Kegiatan Penelitian dan Pengamatan Bulan
dalam Penentuan Awal Bulan Ramadan 1442H (2021 M)

Oleh Tim Planetarium dan Observatorium
UP Pusat Kesenian Jakarta TIM – Dinas Kebudayaan Provinsi DKI Jakarta

Disarikan oleh Widya Sawitar

 Topik penentuan awal bulan Hijriah terasa berulang muncul ke permukaan, minimal menyangkut Ramadan, Syawal, dan Zulhijah. Hal ini terasa sejak tahun 1984 dan sangat terasa pada 2 dekade terakhir di mana masyarakat senantiasa bertanya akan adanya perbedaan dalam sebuah ketetapan yang dibangun utamanya pada ranah religi. Walau senantiasa ada penjabaran dan penjelasannya, topik seperti ini tidak lekang oleh waktu, penuh dinamika, baik aspek yang sama maupun adanya perbedaan ketetapan. Kadang gaduh walau dalam konteks harapan yang positif. Di sini disajikan kembali tinjauan yang sama untuk perhitungan kalender Hijriah tahun 1442H (2021M), khususnya penentuan awal Ramadan. Banyak topik disaji-ulangkan kembali dalam hal latar belakang dan yang terkait. Materi ini sudah dipaparkan pada penentuan Ramadan 1440H dan 1441H (tahun 2019 dan 2020). Sekedar mengingatkan kita kembali.
Seperti yang terjadi sebelumnya bahwa salah satu dari sekian banyak aplikasi langsung dari bidang ilmu Astronomi di kalangan masyarakat terwujud dalam bentuk penentuan waktu yang terkait erat dengan waktu ibadah keagamaan. Bagaimanapun, ibadah seperti ini banyak yang berpedoman pada kalender berbasis Bulan (atau kombinasi antara Matahari dan Bulan, yaitu sistem luni-solar). Memang secara faktual yang tampak adalah pada umat Muslim yang berpedoman pada kalender Hijriah.

FENOMENA HARI TANPA BAYANGAN DI JAKARTA

Kamis, 4 Maret 2021

Oleh

Widya Sawitar

Hari Jakarta tanpa bayangan adalah hari di mana saat tengah hari di Jakarta, seluruh bayangan benda tegak akan hilang karena berimpit dengan titik tumpuan bendanya. Fenomena ini terjadi karena posisi Matahari saat itu tepat berada di Titik Zenith kota Jakarta. Seluruh bayangan benda tegak akan mengarah ke pusat Bumi atau ke Titik Nadir Jakarta.

Mengapa Hari Tanpa Bayangan Dapat Terjadi di Titik Zenith Kota Jakarta?

Hari tanpa bayangan hanya dapat terjadi di daerah tropik antara lintang 23½° LU (sebut sebagai garis Balik Utara) sampai dengan 23½° LS (sebut sebagai Garis Balik Selatan), karena daerah peredaran lingkaran gerak semu harian Matahari bolak-balik antara kedua garis balik ini dengan periode setahun penuh (Lihat Gambar 1).

Oleh karena kota Jakarta berada  di daerah tropik, maka akan mengalami  2 kali hari tanpa bayangan dalam setahun. Pertama, saat Matahari melintasi Titik Zenith kota Jakarta menuju Khatulistiwa, yaitu pada tanggal 4 Maret tahun 2021 dan yang kedua tanggal 9 Oktober 2021 saat Matahari meninggalkan Khatulistiwa menuju Garis Balik Selatan. Tanggal berlangsungnya fenomena ini dari tahun ke tahun relatif tetap. Seandainya ada pergeseran, hanya dalam kisaran 1 hari saja (Lihat Tabel 1).

Secara astronomis, fenomena ini terjadi saat deklinasi Matahari nilainya sama atau berdekatan dengan lintang pengamat Jakarta. Lintang Jakarta berada di kisaran 6° 11’ S. Matahari tepat di Titik Zenith Jakarta pada tanggal 4 Maret 2021 pukul 12:04:22 WIB dan pada tanggal 9 Oktober 2021 pukul 11:39:56 WIB.

