MAKALAH IPBA POSISI BENDA LANGIT SIS
MAKALAH IPBA
POSISI BENDA LANGIT MELIPUTI SISTEM KOORDINAT
HORIZON, EKUATOR, DAN EKLIPTIKA SERTA GERAK BUMI
DILIHAT DARI TEMPAT BERBEDA
NAMA
:
Ayu Puspita Sari
Mirna
Otrya Wulandari
Turani
Wilindana Eka Tama
DOSEN PENGASUH
:
Dr. Syuhendri, M.Pd
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
JURUSAN PENDIDIKAN MIPA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SRIWIJAYA
2016
BAB I
PENDAHULUAN
Latar Belakang Masalah
Ilmu pengetahuan bumi dan antariksa merupakan ilmu yang mempelajari alam semesta
dalam cakupan tata surya dan lapisan-lapisan bumi seperti litosfer, hidrosfer, atmosfer dan ruang
angkasa di luar atmosfer bumi yang disebut antariksa. Mulai dari pusat bumi sampai puncak
atmosfer atau rumbai-rumbai bumi (fringe of the earth).Pengetahuan tentang luar angkasa atau
antariksa telah menjadi perdebatan sejak lama, rasa ingin tahu dan penasaran manusia
mendorong mereka untuk terus melakukan penelitian tentang segala sesuatu yang belum mereka
temui atau belum terpecahkan khususnya yang berkaitan dengan antariksa, karena begitu luasnya
kajian tentang alam semesta yang belum diketahui batasnya. Namun, sampai saat ini belum ada
seorang manusia pun yang dapat menembus langit tersebut dan pengetahuan manusia hanya
sebatas di langit pertama yang juga belum diketahui batasnya.
Berbagai pendapat dan hipotesis bermunculan dengan tujuan memberikan informasi
paling mutakhir dan valid. Keingintahuan ini terlihat dari orang-orang Yunani kuno yang
mempelajari astronomi, namun terkadang juga digunakan untuk keperluan astrologi karena
keterbatasan pengetahuan. Ilmu astronomi khususnya pada penentuan posisi bintang sudah sejak
lama digunakan sebagai navigasi oleh nenek moyang manusia untuk berbagai keperluan seperti
peramalan musim dan pelayaran berdasarkan tata letak bintang di langit. Seiring terus
berkembangnya pengetahuan manusia tentang astronomi dengan berbagai metode mulai dari
pengamatan sederhana dengan perhitungan-perhitungan tertentu hingga dibuatlah observatorium
untuk mengamati bintang dan benda-benda langit lainnya.
Untuk menyatakan letak suatu benda langit diperlukan suatu tata koordinat yang dapat
menyatakan secara pasti kedudukan benda langit tersebut. Tata koordinat tersebut dikenal
sebagai tata koordinat langit. Tiap-tiap tata koordinat tentunya memiliki cara penggunaan sistem
yang berbeda serta terdapatnya berbagai macam keuntungan dan kelemahan dalam penggunaan
sistem tersebut. Dengan demikian penggunaan suatu sistem koordinat bergantung pada hasil
yang kita inginkan, apakah hasil yang didapat ingin digunakan untuk waktu sesaat atau untuk
waktu yang lama dan dapat dipakai secara universal. Dengan tata koordinat bola langit, kita
dapat menentukan posisi benda langit salah satunya adalah bintang. Dalam penulisan kali ini
kelompok penulis akan membahas tentang tata koordinat bola langit untuk menentukan posisi
bintang, berdasarkan titik pengamatan pada koordinat tertentu.
BAB II
PEMBAHASAN
Tata Koordinat Bola Langit Dalam Menentukan Posisi Benda Langit
Posisi suatu objek di langit dapat didefinisikan sebagai posisi benda pada koordinat bola (system
koordinat bola langit).
Koordinat pada muka Bumi
Koordinat di langit
Penentuan tempat – tempat di langit
a) Kutub utara langit
Karena dibumi itu tidak ada titik yang kekal tempatnya terhadap bola langit, atau hanya bintang
– bintang sejati saja yang tak berpindah – pindah tempatnya, maka diambilah suatu titik dekat
bintang polaris dari rasi bintang Ursa minor, yang hampir – hampir tidak mengikuti perputaran
sehari – hari bintang sejati lainnya, untuk ditetapkan sebagai titik pangkal. Peredarn semu ini
disebabkan oleh rotasi bumi pada porosnya. Dan titik yang tak ikut berputar ini disebut kutub
utara langit
b) Kutub selatan langit
Adalah titik yang dapat dicari dengan rasi bintang layang – layang bintang Zuiderkruis, orang
Jawa menyebutnya dengan nama bintang Gubug Penceng.
