial seiring jaraknya dari matahari.[36] Angin matahari yang umum terjadi memiliki kecepatan 750 km/s dan berasal dari lubang korona di atmosfer matahari.[36]
Beberapa bukti adanya angin matahari yang dapat dirasakan atau dilihat dari bumi adalah badai geomagnetik berenergi tinggi yang merusak satelit dan sistem listrik, aurora di Kutub Utara atau Kutub Selatan, dan partikel menyerupai ekor panjang pada komet yang selalu menjauhi matahari akibat hembusan angin matahari.[35] Angin matahari dapat membahayakan kehidupan di Bumi bila tidak terdapat medan magnet bumi yang melindungi dari radiasi.[35] Pada kenyataannya, ukuran dan bentuk medan magnet bumi juga ditentukan oleh kekuatan dan kecepatan angin matahari yang melintas.[35]

Badai Matahari

Badai matahari terjadi ketika ada pelepasan seketika energi magnetik yang terbentuk di atmosfer matahari.[37] Plasma matahari yang meningkat suhunya hingga jutaan Kelvin beserta partikel-partikel lainnya berakselerasi mendekati kecepatan cahaya.[38] Total energi yang dilepaskan setara dengan jutaan bom hidrogen berukuran 100 megaton.[37] Jumlah dan kekuatan badai matahari bervariasi.[38] Ketika matahari aktif dan memiliki banyak bintik, badai matahari lebih sering terjadi. Badai matahari seringkali terjadi bersamaan dengan luapan massa korona.[38] Badai matahari memberikan risiko radiasi yang sangat besar terhadap satelit, pesawat ulang alik, astronot, dan terutama sistem telekomunikasi bumi.[38][39] Badai matahari yang pertama kali tercatat dalam pustaka astronomi adalah pada tanggal 1 September 1859.[37] Dua peneliti, Richard C. Carrington dan Richard Hodgson yang sedang mengobservasi bintik matahari melalui teleskop di tempat terpisah, mengamati badai matahari yang terlihat sebagai cahaya putih besar di sekeliling matahari.[37] Kejadian ini disebut Carrington Event dan menyebabkan lumpuhnya jaringan telegraf transatlantik antara Amerika dan Eropa.[39]

Eksplorasi matahari

Solar Maximum Mission, salah satu satelit yang diluncurkan Amerika Serikat untuk mempelajari matahari.
Pesawat ulang-alik yang pertama kali berhasil masuk ke orbit matahari adalah Pioneer 4.[40] Pioneer 4, yang diluncurkan tanggal 3 Maret 1959 oleh Amerika Serikat, menjadi pionir dalam sejarah eksplorasi matahari.[40][41] Keberhasilan tersebut diikuti oleh peluncuran Pioneer 5 - Pioneer 9 selama 1959-1968 yang memang bertujuan untuk mempelajari tentang Matahari.[41] Pada 26 Mei 1973, stasiun luar angkasa Amerikas Serikat bernama Skylab diluncurkan dengan membawa 3 awak.[41] Skylab membawa Apollo Telescope Mount (ATM) yang digunakan untuk mengambil lebih dari 150.000 gambar matahari.[41]
Pesawat ulang-alik lainnya, Helios I berhasil mengorbit hingga mencapai jarak 47 juta km dari matahari (memasuki orbit Merkuri).[41][42]Helios I terus berputar untuk memastikan seluruh bagian pesawat mendapat jumlah panas yang sama dari matahari.[42] Helios I bertugas mengumpulkan data-data mengenai matahari.[42] Pesawat ulang-alik hasil kerjasama Amerika Serikat dan Jerman ini beroperasi sejak 10 Desember 1974 hingga akhir 1982.[41][42] Helios II diluncurkan pada 16 Januari 1976 dan berhasil mencapai jarak 43 juta km dari matahari.[41] Misi Helios II selesai pada April 1976 namun dibiarkan tetap berada di orbit.[42]
Solar Maximum Mission didesain untuk melakukan observasi aktivitas matahari terutama bintik dan api matahari saat matahari berada pada periode aktivitas maksimum.[41][42] SMM diluncurkan oleh Amerika Serikat pada 14 Februari 1980.[41] Selama perjalanannya, SMM pernah mengalami kerusakan namun berhasil diperbaiki oleh awak pesawat ulang alik Challenger.[42] SMM terus berada di orbit Bumi selama melakukan observasi.[41][42] SMM mengumpulkan data hingga 24 November 1989 dan terbakar saat masuk kembali ke atmosfer Bumi pada 2 Desember 1989.[41][42]
Pesawat ulang alik Ulysses adalah hasil proyek internasional untuk mempelajari kutub-kutub matahari, diluncurkan pada 6 Oktober 1990.[41] Sedangkan Yohkoh adalah pesawat ulang alik yang diluncurkan untuk mempelajari radiasi energi tinggi dari matahari.[41] Yohkoh merupakan hasil kerjasama Jepang, Amerika Serikat, dan Inggris yang diluncurkan pada 31 Agustus 1991.[41]
Misi eksplorasi matahari yang paling terkenal adalah Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) yang dikembangkan oleh Badan Antariksa Amerika Serikat (NASA) bekerja sama dengan Agensi Luar Angkasa Eropa (ESA) dan diluncurkan pada 12 Desember 1995.[43] SOHO bertugas mengumpulkan data struktur internal, proses fisik yang terjadi, serta pengambilan gambar dan diagnosis spektroskopis matahari.[41] SOHO ditempatkan pada jarak 1,5 juta km dari Bumi dan masih beroperasi hingga sekarang.[41]
Misi eksplorasi terbaru dari NASA adalah pesawat ulang alik kembar bernama STEREO yang diluncurkan pada 26 Oktober 2006.[43][42] STEREO bertugas untuk menganalisis dan mengambil gambar matahari dalam bentuk 3 dimensi.[42] Solar Dynamics Observatory Mission adalah misi eksplorasi NASA yang sedang dalam pengembangan dan telah dipublikasikan pada April 2008.[42] Solar Dynamics Observatory Mission diperkirakan akan mengorbit untuk mempelajari dinamika matahari yang meliputi aktivitas matahari, evolusi atmosfer matahari, dan pengaruh radiasi matahari terhadap planet-planet lain.[42]

Matahari sebagai simbol kepercayaan dan kebudayaan

Matahari telah menjadi simbol penting di banyak kebudayaan sepanjang peradaban manusia.[44] Dalam mitologi dimiliki oleh berbagai bangsa di dunia, matahari memiliki peranan yang sangat penting di dalam kehidupan masyarakatnya.[44] Matahari dikenal dengan nama yang berbeda-beda pada tiap kebudayaan dan seringkali disembah sebagai dewa.[4][44]
Relief Helios di Kuil Athena, Troja.

Peran matahari di berbagai kebudayaan dan kepercayaan

  • Ra (atau Re) adalah dipuja sebagai Dewa Matahari sekaligus pencipta di kebudayaan Mesir Kuno.[44][45] Pada hieroglif, matahari digambarkan sebagai sebuah cakram.[44] Ra menyimbolkan mata langit sehingga sering digambarkan sebagai cakram yang berada pada kepala burung falkon atau cakram bersayap.[44] Dewa Ra dipercaya mengendarai kereta perang melintasi langit di siang hari.[46] Dewa Ra juga digambarkan sebagai penjaga pharaoh atau Raja Mesir.[46] Selain itu, Ra digambarkan sebagai dewa yang sudah tua dan tinggal di langit untuk mengawasi dunia.[46]
  • Dalam mitologi India, matahari disebut dengan nama Surya.[44] Selain sebagai matahari itu sendiri, Surya juga dikenal sebagai dewa matahari.[47] Kata surya berasal dari bahasa Sansekerta sur atau svar yang berakhir bersinar.[47] Surya digambarkan sebagai dewa yang memegang keseimbangan di muka bumi.[47] Penyembahan matahari telah dilakukan oleh penganut kepercayaan Hindu selama ribuan tahun.[44] Kini perayaan matahari terbit masih dilangsungkan di pinggiran Sungai Gangga yang terletak di kota tersuci di India, kota Benares.[15] Surya Namaskar atau penghormatan kepada matahari adalah sebuah gerakan penting dalam yoga.[44]
  • Helios adalah dewa matahari dalam mitologi Yunani.[44] Helios disebut juga sebagai Sol Invictus di kebudayaan Romawi.[48] Selain itu, Helios juga merupakan sisi lain dari Apollo.[44] Dikisahkan Helios adalah dewa yang bermahkotakan halo matahari dan mengendarai kereta perang menuju ke angkasa.[49] Helios adalah dewa yang bertanggung jawab memberikan cahaya ke surga dan bumi dengan cara menambat matahari di kereta yang dikendarainya.[48]
  • Bangsa Inca menyembah dewa matahari yang bernama Inti, sebagai dewa tertinggi.[50] Dewa Inti dipercaya menganugerahkan peradaban Inca kepada anaknya, Manco Capac, yang juga merupakan raja bangsa Inca yang pertama.[50] Bangsa Inca menyebut diri mereka sebagai anak-anak matahari.[50] Setiap tahun mereka memberikan persembahan hasil panen dalam jumlah besar untuk upacara-upacara yang berhubungan dengan penyembahan matahari.[50]
  • Dewa matahari yang disembah oleh bangsa Maya adalah Kinich-ahau.[51] Kinich-ahau adalah pemimpin bagian utara.[51]
  • Suku Aztec menyembah Huitzilopochtli, yang merupakan dewa perang dan simbol matahari.[52] Setiap hari Huitzilopochtli dikisahkan menggunakan sinar matahari untuk mengusir kegelapan dari langit, namun setiap malam dewa ini mati dan kegelapan datang kembali.[52] Untuk memberi kekuatan pada dewa mereka, bangsa Aztec mempersembahkan jantung manusia setiap hari.[15]
  • Shintoisme merupakan agama yang berinti pada penyembahan matahari masih terus bertahan di Jepang.[15] Jepang memiliki julukan "Negara Matahari Terbit".[15]
Intihuatana, bangunan yang berfungsi sebagai penanda waktu di masa peradaban Inca.