STRUKTUR JAGAD RAYA

DAN

TAHAPAN KELAHIRANNYA

Widya Sawitar

“Lumaksana sekar sarkara ‘mrih, pininta maya-maya ‘nggeng ulah, kang minangka pituture,
duk masih awang uwung, ru-rung ana bumi langit, nanging Sang Hyang Wisesa,
kang kocap rumuhun, meneng samadyaning jagad, datan arsa mosik jroning tyas maladi,
ening aneges karsa.”
(Manikmaya, Mulyono, 1989, p.181)

Gambar 1 El Gordo
Citra teleskop Hubble dari gugus galaksi paling masif yang pernah ada ketika alam semesta masih berumur setengah dari yang kini diketahui pada kisaran 13,8 miliar tahun.
Gugus ACT-CL J0102-4915 mengandung ratusan galaksi dengan taksiran massa 3 juta miliar kali Matahari (sekitar 3.000 kali massa Bima Sakti) walaupun sejatinya sebagian besar massa tersembunyi sebagai materi gelap (dark matter). Lokasi materi gelap dipetakan di kawasan berwarna biru layaknya kabut. Karena materi gelap tidak memancarkan radiasi apa pun, para astronom Hubble mengukur bagaimana gravitasinya membelokkan citra galaksi latar belakang yang jauh (gravitational lensing).
Fenomena ini membantu para ahli untuk memperkirakan jumlah massa gugus ini.
Julukannya El Gordo (Spanyol: gemuk) tatkala pengamatan sinar-X dan studi kinematik pertama kali menunjukkan bahwa gugus ini luar biasa masif untuk rentang usianya. Juga diketahui bahwa gugus ini sedang mengalami proses penggabungan dengan dua gugus yang lebih kecil didekatnya.
Tanggal rilis: 3 April 2014
Credit: NASA, ESA, and J. Jee (University of California, Davis).
[and J. Hughes (Rutgers University), F. Menanteau (Rutgers University and University of Illinois, Urbana-Champaign), C. Sifon (Leiden Observatory), R. Mandelbum (Carnegie Mellon University), L. Barrientos (Universidad Catolica de Chile), and K. Ng (University of California, Davis)]

Alam Perbintangan 

Sejarah penelusuran perbintangan terus berlangsung sampai saatnya diketahui bahwa bintang gemintang yang selama ini dapat terlihat tampak jauh lebih banyak sejak era Galileo. Pada tahun 1650, Riccioli (Itali) melihat dengan teleskop ke bintang Mizar (Zeta Ursae Majoris) di rasi bintang Biduk atau Gayung Besar (bagian dari Ursa Major atau Beruang Besar). Didapati bahwa Mizar adalah bintang ganda. Awalnya dianggap efek visual sampai Herschell, sang penemu Uranus menelitinya dan akhirnya keberadaan pasangan bintang layaknya pasangan Bumi-Bulan diakui keberadaannya. Kini diketahui bahwa Mizar adalah sistem bintang berempat dan nyatanya sebagian besar bintang adalah bintang ganda atau bahkan bintang majemuk. Selain bintang ganda/majemuk, ternyata banyak dijumpai kelompok bintang yang disebut gugus bintang. Anggotanya ratusan bahkan ratusan ribu buah. Ada yang relatif teratur (globular cluster; gugus bola), ada yang tidak teratur (open cluster; galactic cluster; gugus terbuka; gugus galaktik).