c) Sumbu Bumi
Garis khayal yang menghubungkan kedua kutub disebut sumbu langit dan nampaknya seluruh
bola langit dengan bintang – bintangnya dan matahari berputar dari timur ke barat karena rotasi
bumi, dari barat ketimur (sebaliknya).
d) Khatulistiwa langit
Untuk menentukan letak suatu bintang sebelah utara atau selatan (deklinasi), ditarik lingkaran
(tegak lurus) pada sumbu langit yang disebut khatulistiwa langit yang membagi dua sama besar
bola langit belahan selatan dengan layang – layang dan belakang utara dengan bintang polaris
tadi.
e) Absis dan Ordinat
1. Ordinat
Untuk mengetahui letak suatu titik, begitu pula sesuatu bintang harus diketahui absis dan
ordinatnya ordinat bintang disebut deklinasi utara, dihitung dari 0 0 – 900 utara (positif) diatas
bidang khatulistiwa langit 00 - 900 selatan (negatif). Jadi titik ordinat itu terletak deklinasi yang
sejajar dengan khatulistiwa langit.
2. Absis
Ordinat saja tidak dapat menentukan letak bintang, karena bintang – bintang yang berdeklinasi
200 utara itu misalnya, tak terhitung banyaknya, ialah tiap titik disepanjang lingkaran deklinasi
200 utara.
Koordinat panjang dan lebar geografi
Koordina ini berguna untuk menentukan kota tempat di bumi, digunakan panjang geografi
(absis) dan geografi (ordinat).
a) Garis-garis lintang
Garis – garis (lingkaran) yang melintang dari barat ke timur disebut garis lingkaran lintang. Garis
(lingkaran) besar pada bola bumi membagi dua bagian sama besar dan bidangnya melalui pusat
bumi tegak lurus pada sumbu bumi disebut equator / Khatulistiwa . Khatulistiwa membagi bumi
kedalam dua belahan yang besar yaitu belahan bumi bagian utara dan belahan bumi bagian
selatan.
b) Garis-garis bujur
Disamping lingkaran lintang tersebut melukiskan lingkaran yang membujur dari kutub utara
kekutub selatan. Lingkaran bujur atau Lingkaran Meridian. Lingkaran – lingkaran bujur ini
merupakan lingkaran – lingkaran yang bentuknya separuh dari lingkaran bujur dapat juga disebut
garis Meridian atau garis Bujur. Maka dari itu disebut pula meridian Greenwich. Meridian dapat
dibagi atas dua bagian :
(1) Dari 0 0 sampai 1800 ke arah timur meridian/ Bujur Timur (B.T)
(2) Dari 0 0 sampai 1800 ke arah barat meridian / Bujur Barat (B.B)
c) Panjang geografi
Panjang gegrafi adalah busur khatulistiwa di hitung dari 00 sampai 1800, disebut juga garis Bujur,
dan digunakan untuk menentukan letak kota/ tempat di sebelah barat atau disebelah timur.
d) Lebar geografi
Lebar geografi adalah garis lingkaran bumi yang sejajar dengan khatulistiwa, yang dihitung dari
00 di khatulistiwa sampai 900 dikutub bumi; juga disebut garis lintang, dan digunakan untuk
menentukan letak kota.
e) Bukti lebar geografi sama dengan tinggi kutub
Bukti Lebar Geografi sama dengan tinggi kutub artinya, jika kutub langit diketahui, maka lebar
geografi atau lintang kota dapat diketahui. Sedangkan Tinggi Kutub merupakan busur dari
lengkung langit dihitung dari 00 sampai 900 , mulai dari kutub sampai horison.
f) Penggunaan
Dalil “Lebar geografi = tinggi kutub ” ini digunakan para pelaut penjelajah untuk mengetahui
dimana atau pada lintang mana ia berada. Misalnya berada di tengah – tengah laut atau padang
pasir ini hanya dapat berlaku di belahan bumi utara saja dengan bintang polaris yang nampak,
sedangkan dibelahan selatan harus digunakan bintang Alfa Centauri (α).
g) Lintang tengah dan meridian tengah
Suatu daerah atau negara dapat ditentukan paralel tengah / lintang tengahnya dan merdian tengah
/ bujur tengahnya.