Bangunan dan benda yang berhubungan dengan matahari

  • Jam matahari adalah seperangkat alat yang dipakai sebagai penunjuk waktu berdasarkan bayangan gnomon (batang atau lempengan penanda)yang berubah-ubah letaknya seiring dengan pergerakan bumi terhadap matahari.[53] Jam matahari berkembang di antara kebudayaan kuno Babylonia, Yunan, Mesir, Romawi, Cina, dan Jepang. Jam matahari tertua yang pernah ditemukan oleh Chaldean Berosis, yang hidup sekitar 340 SM. Beberapa artefak jam matahari lain ditemukan di Tivoli, Italia tahun 1746, di Castel Nuovo tahun 1751, di Rigano tahun 1751, dan di Pompeii tahun 1762.
  • Stonehenge yang terletak di Wiltshire, Inggris, memiliki pilar batu terbesar yang disebut Heelstone menandai posisi terbitnya matahari tanggal 21 Juni (posisi matahari tepat di utara bumi).[54]
  • Observatorium kuno yang dibangun bagi Dewa Ra masih dapat ditemui di Luxor, sebuah kota di dekat Sungai Nil di Mesir.[15] Sedangkan El Karmak adalah kuil yang juga dibangun untuk Dewa Ra dan terletak di timur laut Luxor.[55] Ratusan obelisk Mesir yang berfungsi sebagai jam matahari pada masanya juga dapat ditemukan di Luxor dan Heliopolis (kota matahari).[15]
  • Salah satu bangunan terkenal yang didedikasikan untuk Surya dibangun pada abad ke 13 bernama Surya Deula (Candi Matahari) yang terletak Konarak, India.[47]
  • Pilar Intihuatana yang terletak di kawasan Machu Picchu adalah bangun yang didirikan oleh bangsa Inca.[50] Pada tengah hari setiap tanggal 21 Maret dan 21 September, posisi matahari akan berada hampir tepat di atas pilar sehingga tidak akan ada bayangan pilar sama sekali.[50][56] Pada saat inilah, masyarakat Inca akan mengadakan upacara di tempat tersebut karena mereka percaya bahwa matahari sedang diikat di langit.[50][56] Intihuatana dipakai untuk menentukan hari di mana terjadi equinox (lama siang hari sama dengan malam hari) dan periode-periode astronomis lainnya[56]
  • Bangsa Maya terkenal dengan kalender berisikan 365 hari dan 260 hari yang dibuat berdasarkan pengamatan astronomis, termasuk terhadap matahari.[57] Kalendar 365 hari ini disebut Haab, sedangkan kalender 260 hari disebut Tzolkin.[57]
  • Kalender Aztec dipahat di atas sebuah baru berbentuk lingkaran. Isinya adalah 365 siklus kalender berdasarkan matahari dan 260 siklus ritual.[58] Kalender batu Aztec ini kini disimpan di National Museum of Anthropology and History di Chapultepec Park, Mexico City.[58]
  • Matahari juga telah menjadi obyek yang menarik bagi pelukis dan penulis terkenal dunia.[15] Claude Monet, Joan Miro, Caspar David Friedrich (judul lukisan: Woman in Morning Sun - Wanita dalam Matahari Pagi , dan Vincent van Gogh (judul lukisan: Another Light, A Stronger Sun - Cahaya Lain, Matahari yang Lebih Kuat) adalah beberapa pelukis yang pernah menjadikan matahari sebagai objek lukisannya.[15] Sedangkan Ralph Waldo Emerson dan Friedrich Nietzsche adalah penulis dan filsuf yang pernah membuat cerita, puisi, maupun kata-kata mutiara dengan subjek matahari.[15]

Manfaat dan peran matahari

Matahari adalah sumber energi bagi kehidupan.[15] Matahari memiliki banyak manfaat dan peran yang sangat penting bagi kehidupan seperti:
  • Panas matahari memberikan suhu yang pas untuk kelangsungan hidup organisme di Bumi.[15] Bumi juga menerima energi matahari dalam jumlah yang pas untuk membuat air tetap berbentuk cair, yang mana merupakan salah satu penyokong kehidupan.[15] Selain itu panas matahari memungkinkan adanya angin, siklus hujan, cuaca, dan iklim.[15]
  • Cahaya matahari dimanfaatkan secara langsung oleh tumbuhan berklorofil untuk melangsungkan fotosintesis, sehingga tumbuhan dapat tumbuh serta menghasilkan oksigen dan berperan sebagai sumber pangan bagi hewan dan manusia.[15] Mahluk hidup yang sudah mati akan menjadi fosil yang menghasilkan minyak bumi dan batu bara sebagai sumber energi.[15] Hal ini merupakan peran dari energi matahari secara tidak langsung [15]
Panel surya dipasang di atap rumah untuk menangkap sinar matahari dan mengubahnya menjadi energi listrik.
  • Pembangkit listrik tenaga matahari adalah moda baru pembangkit listrik dengan sumber energi terbarukan.[59] Pembangkit listrik ini terdiri dari kaca-kaca besar atau panel yang akan menangkap cahaya matahari dan mengkonsentrasikannya ke satu titik.[59] Panas yang ditangkap kemudian digunakan untuk menghasilkan uap panas bertekanan, yang akan dipakai untuk menjalankan turbin sehingga energi listrik dapat dihasilkan.[59] Prinsip panel surya adalah penggunaan sel surya atau sel photovoltaic yang terbuat dari silikon untuk menangkap sinar matahari.[59] Sel surya sudah banyak dipakai untuk kalkulator tenaga surya. Panel surya sudah banyak dipasang di atap bangunan dan rumah di daerah perkotaan untuk mendapatkan listrik dengan gratis.[59]
  • Pergerakan rotasi bumi menyebabkan ada bagian yang menerima sinar matahari dan ada yang tidak.[60] Hal inilah yang menciptakan adanya hari siang dan malam di bumi.[60] Sedangkan pergerak bumi mengelilingi matahari menyebabkan terjadinya musim.[60]
  • Matahari menjadi penyatu planet-planet dan benda angkasa lain di sistem tata surya yang bergerak atau berotasi mengelilinya.[1] Keseluruhan sistem dapat berputar di luar angkasa karena ditahan oleh gaya gravitasi matahari yang sangat besar.[1]

Tata surya


Gambaran umum Tata Surya (Ukuran planet digambarkan sesuai skala, sedangkan jaraknya tidak): Matahari, Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Ceres, Yupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus, Pluto, Haumea, Makemake dan Eris.
Ini adalah versi suara dari artikel. Klik di sini untuk 
mendengarkan.
Tata Surya[a] adalah kumpulan benda langit yang terdiri atas sebuah bintang yang disebut Matahari dan semua objek yang terikat oleh gaya gravitasinya. Objek-objek tersebut termasuk delapan buah planet yang sudah diketahui dengan orbit berbentuk elips, lima planet kerdil/katai, 173 satelit alami yang telah diidentifikasi[b], dan jutaan benda langit (meteor, asteroid, komet) lainnya.
Tata Surya terbagi menjadi Matahari, empat planet bagian dalam, sabuk asteroid, empat planet bagian luar, dan di bagian terluar adalah Sabuk Kuiper dan piringan tersebar. Awan Oort diperkirakan terletak di daerah terjauh yang berjarak sekitar seribu kali di luar bagian yang terluar.
Berdasarkan jaraknya dari matahari, kedelapan planet Tata Surya ialah Merkurius (57,9 juta km), Venus (108 juta km), Bumi (150 juta km), Mars (228 juta km), Yupiter (779 juta km), Saturnus (1.430 juta km), Uranus (2.880 juta km), dan Neptunus (4.500 juta km). Sejak pertengahan 2008, ada lima objek angkasa yang diklasifikasikan sebagai planet kerdil. Orbit planet-planet kerdil, kecuali Ceres, berada lebih jauh dari Neptunus. Kelima planet kerdil tersebut ialah Ceres (415 juta km. di sabuk asteroid; dulunya diklasifikasikan sebagai planet kelima), Pluto (5.906 juta km.; dulunya diklasifikasikan sebagai planet kesembilan), Haumea (6.450 juta km), Makemake (6.850 juta km), dan Eris (10.100 juta km).
Enam dari kedelapan planet dan tiga dari kelima planet kerdil itu dikelilingi oleh satelit alami. Masing-masing planet bagian luar dikelilingi oleh cincin planet yang terdiri dari debu dan partikel lain.
  •  