Gambar 2 Gugus Bola NGC 1846.
Gugus bola ini terdiri dari ratusan ribu bintang berlokasi di halo galaksi Awan Magellan Besar berjarak kisaran 160.000 tc ke arah rasi bintang Dorado. Kebanyakan anggotanya berusia menengah, beberapa dalam rentang miliar tahun. Dalam citra juga terekam keberadaan extra galaksi nun jauh di latar belakangnya. Ada yang cukup menyita perhatian, yaitu adanya nokhtah biru cemerlang di area bawah-tengah yang sempat dikategorikan sebagai “planetary nebula”.
Masih belum dipastikan apakah objek ini anggota gugus, atau sekedar segaris pandang saja.
Penelitian awal bahwa objek ini memang anggota gugus.
Citra ini dihasilkan dengan menggunakan Advanced Camera for Surveys pada bulan Januari 2006.
Credit: NASA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Acknowledgment: P. Goudfrooij (STScI)

Gambar 3 Gugus Terbuka Lintang Kartika (M45 atau Pleiades)
Courtesy: Bill and Sally Fletcher

Adapun ruang di antara bintang gemintang bukan ruang kosong, melainkan sering didapati materi gas dan debu (nebula) yang disebut materi antar bintang. Salah satu yang populer adalah Nebula Orion (sebagian area Orion di Indonesia disebut Lintang Waluku yang dipakai untuk pedoman musim). Materi antar bintang di Orion pertama diketahui dan disebut nebula oleh Claude Fabri dari Peiresc tahun 1659. Kini di daerah ini telah banyak dijumpai calon bintang, bahkan diduga akan membentuk sistem keplanetan¹.

Gambar 4 Rasi Bintang Orion (Lintang Waluku)
Astrofotografer: Sarah Fauziah, Pengolah Citra: Dmirza P. Al Amamu (Planetarium Jakarta)

dan Nebula Orion
Astrofotografer dan Pengolah Citra: Ronny Syamara (Planetarium Jakarta)

Keterkaitan antara materi antar bintang dan bintang sangat erat. Berbasis evolusi bintang, bahwa bintang terbentuk dari adanya materi tersebut. Dengan berhasilnya membentuk kesatuan materi yang diikuti proses terjadinya rangkaian reaksi nuklir serta penghamburan energinya, lahirlah bintang sejati. Namun, bila bahan bakar nuklir kurang tersedia, gagallah dia menjadi bintang. Dapat menjadi bintang katai coklat, seperti yang diduga terhadap Jupiter. Atau dapat menjadi bintang katai merah. Ada dugaan bintang seperti ini sangat berlimpah di alam semesta. Massanya hanya 10% kali Matahari, sementara kecerlangannya sekitar 60 ribu kali lebih redup.

SUPERNOVA

BAGIAN 3

SUPERNOVA TIPE II

oleh

Widya Sawitar

Supernovae are nature’s grandest explosions and an astrophysical laboratory
in which unique conditions exist that are not achievable on Earth.
They are also the furnaces in which most of the elements heavier than carbon have been forged.
Scientists have argued for decades about the physical mechanism
responsible for these explosions. It is clear that the ultimate energi source is gravity,
but the relative roles of neutrinos, fluid instabilities, rotation and magnetic fields
continue to be debated.
(Stan Woosley dan Thomas Janka, 2005, Nature Physics, Volume 1, Issue 3, p.147-154)
( https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2005NatPh...1..147W/abstract )
( https://arxiv.org/abs/astro-ph/0601261 )

Gambar 1 Nebula Kepiting (Visual)
Sebaran materi hasil SN1054 dengan bentangan 6 tc berhasil dipotret dengan teleskop Hubble.
Warna jingga menunjukkan unsur hidrogen. Bagian pusat berwarna biru-putih cemerlang adalah lokasi ditemukannya pulsar. Sementara biru di bagian luar adalah petunjuk unsur oksigen netral, warna hijau adalah sulfur terionisasi sekali, dan warna merah adalah oksigen terionisasi 2 kali.
Gambar ini adalah gabungan 24 foto dalam kurun waktu Oktober 1999, Januari dan Desember 2000.
Credit: NASA, ESA, J. Hester and A. Loll (Arizona State University)