Koordinat yang diperlukan untuk menggambarkan posisi suatu benda langit disebut
koordinat bola langit. Untuk menyatakan letak suatu benda langit diperlukan suatu tata koordinat
yang dapat menyatakan secara pasti kedudukan benda langit tersebut. Tata koordinat tersebut
terdiri dari tata koordinat horison, tata koordinat ekuator, tata koordinat ekliptika dan tata
koordinat galaktik. Namun dalam pembahasan kali ini akan diperkenalkan tata koordinat horison
dan tata koordinat ekuator, karena tata koordinat inilah yang paling sering digunakan dalam
astronomi.
Tiap-tiap tata koordinat tentunya memiliki cara penggunaan sistem yang berbeda serta
terdapatnya berbagai macam keuntungan dan kelemahan dalam penggunaan sistem tersebut.
Dengan demikian penggunaan suatu sistem koordinat bergantung pada hasil yang kita inginkan,
apakah hasil yang didapat ingin digunakan untuk waktu sesaat atau untuk waktu yang lama dan
dapat dipakai secara universal.
Koordinat langit diterjemahkan sebagai nilai dalam suatu tatanan referensi yang
dipergunakan untuk menentukan kedudukan benda langit dalam bola langit. Sedangkan bola
langit adalah sebuah bola dengan jari-jari tak terhingga dan berpusat di pusat bumi, dari bumi
semua benda langit diproyeksikan ke bola langit. Ia adalah lingkaran khayal yang merupakan
batas pandangan mata pengamat ke angkasa tempat benda-benda langit yang seolah-olah
menempel pada langi. Sedangkan dalam keterangan lain disebutkan bahwa bola langit adalah
ruangan yang maha luas yang berbentuk bola yang dapat kita lihat sehari-hari tempat matahari,
bulan, dan bintang-bintang bergeser setiap saat. Bintang-bintang itu dilihat seolah-olah berserak
disebuah kulit bola sebelah dalam, walaupun letak sesungguhnya sangat berjauhan.
Untuk menyatakan letak suatu benda langit diperlukan suatu tata koordinat yang dapat
menyatakan secara pasti kedudukan benda langit tersebut.
Dalam menentukan posisi benda langit tentunya kita harus menentukan terlebih dahulu tempat
atau benda yang akan menjadi acuan dalam pengamatan sehingga, kita dapat dengan mudah dala
menentukan posisi benda yang akan diteliti. Tentunya dari ketiga jenis koordinar bola langit yang
akan dijelaskan untuk titik acuan di tentukan oleh pengamat itu sendiri, artinya tergantung posisi
sipengamat itu sendiri berada di daerah mana dan disebelah mana.
Berikut ini akan dijelaskan macam-macam tata koordinat bola langit.
A. Sistem Koordinat Horizon (Alt-Azimuth)
UTSB: Bidang horizon
UZS : Meridian langit
BZT : Ekuator langit
Sistem koordinat horizon ini adalah sistem koordinat yang paling sederhana dan paling
mudah dipahami. Tetapi sistem koordinat ini sangat terbatas, yaitu hanya dapat menyatakan
posisi benda langit pada satu saat tertentu, untuk saat yang berbeda sistem koordinat ini tidak
dapat memberikan hubungan yang mudah dengan posisi benda langit sebelumnya. Karena itu
menyatakan saat benda langit pada posisi itu sangat diperlukan dan sistem koordinat lain
diperlukan agar dapat memberikan hubungan dengan posisi sebelum dan sesudahnya.
Pada tata koordinat horizon, letak bintang ditentukan hanya berdasarkan pandangan
pengamat saja. Tata koordinat horizon tidak dapat menggambarkan lintasan peredaran semu
bintang, dan letak bintang selalu berubah sejalan dengan waktu. Namun, tata koordinat horizon
penting dalam hal pengukuran adsorbsi cahaya bintang.
Bola langit dapat dibagi menjadi dua bagian sama besar oleh satu bidang yang melalui
pusat bola itu, menjadi bagian atas dan bagian bawah. Bidang itu adalah bidang horisontal yang
membentuk lingkaran horizon pada permukaan bola, dan bagian atas adalah letak benda-benda
langit yang tampak, dan bagian bawahnya adalah letak dari benda-benda langit yang tidak
terlihat saat itu.
Horizon adalah batas pemandangan atau kaki langit, merupakan pertemuan antara kaki
langit dan permukaan bumi, garis ini membentuk lingkaran dengan titik pusat dimana kita
berdiri, sebagian bola langit berada di atas dan sebagian lagi ada dibawah horizon, sehingga
dapat kita bayangkan bola langit yang besar dengan bumi dengan sebagai pusatnya (seperti pada
gambar di atas). Untuk memudahkan horizon dibagi atas 3 jenis berdasarkan pandangan kita
terhadap pandangan kita antara langit dan bumi.