Asal usul

Banyak hipotesis tentang asal usul Tata Surya telah dikemukakan para ahli, di antaranya :

Pierre-Simon Laplace, pendukung Hipotesis Nebula

Gerard Kuiper, pendukung Hipotesis Kondensasi
Hipotesis Nebula
Hipotesis nebula pertama kali dikemukakan oleh Emanuel Swedenborg (1688-1772)[1] tahun 1734 dan disempurnakan oleh Immanuel Kant (1724-1804) pada tahun 1775. Hipotesis serupa juga dikembangkan oleh Pierre Marquis de Laplace[2] secara independen pada tahun 1796. Hipotesis ini, yang lebih dikenal dengan Hipotesis Nebula Kant-Laplace, menyebutkan bahwa pada tahap awal, Tata Surya masih berupa kabut raksasa. Kabut ini terbentuk dari debu, es, dan gas yang disebut nebula, dan unsur gas yang sebagian besar hidrogen. Gaya gravitasi yang dimilikinya menyebabkan kabut itu menyusut dan berputar dengan arah tertentu, suhu kabut memanas, dan akhirnya menjadi bintang raksasa (matahari). Matahari raksasa terus menyusut dan berputar semakin cepat, dan cincin-cincin gas dan es terlontar ke sekeliling matahari. Akibat gaya gravitasi, gas-gas tersebut memadat seiring dengan penurunan suhunya dan membentuk planet dalam dan planet luar. Laplace berpendapat bahwa orbit berbentuk hampir melingkar dari planet-planet merupakan konsekuensi dari pembentukan mereka.[3]
Hipotesis Planetisimal
Hipotesis planetisimal pertama kali dikemukakan oleh Thomas C. Chamberlin dan Forest R. Moulton pada tahun 1900. Hipotesis planetisimal mengatakan bahwa Tata Surya kita terbentuk akibat adanya bintang lain yang lewat cukup dekat dengan matahari, pada masa awal pembentukan matahari. Kedekatan tersebut menyebabkan terjadinya tonjolan pada permukaan matahari, dan bersama proses internal matahari, menarik materi berulang kali dari matahari. Efek gravitasi bintang mengakibatkan terbentuknya dua lengan spiral yang memanjang dari matahari. Sementara sebagian besar materi tertarik kembali, sebagian lain akan tetap di orbit, mendingin dan memadat, dan menjadi benda-benda berukuran kecil yang mereka sebut planetisimal dan beberapa yang besar sebagai protoplanet. Objek-objek tersebut bertabrakan dari waktu ke waktu dan membentuk planet dan bulan, sementara sisa-sisa materi lainnya menjadi komet dan asteroid.
Hipotesis Pasang Surut Bintang
Hipotesis pasang surut bintang pertama kali dikemukakan oleh James Jeans pada tahun 1917. Planet dianggap terbentuk karena mendekatnya bintang lain kepada matahari. Keadaan yang hampir bertabrakan menyebabkan tertariknya sejumlah besar materi dari matahari dan bintang lain tersebut oleh gaya pasang surut bersama mereka, yang kemudian terkondensasi menjadi planet.[3] Namun astronom Harold Jeffreys tahun 1929 membantah bahwa tabrakan yang sedemikian itu hampir tidak mungkin terjadi.[3] Demikian pula astronom Henry Norris Russell mengemukakan keberatannya atas hipotesis tersebut.[4]
Hipotesis Kondensasi
Hipotesis kondensasi mulanya dikemukakan oleh astronom Belanda yang bernama G.P. Kuiper (1905-1973) pada tahun 1950. Hipotesis kondensasi menjelaskan bahwa Tata Surya terbentuk dari bola kabut raksasa yang berputar membentuk cakram raksasa.
Hipotesis Bintang Kembar
Hipotesis bintang kembar awalnya dikemukakan oleh Fred Hoyle (1915-2001) pada tahun 1956. Hipotesis mengemukakan bahwa dahulunya Tata Surya kita berupa dua bintang yang hampir sama ukurannya dan berdekatan yang salah satunya meledak meninggalkan serpihan-serpihan kecil. Serpihan itu terperangkap oleh gravitasi bintang yang tidak meledak dan mulai mengelilinginya.

Sejarah penemuan

Lima planet terdekat ke Matahari selain Bumi (Merkurius, Venus, Mars, Yupiter dan Saturnus) telah dikenal sejak zaman dahulu karena mereka semua bisa dilihat dengan mata telanjang. Banyak bangsa di dunia ini memiliki nama sendiri untuk masing-masing planet.
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi pengamatan pada lima abad lalu membawa manusia untuk memahami benda-benda langit terbebas dari selubung mitologi. Galileo Galilei (1564-1642) dengan teleskop refraktornya mampu menjadikan mata manusia "lebih tajam" dalam mengamati benda langit yang tidak bisa diamati melalui mata telanjang.
Karena teleskop Galileo bisa mengamati lebih tajam, ia bisa melihat berbagai perubahan bentuk penampakan Venus, seperti Venus Sabit atau Venus Purnama sebagai akibat perubahan posisi Venus terhadap Matahari. Penalaran Venus mengitari Matahari makin memperkuat teori heliosentris, yaitu bahwa matahari adalah pusat alam semesta, bukan Bumi, yang sebelumnya digagas oleh Nicolaus Copernicus (1473-1543). Susunan heliosentris adalah Matahari dikelilingi oleh Merkurius hingga Saturnus.

Model heliosentris dalam manuskrip Copernicus.
Teleskop Galileo terus disempurnakan oleh ilmuwan lain seperti Christian Huygens (1629-1695) yang menemukan Titan, satelit Saturnus, yang berada hampir 2 kali jarak orbit Bumi-Yupiter.
Perkembangan teleskop juga diimbangi pula dengan perkembangan perhitungan gerak benda-benda langit dan hubungan satu dengan yang lain melalui Johannes Kepler (1571-1630) dengan Hukum Kepler. Dan puncaknya, Sir Isaac Newton (1642-1727) dengan hukum gravitasi. Dengan dua teori perhitungan inilah yang memungkinkan pencarian dan perhitungan benda-benda langit selanjutnya
Pada 1781, William Herschel (1738-1822) menemukan Uranus. Perhitungan cermat orbit Uranus menyimpulkan bahwa planet ini ada yang mengganggu. Neptunus ditemukan pada Agustus 1846. Penemuan Neptunus ternyata tidak cukup menjelaskan gangguan orbit Uranus. Pluto kemudian ditemukan pada 1930.
Pada saat Pluto ditemukan, ia hanya diketahui sebagai satu-satunya objek angkasa yang berada setelah Neptunus. Kemudian pada 1978, Charon, satelit yang mengelilingi Pluto ditemukan, sebelumnya sempat dikira sebagai planet yang sebenarnya karena ukurannya tidak berbeda jauh dengan Pluto.
Para astronom kemudian menemukan sekitar 1.000 objek kecil lainnya yang letaknya melampaui Neptunus (disebut objek trans-Neptunus), yang juga mengelilingi Matahari. Di sana mungkin ada sekitar 100.000 objek serupa yang dikenal sebagai Objek Sabuk Kuiper (Sabuk Kuiper adalah bagian dari objek-objek trans-Neptunus). Belasan benda langit termasuk dalam Objek Sabuk Kuiper di antaranya Quaoar (1.250 km pada Juni 2002), Huya (750 km pada Maret 2000), Sedna (1.800 km pada Maret 2004), Orcus, Vesta, Pallas, Hygiea, Varuna, dan 2003 EL61 (1.500 km pada Mei 2004).
Penemuan 2003 EL61 cukup menghebohkan karena Objek Sabuk Kuiper ini diketahui juga memiliki satelit pada Januari 2005 meskipun berukuran lebih kecil dari Pluto. Dan puncaknya adalah penemuan UB 313 (2.700 km pada Oktober 2003) yang diberi nama oleh penemunya Xena. Selain lebih besar dari Pluto, objek ini juga memiliki satelit.

Struktur

Perbanding relatif massa planet. Yupiter adalah 71% dari total dan Saturnus 21%. Merkurius dan Mars, yang total bersama hanya kurang dari 0.1% tidak nampak dalam diagram di atas.