Seperti yang telah dipaparkan pada artikel Supernova Bagian Pertama dan Supernova Bagian Kedua bahwa ide penulisan ini berawal dari jurnal berjudul Who Really Coined the Word Supernova? Who First Predicted Neutron Stars? karya Osterbrock, D. E. (2001AAS...199.1501O) di mana jawaban untuk kedua pertanyaan tersebut adalah Wilhhelm Heinrich Walter Baade dan Fritz Zwicky. Juga dibahas adanya klasifikasi supernova yang masih terus berkembang dengan adanya penemuan demi penemuan. Juga kesulitan yang nyata dijumpai seperti pada keunikan supernova yang ditemukan astronom amatir, F. Garcia (28 Maret 1993 di M81 / NGC 3031) di mana karakter pada 2 minggu pertama setelah ledakan sesuai SNII. Namun, setelahnya mirip SNIb.

Bahasan kali ini lebih pada ilustrasi ragam klasifikasi terkait supernova tipe dua (SNII). Beberapa diuraikan sedikit teknis matematis, mungkin ada yang berminat untuk menganalisisnya. Sebut sebagai gambaran untuk menganalisis parameter terkait.

OPHIUCHUS

SANG PENAKLUK ULAR

(Bagian Kedua)

Widya Sawitar

“ … Recent studies using the latest X-ray and infrared observations reveal
more than 300 young stellar objects within the large central cloud.
Their median age is only 300,000 years, very young compared to some of the universe's oldest stars, which are more than 12 billion years old … ”
( nasa.gov/spitzer/multimedia )

Gambar 1 Rho Ophiuchi Cloud Complex
Hasil bidikan dari NASA’s Wide-field Infrared Explorer atau WISE.
Lokasinya sedikit di atas jalur putih Bima Sakti, di perbatasan dengan Scorpius
yang merupakan lokasi pembentukan bintang yang terletak relatif dekat dengan kita
sehingga, layaknya Nebula Orion, maka daerah ini menjadi objek yang banyak dipelajari secara detail.

Nebula yang berwarna putih adalah akibat proses pemanasan dari bintang didekatnya,
menghasilkan apa yang disebut sebagai nebula emisi.
Yang berwarna merah terang di kanan bawah adalah cahaya dari bintang ditengahnya, Sigma Scorpii,
sebagai dampak kehadiran debu yang menyelimutinya
dan menghasilkan objek yang biasa disebut sebagai nebula refleksi.
Lokasi yang gelap yang tersebar di seluruh area gambar adalah wilayah yang penuh dengan gas dingin yang kerapatannya besar sehingga menghalangi cahaya latar belakang
dan hal ini menghasilkan apa yang disebut sebagai nebula absorpsi atau dark nebulae.
Dengan panjang gelombang merah yang panjang, daerah ini relatif terkuak walau karena padatnya debu menjadi relatif sulit untuk melihat ke kedalamannya.
Sementara itu, bintik-bintik berwarna merah muda merupakan bintang-bintang yang baru lahir
di mana sebagiannya masih berselimutkan nebula pembentukannya.
Apabila diamati dengan detektor berbasis cahaya kasat mata,
maka bayi bintang ini tersembunyi dalam nebulanya.

Juga tampak adanya bintang-bintang yang tergolong sangat tua yang terdapat di Bima Sakti
yang berlokasi dalam gugus bola,
yaitu M80 (bintik biru tua di kanan atas) dan NGC 6144 (bawah agak di tengah).
Selain itu terdapat galaksi PGC 090239 ( titik merah redup sebelah kanan nebula emisi, arah pukul 3). Adapun bintang Antares (tidak tampak) berada di kiri bawah
yang ditandai dengan adanya efek difraksi optik teleskop angkasa berupa 2 garis biru.
Credit: NASA/JPL-Caltech/WISE Team - WISE
( en.wikipedia.org/Rho Ophiuchi Cloud Complex )

Seperti yang telah dipaparkan pada Ophiuchus Bagian Pertama bahwa