Orbit-orbit Tata Surya dengan skala yang sesungguhnya
Illustrasi skala
Komponen utama sistem Tata Surya adalah matahari, sebuah bintang deret utama kelas G2 yang mengandung 99,86 persen massa dari sistem dan mendominasi seluruh dengan gaya gravitasinya.[5] Yupiter dan Saturnus, dua komponen terbesar yang mengedari matahari, mencakup kira-kira 90 persen massa selebihnya.[c]
Hampir semua objek-objek besar yang mengorbit matahari terletak pada bidang edaran bumi, yang umumnya dinamai ekliptika. Semua planet terletak sangat dekat pada ekliptika, sementara komet dan objek-objek sabuk Kuiper biasanya memiliki beda sudut yang sangat besar dibandingkan ekliptika.
Planet-planet dan objek-objek Tata Surya juga mengorbit mengelilingi matahari berlawanan dengan arah jarum jam jika dilihat dari atas kutub utara matahari, terkecuali Komet Halley.
Hukum Gerakan Planet Kepler menjabarkan bahwa orbit dari objek-objek Tata Surya sekeliling matahari bergerak mengikuti bentuk elips dengan matahari sebagai salah satu titik fokusnya. Objek yang berjarak lebih dekat dari matahari (sumbu semi-mayor-nya lebih kecil) memiliki tahun waktu yang lebih pendek. Pada orbit elips, jarak antara objek dengan matahari bervariasi sepanjang tahun. Jarak terdekat antara objek dengan matahari dinamai perihelion, sedangkan jarak terjauh dari matahari dinamai aphelion. Semua objek Tata Surya bergerak tercepat di titik perihelion dan terlambat di titik aphelion. Orbit planet-planet bisa dibilang hampir berbentuk lingkaran, sedangkan komet, asteroid dan objek sabuk Kuiper kebanyakan orbitnya berbentuk elips.
Untuk mempermudah representasi, kebanyakan diagram Tata Surya menunjukan jarak antara orbit yang sama antara satu dengan lainnya. Pada kenyataannya, dengan beberapa perkecualian, semakin jauh letak sebuah planet atau sabuk dari matahari, semakin besar jarak antara objek itu dengan jalur edaran orbit sebelumnya. Sebagai contoh, Venus terletak sekitar sekitar 0,33 satuan astronomi (SA) lebih dari Merkurius[d], sedangkan Saturnus adalah 4,3 SA dari Yupiter, dan Neptunus terletak 10,5 SA dari Uranus. Beberapa upaya telah dicoba untuk menentukan korelasi jarak antar orbit ini (hukum Titus-Bode), tetapi sejauh ini tidak satu teori pun telah diterima.
Hampir semua planet-planet di Tata Surya juga memiliki sistem sekunder. Kebanyakan adalah benda pengorbit alami yang disebut satelit. Beberapa benda ini memiliki ukuran lebih besar dari planet. Hampir semua satelit alami yang paling besar terletak di orbit sinkron, dengan satu sisi satelit berpaling ke arah planet induknya secara permanen. Empat planet terbesar juga memliki cincin yang berisi partikel-partikel kecil yang mengorbit secara serempak.

Terminologi

Secara informal, Tata Surya dapat dibagi menjadi tiga daerah. Tata Surya bagian dalam mencakup empat planet kebumian dan sabuk asteroid utama. Pada daerah yang lebih jauh, Tata Surya bagian luar, terdapat empat gas planet raksasa.[6] Sejak ditemukannya Sabuk Kuiper, bagian terluar Tata Surya dianggap wilayah berbeda tersendiri yang meliputi semua objek melampaui Neptunus.[7]
Secara dinamis dan fisik, objek yang mengorbit matahari dapat diklasifikasikan dalam tiga golongan: planet, planet kerdil, dan benda kecil Tata Surya. Planet adalah sebuah badan yang mengedari matahari dan mempunyai massa cukup besar untuk membentuk bulatan diri dan telah membersihkan orbitnya dengan menginkorporasikan semua objek-objek kecil di sekitarnya. Dengan definisi ini, Tata Surya memiliki delapan planet: Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Yupiter, Saturnus, dan Neptunus. Pluto telah dilepaskan status planetnya karena tidak dapat membersihkan orbitnya dari objek-objek Sabuk Kuiper.[8]
Planet kerdil adalah benda angkasa bukan satelit yang mengelilingi matahari, mempunyai massa yang cukup untuk bisa membentuk bulatan diri tetapi belum dapat membersihkan daerah sekitarnya.[8] Menurut definisi ini, Tata Surya memiliki lima buah planet kerdil: Ceres, Pluto, Haumea, Makemake, dan Eris.[9] Objek lain yang mungkin akan diklasifikasikan sebagai planet kerdil adalah: Sedna, Orcus, dan Quaoar. Planet kerdil yang memiliki orbit di daerah trans-Neptunus biasanya disebut "plutoid".[10] Sisa objek-objek lain berikutnya yang mengitari matahari adalah benda kecil Tata Surya.[8]
Ilmuwan ahli planet menggunakan istilah gas, es, dan batu untuk mendeskripsi kelas zat yang terdapat di dalam Tata Surya. Batu digunakan untuk menamai bahan bertitik lebur tinggi (lebih besar dari 500 K), sebagai contoh silikat. Bahan batuan ini sangat umum terdapat di Tata Surya bagian dalam, merupakan komponen pembentuk utama hampir semua planet kebumian dan asteroid. Gas adalah bahan-bahan bertitik lebur rendah seperti atom hidrogen, helium, dan gas mulia, bahan-bahan ini mendominasi wilayah tengah Tata Surya, yang didominasi oleh Yupiter dan Saturnus. Sedangkan es, seperti air, metana, amonia dan karbon dioksida,[11] memiliki titik lebur sekitar ratusan derajat kelvin. Bahan ini merupakan komponen utama dari sebagian besar satelit planet raksasa. Ia juga merupakan komponen utama Uranus dan Neptunus (yang sering disebut "es raksasa"), serta berbagai benda kecil yang terletak di dekat orbit Neptunus.[12]
Istilah volatiles mencakup semua bahan bertitik didih rendah (kurang dari ratusan kelvin), yang termasuk gas dan es; tergantung pada suhunya, 'volatiles' dapat ditemukan sebagai es, cairan, atau gas di berbagai bagian Tata Surya.

Zona planet

Zona Tata Surya yang meliputi, planet bagian dalam, sabuk asteroid, planet bagian luar, dan sabuk Kuiper. (Gambar tidak sesuai skala)
Di zona planet dalam, Matahari adalah pusat Tata Surya dan letaknya paling dekat dengan planet Merkurius (jarak dari matahari 57,9 × 106 km, atau 0,39 SA), Venus (108,2 × 106 km, 0,72 SA), Bumi (149,6 × 106 km, 1 SA) dan Mars (227,9 × 106 km, 1,52 SA). Ukuran diameternya antara 4.878 km dan 12.756 km, dengan massa jenis antara 3,95 g/cm3 dan 5,52 g/cm3.
Antara Mars dan Yupiter terdapat daerah yang disebut sabuk asteroid, kumpulan batuan metal dan mineral. Kebanyakan asteroid-asteroid ini hanya berdiameter beberapa kilometer (lihat: Daftar asteroid), dan beberapa memiliki diameter 100 km atau lebih. Ceres, bagian dari kumpulan asteroid ini, berukuran sekitar 960 km dan dikategorikan sebagai planet kerdil. Orbit asteroid-asteroid ini sangat eliptis, bahkan beberapa menyimpangi Merkurius (Icarus) dan Uranus (Chiron).
Pada zona planet luar, terdapat planet gas raksasa Yupiter (778,3 × 106 km, 5,2 SA), Uranus (2,875 × 109 km, 19,2 SA) dan Neptunus (4,504 × 109 km, 30,1 SA) dengan massa jenis antara 0,7 g/cm3 dan 1,66 g/cm3.
Jarak rata-rata antara planet-planet dengan matahari bisa diperkirakan dengan menggunakan baris matematis Titus-Bode. Regularitas jarak antara jalur edaran orbit-orbit ini kemungkinan merupakan efek resonansi sisa dari awal terbentuknya Tata Surya. Anehnya, planet Neptunus tidak muncul di baris matematis Titus-Bode, yang membuat para pengamat berspekulasi bahwa Neptunus merupakan hasil tabrakan kosmis.

 

Matahari

Matahari dilihat dari spektrum sinar-X
Matahari adalah bintang induk Tata Surya dan merupakan komponen utama sistem Tata Surya ini. Bintang ini berukuran 332.830 massa bumi. Massa yang besar ini menyebabkan kepadatan inti yang cukup besar untuk bisa mendukung kesinambungan fusi nuklir dan menyemburkan sejumlah energi yang dahsyat. Kebanyakan energi ini dipancarkan ke luar angkasa dalam bentuk radiasi eletromagnetik, termasuk spektrum optik.
Matahari dikategorikan ke dalam bintang kerdil kuning (tipe G V) yang berukuran tengahan, tetapi nama ini bisa menyebabkan kesalahpahaman, karena dibandingkan dengan bintang-bintang yang ada di dalam galaksi Bima Sakti, matahari termasuk cukup besar dan cemerlang. Bintang diklasifikasikan dengan diagram Hertzsprung-Russell, yaitu sebuah grafik yang menggambarkan hubungan nilai luminositas sebuah bintang terhadap suhu permukaannya. Secara umum, bintang yang lebih panas akan lebih cemerlang. Bintang-bintang yang mengikuti pola ini dikatakan terletak pada deret utama, dan matahari letaknya persis di tengah deret ini. Akan tetapi, bintang-bintang yang lebih cemerlang dan lebih panas dari matahari adalah langka, sedangkan bintang-bintang yang lebih redup dan dingin adalah umum.[13]
Dipercayai bahwa posisi matahari pada deret utama secara umum merupakan "puncak hidup" dari sebuah bintang, karena belum habisnya hidrogen yang tersimpan untuk fusi nuklir. Saat ini Matahari tumbuh semakin cemerlang. Pada awal kehidupannya, tingkat kecemerlangannya adalah sekitar 70 persen dari kecermelangan sekarang.[14]
Matahari secara metalisitas dikategorikan sebagai bintang "populasi I". Bintang kategori ini terbentuk lebih akhir pada tingkat evolusi alam semesta, sehingga mengandung lebih banyak unsur yang lebih berat daripada hidrogen dan helium ("metal" dalam sebutan astronomi) dibandingkan dengan bintang "populasi II".[15] Unsur-unsur yang lebih berat daripada hidrogen dan helium terbentuk di dalam inti bintang purba yang kemudian meledak. Bintang-bintang generasi pertama punah terlebih dahulu sebelum alam semesta dapat dipenuhi oleh unsur-unsur yang lebih berat ini.
Bintang-bintang tertua mengandung sangat sedikit metal, sedangkan bintang baru mempunyai kandungan metal yang lebih tinggi. Tingkat metalitas yang tinggi ini diperkirakan mempunyai pengaruh penting pada pembentukan sistem Tata Surya, karena terbentuknya planet adalah hasil penggumpalan metal.[16]

Medium antarplanet

Lembar aliran heliosfer, karena gerak rotasi magnetis matahari terhadap medium antarplanet.
Di samping cahaya, matahari juga secara berkesinambungan memancarkan semburan partikel bermuatan (plasma) yang dikenal sebagai angin matahari. Semburan partikel ini menyebar keluar kira-kira pada kecepatan 1,5 juta kilometer per jam,[17] menciptakan atmosfer tipis (heliosfer) yang merambah Tata Surya paling tidak sejauh 100 SA (lihat juga heliopause). Kesemuanya ini disebut medium antarplanet.
Badai geomagnetis pada permukaan matahari, seperti semburan matahari (solar flares) dan lontaran massa korona (coronal mass ejection) menyebabkan gangguan pada heliosfer, menciptakan cuaca ruang angkasa.[18] Struktur terbesar dari heliosfer dinamai lembar aliran heliosfer (heliospheric current sheet), sebuah spiral yang terjadi karena gerak rotasi magnetis matahari terhadap medium antarplanet.[19][20] Medan magnet bumi mencegah atmosfer bumi berinteraksi dengan angin matahari. Venus dan Mars yang tidak memiliki medan magnet, atmosfernya habis terkikis ke luar angkasa.[21] Interaksi antara angin matahari dan medan magnet bumi menyebabkan terjadinya aurora, yang dapat dilihat dekat kutub magnetik bumi.
Heliosfer juga berperan melindungi Tata Surya dari sinar kosmik yang berasal dari luar Tata Surya. Medan magnet planet-planet menambah peran perlindungan selanjutnya. Densitas sinar kosmik pada medium antarbintang dan kekuatan medan magnet matahari mengalami perubahan pada skala waktu yang sangat panjang, sehingga derajat radiasi kosmis di dalam Tata Surya sendiri adalah bervariasi, meski tidak diketahui seberapa besar.[22]
Medium antarplanet juga merupakan tempat beradanya paling tidak dua daerah mirip piringan yang berisi debu kosmis. Yang pertama, awan debu zodiak, terletak di Tata Surya bagian dalam dan merupakan penyebab cahaya zodiak. Ini kemungkinan terbentuk dari tabrakan dalam sabuk asteroid yang disebabkan oleh interaksi dengan planet-planet.[23] Daerah kedua membentang antara 10 SA sampai sekitar 40 SA, dan mungkin disebabkan oleh tabrakan yang mirip tetapi tejadi di dalam Sabuk Kuiper.[24][25]

 

Tata Surya bagian dalam

Tata Surya bagian dalam adalah nama umum yang mencakup planet kebumian dan asteroid. Terutama terbuat dari silikat dan logam, objek dari Tata Surya bagian dalam melingkup dekat dengan matahari, radius dari seluruh daerah ini lebih pendek dari jarak antara Yupiter dan Saturnus.

Planet-planet bagian dalam


Planet-planet bagian dalam. Dari kiri ke kanan: Merkurius, Venus, Bumi, dan Mars (ukuran menurut skala)
Empat planet bagian dalam atau planet kebumian (terrestrial planet) memiliki komposisi batuan yang padat, hampir tidak mempunyai atau tidak mempunyai satelit dan tidak mempunyai sistem cincin. Komposisi Planet-planet ini terutama adalah mineral bertitik leleh tinggi, seperti silikat yang membentuk kerak dan selubung, dan logam seperti besi dan nikel yang membentuk intinya. Tiga dari empat planet ini (Venus, Bumi dan Mars) memiliki atmosfer, semuanya memiliki kawah meteor dan sifat-sifat permukaan tektonis seperti gunung berapi dan lembah pecahan. Planet yang letaknya di antara matahari dan bumi (Merkurius dan Venus) disebut juga planet inferior.
Merkurius
Merkurius (0,4 SA dari matahari) adalah planet terdekat dari matahari serta juga terkecil (0,055 massa bumi). Merkurius tidak memiliki satelit alami dan ciri geologisnya di samping kawah meteorid yang diketahui adalah lobed ridges atau rupes, kemungkinan terjadi karena pengerutan pada perioda awal sejarahnya.[26] Atmosfer Merkurius yang hampir bisa diabaikan terdiri dari atom-atom yang terlepas dari permukaannya karena semburan angin matahari.[27] Besarnya inti besi dan tipisnya kerak Merkurius masih belum bisa dapat diterangkan. Menurut dugaan hipotesa lapisan luar planet ini terlepas setelah terjadi tabrakan raksasa, dan perkembangan ("akresi") penuhnya terhambat oleh energi awal matahari.[28][29]
Venus
Venus (0,7 SA dari matahari) berukuran mirip bumi (0,815 massa bumi). Dan seperti bumi, planet ini memiliki selimut kulit silikat yang tebal dan berinti besi, atmosfernya juga tebal dan memiliki aktivitas geologi. Akan tetapi planet ini lebih kering dari bumi dan atmosfernya sembilan kali lebih padat dari bumi. Venus tidak memiliki satelit. Venus adalah planet terpanas dengan suhu permukaan mencapai 400 °C, kemungkinan besar disebabkan jumlah gas rumah kaca yang terkandung di dalam atmosfer.[30] Sejauh ini aktivitas geologis Venus belum dideteksi, tetapi karena planet ini tidak memiliki medan magnet yang bisa mencegah habisnya atmosfer, diduga sumber atmosfer Venus berasal dari gunung berapi.[31]
Bumi
Bumi (1 SA dari matahari) adalah planet bagian dalam yang terbesar dan terpadat, satu-satunya yang diketahui memiliki aktivitas geologi dan satu-satunya planet yang diketahui memiliki mahluk hidup. Hidrosfer-nya yang cair adalah khas di antara planet-planet kebumian dan juga merupakan satu-satunya planet yang diamati memiliki lempeng tektonik. Atmosfer bumi sangat berbeda dibandingkan planet-planet lainnya, karena dipengaruhi oleh keberadaan mahluk hidup yang menghasilkan 21% oksigen.[32] Bumi memiliki satu satelit, bulan, satu-satunya satelit besar dari planet kebumian di dalam Tata Surya.
Mars
Mars (1,5 SA dari matahari) berukuran lebih kecil dari bumi dan Venus (0,107 massa bumi). Planet ini memiliki atmosfer tipis yang kandungan utamanya adalah karbon dioksida. Permukaan Mars yang dipenuhi gunung berapi raksasa seperti Olympus Mons dan lembah retakan seperti Valles marineris, menunjukan aktivitas geologis yang terus terjadi sampai baru belakangan ini. Warna merahnya berasal dari warna karat tanahnya yang kaya besi.[33] Mars mempunyai dua satelit alami kecil (Deimos dan Phobos) yang diduga merupakan asteroid yang terjebak gravitasi Mars.[34]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sabuk asteroid

Sabuk asteroid utama dan asteroid Troya
Asteroid secara umum adalah objek Tata Surya yang terdiri dari batuan dan mineral logam beku.[35]
Sabuk asteroid utama terletak di antara orbit Mars dan Yupiter, berjarak antara 2,3 dan 3,3 SA dari matahari, diduga merupakan sisa dari bahan formasi Tata Surya yang gagal menggumpal karena pengaruh gravitasi Yupiter.[36]
Gradasi ukuran asteroid adalah ratusan kilometer sampai mikroskopis. Semua asteroid, kecuali Ceres yang terbesar, diklasifikasikan sebagai benda kecil Tata Surya. Beberapa asteroid seperti Vesta dan Hygiea mungkin akan diklasifikasi sebagai planet kerdil jika terbukti telah mencapai kesetimbangan hidrostatik.[37]
Sabuk asteroid terdiri dari beribu-ribu, mungkin jutaan objek yang berdiameter satu kilometer.[38] Meskipun demikian, massa total dari sabuk utama ini tidaklah lebih dari seperseribu massa bumi.[39] Sabuk utama tidaklah rapat, kapal ruang angkasa secara rutin menerobos daerah ini tanpa mengalami kecelakaan. Asteroid yang berdiameter antara 10 dan 10−4 m disebut meteorid.[40]
 
 
 
 
 
Ceres
Ceres
Ceres (2,77 SA) adalah benda terbesar di sabuk asteroid dan diklasifikasikan sebagai planet kerdil. Diameternya adalah sedikit kurang dari 1000 km, cukup besar untuk memiliki gravitasi sendiri untuk menggumpal membentuk bundaran. Ceres dianggap sebagai planet ketika ditemukan pada abad ke 19, tetapi di-reklasifikasi menjadi asteroid pada tahun 1850an setelah observasi lebih lanjut menemukan beberapa asteroid lagi.[41] Ceres direklasifikasi lanjut pada tahun 2006 sebagai planet kerdil.
Kelompok asteroid
Asteroid pada sabuk utama dibagi menjadi kelompok dan keluarga asteroid bedasarkan sifat-sifat orbitnya. satelit asteroid adalah asteroid yang mengedari asteroid yang lebih besar. Mereka tidak mudah dibedakan dari satelit-satelit planet, kadang kala hampir sebesar pasangannya. Sabuk asteroid juga memiliki komet sabuk utama yang mungkin merupakan sumber air bumi.[42]
Asteroid-asteroid Trojan terletak di titik L4 atau L5 Yupiter (daerah gravitasi stabil yang berada di depan dan belakang sebuah orbit planet), sebutan "trojan" sering digunakan untuk objek-objek kecil pada Titik Langrange dari sebuah planet atau satelit. Kelompok Asteroid Hilda terletak di orbit resonansi 2:3 dari Yupiter, yang artinya kelompok ini mengedari matahari tiga kali untuk setiak dua edaran Yupiter.
Bagian dalam Tata Surya juga dipenuhi oleh asteroid liar, yang banyak memotong orbit-orbit planet planet bagian dalam.

Tata Surya bagian luar

Pada bagian luar dari Tata Surya terdapat gas-gas raksasa dengan satelit-satelitnya yang berukuran planet. Banyak komet berperioda pendek termasuk beberapa Centaur, juga berorbit di daerah ini. Badan-badan padat di daerah ini mengandung jumlah volatil (contoh: air, amonia, metan, yang sering disebut "es" dalam peristilahan ilmu keplanetan) yang lebih tinggi dibandingkan planet batuan di bagian dalam Tata Surya.

Planet-planet luar

Raksasa-raksasa gas dalam Tata Surya dan Matahari, berdasarkan skala
Keempat planet luar, yang disebut juga planet raksasa gas (gas giant), atau planet jovian, secara keseluruhan mencakup 99 persen massa yang mengorbit matahari. Yupiter dan Saturnus sebagian besar mengandung hidrogen dan helium; Uranus dan Neptunus memiliki proporsi es yang lebih besar. Para astronom mengusulkan bahwa keduanya dikategorikan sendiri sebagai raksasa es.[43] Keempat raksasa gas ini semuanya memiliki cincin, meski hanya sistem cincin Saturnus yang dapat dilihat dengan mudah dari bumi.
Yupiter
Yupiter (5,2 SA), dengan 318 kali massa bumi, adalah 2,5 kali massa dari gabungan seluruh planet lainnya. Kandungan utamanya adalah hidrogen dan helium. Sumber panas di dalam Yupiter menyebabkan timbulnya beberapa ciri semi-permanen pada atmosfernya, sebagai contoh pita pita awan dan Bintik Merah Raksasa. Sejauh yang diketahui Yupiter memiliki 63 satelit. Empat yang terbesar, Ganymede, Callisto, Io, dan Europa menampakan kemiripan dengan planet kebumian, seperti gunung berapi dan inti yang panas.[44] Ganymede, yang merupakan satelit terbesar di Tata Surya, berukuran lebih besar dari Merkurius.
Saturnus
Saturnus (9,5 SA) yang dikenal dengan sistem cincinnya, memiliki beberapa kesamaan dengan Yupiter, sebagai contoh komposisi atmosfernya. Meskipun Saturnus hanya sebesar 60% volume Yupiter, planet ini hanya seberat kurang dari sepertiga Yupiter atau 95 kali massa bumi, membuat planet ini sebuah planet yang paling tidak padat di Tata Surya. Saturnus memiliki 60 satelit yang diketahui sejauh ini (dan 3 yang belum dipastikan) dua di antaranya Titan dan Enceladus, menunjukan activitas geologis, meski hampir terdiri hanya dari es saja.[45] Titan berukuran lebih besar dari Merkurius dan merupakan satu-satunya satelit di Tata Surya yang memiliki atmosfer yang cukup berarti.
Uranus
Uranus (19,6 SA) yang memiliki 14 kali massa bumi, adalah planet yang paling ringan di antara planet-planet luar. Planet ini memiliki kelainan ciri orbit. Uranus mengedari matahari dengan bujkuran poros 90 derajad pada ekliptika. Planet ini memiliki inti yang sangat dingin dibandingkan gas raksasa lainnya dan hanya sedikit memancarkan energi panas.[46] Uranus memiliki 27 satelit yang diketahui, yang terbesar adalah Titania, Oberon, Umbriel, Ariel dan Miranda.
Neptunus
Neptunus (30 SA) meskipun sedikit lebih kecil dari Uranus, memiliki 17 kali massa bumi, sehingga membuatnya lebih padat. Planet ini memancarkan panas dari dalam tetapi tidak sebanyak Yupiter atau Saturnus.[47] Neptunus memiliki 13 satelit yang diketahui. Yang terbesar, Triton, geologinya aktif, dan memiliki geyser nitrogen cair.[48] Triton adalah satu-satunya satelit besar yang orbitnya terbalik arah (retrogade). Neptunus juga didampingi beberapa planet minor pada orbitnya, yang disebut Trojan Neptunus. Benda-benda ini memiliki resonansi 1:1 dengan Neptunus.

Komet

Komet Hale-Bopp
Komet adalah badan Tata Surya kecil, biasanya hanya berukuran beberapa kilometer, dan terbuat dari es volatil. Badan-badan ini memiliki eksentrisitas orbit tinggi, secara umum perihelion-nya terletak di planet-planet bagian dalam dan letak aphelion-nya lebih jauh dari Pluto. Saat sebuah komet memasuki Tata Surya bagian dalam, dekatnya jarak dari matahari menyebabkan permukaan esnya bersumblimasi dan berionisasi, yang menghasilkan koma, ekor gas dan debu panjang, yang sering dapat dilihat dengan mata telanjang.
Komet berperioda pendek memiliki kelangsungan orbit kurang dari dua ratus tahun. Sedangkan komet berperioda panjang memiliki orbit yang berlangsung ribuan tahun. Komet berperioda pendek dipercaya berasal dari Sabuk Kuiper, sedangkan komet berperioda panjang, seperti Hale-bopp, berasal dari Awan Oort. Banyak kelompok komet, seperti Kreutz Sungrazers, terbentuk dari pecahan sebuah induk tunggal.[49] Sebagian komet berorbit hiperbolik mungking berasal dari luar Tata Surya, tetapi menentukan jalur orbitnya secara pasti sangatlah sulit.[50] Komet tua yang bahan volatilesnya telah habis karena panas matahari sering dikategorikan sebagai asteroid.[51]

Centaur

Centaur adalah benda-benda es mirip komet yang poros semi-majornya lebih besar dari Yupiter (5,5 SA) dan lebih kecil dari Neptunus (30 SA). Centaur terbesar yang diketahui adalah, 10199 Chariklo, berdiameter 250 km.[52] Centaur temuan pertama, 2060 Chiron, juga diklasifikasikan sebagai komet (95P) karena memiliki koma sama seperti komet kalau mendekati matahari.[53] Beberapa astronom mengklasifikasikan Centaurs sebagai objek sabuk Kuiper sebaran-ke-dalam (inward-scattered Kuiper belt objects), seiring dengan sebaran keluar yang bertempat di piringan tersebar (outward-scattered residents of the scattered disc).[54]

Daerah trans-Neptunus

Plot seluruh objek sabuk Kuiper
Diagram yang menunjukkan pembagian sabuk Kuiper
Daerah yang terletak jauh melampaui Neptunus, atau daerah trans-Neptunus, sebagian besar belum dieksplorasi. Menurut dugaan daerah ini sebagian besar terdiri dari dunia-dunia kecil (yang terbesar memiliki diameter seperlima bumi dan bermassa jauh lebih kecil dari bulan) dan terutama mengandung batu dan es. Daerah ini juga dikenal sebagai daerah luar Tata Surya, meskipun berbagai orang menggunakan istilah ini untuk daerah yang terletak melebihi sabuk asteroid.

Sabuk Kuiper

Sabuk Kuiper adalah sebuah cincin raksasa mirip dengan sabuk asteroid, tetapi komposisi utamanya adalah es. Sabuk ini terletak antara 30 dan 50 SA, dan terdiri dari benda kecil Tata Surya. Meski demikian, beberapa objek Kuiper yang terbesar, seperti Quaoar, Varuna, dan Orcus, mungkin akan diklasifikasikan sebagai planet kerdil. Para ilmuwan memperkirakan terdapat sekitar 100.000 objek Sabuk Kuiper yang berdiameter lebih dari 50 km, tetapi diperkirakan massa total Sabuk Kuiper hanya sepersepuluh massa bumi.[55] Banyak objek Kuiper memiliki satelit ganda dan kebanyakan memiliki orbit di luar bidang eliptika.
Sabuk Kuiper secara kasar bisa dibagi menjadi "sabuk klasik" dan resonansi. Resonansi adalah orbit yang terkait pada Neptunus (contoh: dua orbit untuk setiap tiga orbit Neptunus atau satu untuk setiap dua). Resonansi yang pertama bermula pada Neptunus sendiri. Sabuk klasik terdiri dari objek yang tidak memiliki resonansi dengan Neptunus, dan terletak sekitar 39,4 SA sampai 47,7 SA.[56] Anggota dari sabuk klasik diklasifikasikan sebagai cubewanos, setelah anggota jenis pertamanya ditemukan (15760) 1992QB1 [57]
Pluto dan Charon
Pluto dan ketiga satelitnya
Pluto (rata-rata 39 SA), sebuah planet kerdil, adalah objek terbesar sejauh ini di Sabuk Kuiper. Ketika ditemukan pada tahun 1930, benda ini dianggap sebagai planet yang kesembilan, definisi ini diganti pada tahun 2006 dengan diangkatnya definisi formal planet. Pluto memiliki kemiringan orbit cukup eksentrik (17 derajat dari bidang ekliptika) dan berjarak 29,7 SA dari matahari pada titik prihelion (sejarak orbit Neptunus) sampai 49,5 SA pada titik aphelion.
Tidak jelas apakah Charon, satelit Pluto yang terbesar, akan terus diklasifikasikan sebagai satelit atau menjadi sebuah planet kerdil juga. Pluto dan Charon, keduanya mengedari titik barycenter gravitasi di atas permukaannya, yang membuat Pluto-Charon sebuah sistem ganda. Dua satelit yang jauh lebih kecil Nix dan Hydra juga mengedari Pluto dan Charon. Pluto terletak pada sabuk resonan dan memiliki 3:2 resonansi dengan Neptunus, yang berarti Pluto mengedari matahari dua kali untuk setiap tiga edaran Neptunus. Objek sabuk Kuiper yang orbitnya memiliki resonansi yang sama disebut plutino.[58]
Haumea dan Makemake
Haumea (rata-rata 43,34 SA) dan Makemake (rata-rata 45,79 SA) adalah dua objek terbesar sejauh ini di dalam sabuk Kuiper klasik. Haumea adalah sebuah objek berbentuk telur dan memiliki dua satelit. Makemake adalah objek paling cemerlang di sabuk Kuiper setelah Pluto. Pada awalnya dinamai 2003 EL61 dan 2005 FY9, pada tahun 2008 diberi nama dan status sebagai planet kerdil. Orbit keduanya berinklinasi jauh lebih membujur dari Pluto (28° dan 29°) [59] dan lain seperti Pluto, keduanya tidak dipengaruhi oleh Neptunus, sebagai bagian dari kelompok Objek Sabuk Kuiper klasik.

Piringan tersebar


Hitam: tersebar; biru: klasik; hijau: resonan
Eris dan satelitnya Dysnomia
Piringan tersebar (scattered disc) berpotongan dengan sabuk Kuiper dan menyebar keluar jauh lebih luas. Daerah ini diduga merupakan sumber komet berperioda pendek. Objek piringan tersebar diduga terlempar ke orbit yang tidak menentu karena pengaruh gravitasi dari gerakan migrasi awal Neptunus. Kebanyakan objek piringan tersebar (scattered disc objects, atau SDO) memiliki perihelion di dalam sabuk Kuiper dan apehelion hampir sejauh 150 SA dari matahari. Orbit OPT juga memiliki inklinasi tinggi pada bidang ekliptika dan sering hampir bersudut siku-siku. Beberapa astronom menggolongkan piringan tersebar hanya sebagai bagian dari sabuk Kuiper dan menjuluki piringan tersebar sebagai "objek sabuk Kuiper tersebar" (scattered Kuiper belt objects).[60]
Eris
Eris (rata-rata 68 SA) adalah objek piringan tersebar terbesar sejauh ini dan menyebabkan mulainya debat tentang definisi planet, karena Eris hanya 5%lebih besar dari Pluto dan memiliki perkiraan diameter sekitar 2.400 km. Eris adalah planet kerdil terbesar yang diketahui dan memiliki satu satelit, Dysnomia.[61] Seperti Pluto, orbitnya memiliki eksentrisitas tinggi, dengan titik perihelion 38,2 SA (mirip jarak Pluto ke matahari) dan titik aphelion 97,6 SA dengan bidang ekliptika sangat membujur.

Daerah terjauh

Titik tempat Tata Surya berakhir dan ruang antar bintang mulai tidaklah persis terdefinisi. Batasan-batasan luar ini terbentuk dari dua gaya tekan yang terpisah: angin matahari dan gravitasi matahari. Batasan terjauh pengaruh angin matahari kira kira berjarak empat kali jarak Pluto dan matahari. Heliopause ini disebut sebagai titik permulaan medium antar bintang. Akan tetapi Bola Roche Matahari, jarak efektif pengaruh gravitasi matahari, diperkirakan mencakup sekitar seribu kali lebih jauh.

Heliopause


Heliopause dibagi menjadi dua bagian terpisah. Awan angin yang bergerak pada kecepatan 400 km/detik sampai menabrak plasma dari medium ruang antarbintang. Tabrakan ini terjadi pada benturan terminasi yang kira kira terletak di 80-100 SA dari matahari pada daerah lawan angin dan sekitar 200 SA dari matahari pada daerah searah jurusan angin. Kemudian angin melambat dramatis, memampat dan berubah menjadi kencang, membentuk struktur oval yang dikenal sebagai heliosheath, dengan kelakuan mirip seperti ekor komet, mengulur keluar sejauh 40 SA di bagian arah lawan angin dan berkali-kali lipat lebih jauh pada sebelah lainnya. Voyager 1 dan Voyager 2 dilaporkan telah menembus benturan terminasi ini dan memasuki heliosheath, pada jarak 94 dan 84 SA dari matahari. Batasan luar dari heliosfer, heliopause, adalah titik tempat angin matahari berhenti dan ruang antar bintang bermula.
Bentuk dari ujung luar heliosfer kemungkinan dipengaruhi dari dinamika fluida dari interaksi medium antar bintang dan juga medan magnet matahari yang mengarah di sebelah selatan (sehingga memberi bentuk tumpul pada hemisfer utara dengan jarak 9 SA, dan lebih jauh daripada hemisfer selatan. Selebih dari heliopause, pada jarak sekitar 230 SA, terdapat benturan busur, jaluran ombak plasma yang ditinggalkan matahari seiring edarannya berkeliling di Bima Sakti.
Sejauh ini belum ada kapal luar angkasa yang melewati heliopause, sehingga tidaklah mungkin mengetahui kondisi ruang antar bintang lokal dengan pasti. Diharapkan satelit NASA voyager akan menembus heliopause pada sekitar dekade yang akan datang dan mengirim kembali data tingkat radiasi dan angin matahari. Dalam pada itu, sebuah tim yang dibiayai NASA telah mengembangkan konsep "Vision Mission" yang akan khusus mengirimkan satelit penjajak ke heliosfer.

Awan Oort

Gambaran seorang artis tentang Awan Oort
Secara hipotesa, Awan Oort adalah sebuah massa berukuran raksasa yang terdiri dari bertrilyun-trilyun objek es, dipercaya merupakan sumber komet berperioda panjang. Awan ini menyelubungi matahari pada jarak sekitar 50.000 SA (sekitar 1 tahun cahaya) sampai sejauh 100.000 SA (1,87 tahun cahaya). Daerah ini dipercaya mengandung komet yang terlempar dari bagian dalam Tata Surya karena interaksi dengan planet-planet bagian luar. Objek Awan Oort bergerak sangat lambat dan bisa digoncangkan oleh situasi-situasi langka seperti tabrakan, effek gravitasi dari laluan bintang, atau gaya pasang galaksi, gaya pasang yang didorong Bima Sakti.[62][63]

Sedna

Foto teleskop Sedna
90377 Sedna (rata-rata 525,86 SA) adalah sebuah benda kemerahan mirip Pluto dengan orbit raksasa yang sangat eliptis, sekitar 76 SA pada perihelion dan 928 SA pada aphelion dan berjangka orbit 12.050 tahun. Mike Brown, penemu objek ini pada tahun 2003, menegaskan bahwa Sedna tidak merupakan bagian dari piringan tersebar ataupun sabuk Kuiper karena perihelionnya terlalu jauh dari pengaruh migrasi Neptunus. Dia dan beberapa astronom lainnya berpendapat bahwa Sedna adalah objek pertama dari sebuah kelompok baru, yang mungkin juga mencakup 2000 CR105. Sebuah benda bertitik perihelion pada 45 SA, aphelion pada 415 SA, dan berjangka orbit 3.420 tahun. Brown menjuluki kelompok ini "Awan Oort bagian dalam", karena mungkin terbentuk melalui proses yang mirip, meski jauh lebih dekat ke matahari. Kemungkinan besar Sedna adalah sebuah planet kerdil, meski bentuk kebulatannya masih harus ditentukan dengan pasti.

Batasan-batasan

Lihat pula: Planet X
Banyak hal dari Tata Surya kita yang masih belum diketahui. Medan gravitasi matahari diperkirakan mendominasi gaya gravitasi bintang-bintang sekeliling sejauh dua tahun cahaya (125.000 SA). Perkiraan bawah radius Awan Oort, di sisi lain, tidak lebih besar dari 50.000 SA.[64] Sekalipun Sedna telah ditemukan, daerah antara Sabuk Kuiper dan Awan Oort, sebuah daerah yang memiliki radius puluhan ribu SA, bisa dikatakan belum dipetakan. Selain itu, juga ada studi yang sedang berjalan, yang mempelajari daerah antara Merkurius dan matahari.[65] Objek-objek baru mungkin masih akan ditemukan di daerah yang belum dipetakan.

Dimensi

Perbandingan beberapa ukuran penting planet-planet:
Karakteristik
Jarak orbit (juta km) (SA)
57,91 (0,39)
108,21 (0,72)
149,60 (1,00)
227,94 (1,52)
778,41 (5,20)
1.426,72 (9,54)
2.870,97 (19,19)
4.498,25 (30,07)
Waktu edaran (tahun)
0,24 (88 hari)
0,62 (224 hari)
1,00
1,88
11,86
29,45
84,02
164,79
Jangka rotasi
58,65 hari
243,02 hari
23 jam 56 menit
24 jam 37 menit
9 jam 55 menit
10 jam 47 menit
17 jam 14 menit
16 jam 7 menit
Eksentrisitas edaran
0,206
0,007
0,017
0,093
0,048
0,054
0,047
0,009
7,00
3,39
0,00
1,85
1,31
2,48
0,77
1,77
Sudut inklinasi ekuator terhadap orbit (°)
0,00
177,36
23,45
25,19
3,12
26,73
97,86
29,58
Diameter ekuator (km)
4.879
12.104
12.756
6.805
142.984
120.536
51.118
49.528
Massa (dibanding Bumi)
0,06
0,81
1,00
0,15
317,8
95,2
14,5
17,1
Kepadatan menengah (g/cm³)
5,43
5,24
5,52
3,93
1,33
0,69
1,27
1,64
Suhu permukaan
min.
menengah
maks.

-173 °C
+167 °C
+427 °C

+437 °C
+464 °C
+497 °C

-89 °C
+15 °C
+58 °C

-133 °C
-55 °C
+27 °C


-108 °C


-139 °C


-197 °C


-201 °C

Konteks galaksi

Lokasi Tata Surya di dalam galaksi Bima Sakti
Lukisan artis dari Gelembung Lokal
Tata Surya terletak di galaksi Bima Sakti, sebuah galaksi spiral yang berdiameter sekitar 100.000 tahun cahaya dan memiliki sekitar 200 milyar bintang.[66] Matahari berlokasi di salah satu lengan spiral galaksi yang disebut Lengan Orion.[67] Letak Matahari berjarak antara 25.000 dan 28.000 tahun cahaya dari pusat galaksi, dengan kecepatan orbit mengelilingi pusat galaksi sekitar 2.200 kilometer per detik.
Setiap revolusinya berjangka 225-250 juta tahun. Waktu revolusi ini dikenal sebagai tahun galaksi Tata Surya.[68] Apex matahari, arah jalur matahari di ruang semesta, dekat letaknya dengan konstelasi Herkules terarah pada posisi akhir bintang Vega.[69]
Lokasi Tata Surya di dalam galaksi berperan penting dalam evolusi kehidupan di Bumi. Bentuk orbit bumi adalah mirip lingkaran dengan kecepatan hampir sama dengan lengan spiral galaksi, karenanya bumi sangat jarang menerobos jalur lengan. Lengan spiral galaksi memiliki konsentrasi supernova tinggi yang berpotensi bahaya sangat besar terhadap kehidupan di Bumi. Situasi ini memberi Bumi jangka stabilitas yang panjang yang memungkinkan evolusi kehidupan.[70]
Tata Surya terletak jauh dari daerah padat bintang di pusat galaksi. Di daerah pusat, tarikan gravitasi bintang-bintang yang berdekatan bisa menggoyang benda-benda di Awan Oort dan menembakan komet-komet ke bagian dalam Tata Surya. Ini bisa menghasilkan potensi tabrakan yang merusak kehidupan di Bumi.
Intensitas radiasi dari pusat galaksi juga memengaruhi perkembangan bentuk hidup tingkat tinggi. Walaupun demikian, para ilmuwan berhipotesa bahwa pada lokasi Tata Surya sekarang ini supernova telah memengaruhi kehidupan di Bumi pada 35.000 tahun terakhir dengan melemparkan pecahan-pecahan inti bintang ke arah matahari dalam bentuk debu radiasi atau bahan yang lebih besar lainnya, seperti berbagai benda mirip komet.[71]

Daerah lingkungan sekitar

Lingkungan galaksi terdekat dari Tata Surya adalah sesuatu yang dinamai Awan Antarbintang Lokal (Local Interstellar Cloud, atau Local Fluff), yaitu wilayah berawan tebal yang dikenal dengan nama Gelembung Lokal (Local Bubble), yang terletak di tengah-tengah wilayah yang jarang. Gelembung Lokal ini berbentuk rongga mirip jam pasir yang terdapat pada medium antarbintang, dan berukuran sekitar 300 tahun cahaya. Gelembung ini penuh ditebari plasma bersuhu tinggi yang mungkin berasal dari beberapa supernova yang belum lama terjadi.[72]
Di dalam jarak sepuluh tahun cahaya (95 triliun km) dari matahari, jumlah bintang relatif sedikit. Bintang yang terdekat adalah sistem kembar tiga Alpha Centauri, yang berjarak 4,4 tahun cahaya. Alpha Centauri A dan B merupakan bintang ganda mirip dengan matahari, sedangkan Centauri C adalah kerdil merah (disebut juga Proxima Centauri) yang mengedari kembaran ganda pertama pada jarak 0,2 tahun cahaya.
Bintang-bintang terdekat berikutnya adalah sebuah kerdil merah yang dinamai Bintang Barnard (5,9 tahun cahaya), Wolf 359 (7,8 tahun cahaya) dan Lalande 21185 (8,3 tahun cahaya). Bintang terbesar dalam jarak sepuluh tahun cahaya adalah Sirius, sebuah bintang cemerlang dikategori 'urutan utama' kira-kira bermassa dua kali massa matahari, dan dikelilingi oleh sebuah kerdil putih bernama Sirius B. Keduanya berjarak 8,6 tahun cahaya. Sisa sistem selebihnya yang terletak di dalam jarak 10 tahun cahaya adalah sistem bintang ganda kerdil merah Luyten 726-8 (8,7 tahun cahaya) dan sebuah kerdial merah bernama Ross 154 (9,7 tahun cahaya).[73]
Bintang tunggal terdekat yang mirip matahari adalah Tau Ceti, yang terletak 11,9 tahun cahaya. Bintang ini kira-kira berukuran 80% berat matahari, tetapi kecemerlangannya (luminositas) hanya 60%.[74] Planet luar Tata Surya terdekat dari matahari, yang diketahui sejauh ini adalah di bintang Epsilon Eridani, sebuah bintang yang sedikit lebih pudar dan lebih merah dibandingkan mathari. Letaknya sekitar 10,5 tahun cahaya. Planet bintang ini yang sudah dipastikan, bernama Epsilon Eridani b, kurang lebih berukuran 1,5 kali massa Yupiter dan mengelilingi induk bintangnya dengan jarak 6,9 tahun cahaya.[75]