1. Horizon Kodrat (alam)
Apabila kita berdiri disebuah tanah yang luas dan datar atau ditengah samudra/laut, kita
melihat seolah-olah kubah langit bertemu dengan permukaan bumi. Perpotongan lengkung langit
dengan bidang datar ini disebut horizon kodrat. Horizon Kodrat akan berubah sesuai dengan
kedudukan dari si pengamat. Makin tinggi tempat si pengamat maka makin rendah horizon
kodrat.
2. Horizon Astronomi
Untuk menentukan letak benda-benda dilangit maka kita harus menggunakan bidang
datar yang tidak brubah-ubah dan tidak tergantung kepada sipengamat. Horizon astronomi adalah
tempat bidang yang datar yang dibuat dari mata si pengamat sampai menyentuh lengkung langit.
3. Horizon Sejati
Horizon sejati adalah bidang datar yang ditarik memotong melalui titik pusat bumi dan
memotong garis vertikal tegak lurus (90').
Di samping ke-3 tersebut diatas kita mengenal titik Zenit yang ada tepat diatas kita
(tempat berdiri) dan titik yang berada dibawah kaki kita terus menembus bola langit yang berada
dibawah disebut nadir, titik nadir dan zenith dihubungkan dengan garis lurus melalui tempat kita
berdiri dan tentu saja melalui pusat bumi.
Zenith adalah titik yang berada di bola langit tepat diatas sipengamat, jika kita buat garis
vertikal maka garis ini akan membentuk sudut 90' (tegak lurus) dengan horizon sejati.
Nadir adalah titik yang berada pada bola langit bawah, bila ditarik garis melalui
pengamat ketitik ini membentuk garis yang tegak lurus terhadap horizon sejati
Vertikal adalah garis atau bidang yang berdiri tegak lurus dengan garis atau bidang sejati.
Pada sistem koordinat horizon, letak bintang ditentukan hanya berdasarkan pandangan
pengamat saja. Sistem koordinat horizon tidak dapat menggambarkan lintasan peredaran semu
bintang, dan letak bintang selalu berubah sejalan dengan waktu. Namun, sistem koordinat
horizon penting dalam hal pengukuran adsorbsi cahaya bintang.
Sistem koordinat horizon memakai bidang horizon sebagai bidang dasar terhadap mana
posisi-posisi bintang–bintang ditentukan. Untuk menyatakan posisi-posisi bintang di bola langit
itu, maka sistem koordinat horizon menggunakan dua buah unsur, yaitu:
1. Tinggi bintang
2. Azimuth bintang
Ordinat-ordinat dalam tata koordinat horizon adalah:
1. Bujur suatu bintang dinyatakan dengan azimut (Az). Azimut umumnya diukur dari selatan ke
arah barat sampai pada proyeksi bintang itu di horizon, seperti pada gambar azimut bintang
adalak 220°. Namun ada pula azimut yang diukur dari Utara ke arah timur, oleh karena itu
sebaiknya Anda menuliskan keterangan tentang ketentuan mana yang Anda gunakan.
2. Lintang suatu bintang dinyatakan dengan tinggi bintang (a), yang diukur dari proyeksi bintang
di horizon ke arah bintang itu menuju ke zenit. Tinggi bintang diukur 0° – 90° jika arahnya ke
atas (menuju zenit) dan 0° – -90° jika arahnya ke bawah.
Letak bintang dinyatakan dalam (Az, a). Setelah menentukan letak bintang, lukislah
lingkaran almukantaratnya, yaitu lingkaran kecil yang dilalui bintang yang sejajar dengan
horizon (lingkaran PQRS).
Disetiap tempat di permukaan Bumi mempunyai lingkaran meridian yang berbeda-beda
tergantung bujur tempat itu (yang berbujur sama mempunyai lingkaran meridian yang sama).
Pada dasarnya garis Utara-Selatan adalah perpanjangan sumbu Bumi yang melalui kutub Utara
dan kutub Selatan. Titik Utara di Kutub Utara sering disebut Titik Utara Sejati (True North), dan
sebaliknya Titik Selatan Sejati (True South), yang mana letaknya berbeda dengan Kutub Utara
Magnetik dan Kutub Selatan Magnetik. Apabila dilihat dari zenith maka dengan putaran searah
jarum jam akan mendapatkan arah Utara, Timur, Selatan dan Barat dengan besar perbedaan
sudutnya sebesar 90o.
Dengan mengenal istilah tersebut akan memudahkan kita dalam memahami tata
koordinat horison dengan ordinatnya yaitu, Azimuth dan Tinggi (A,h). Tinggi benda langit dapat
digambarkan pada bola langit dengan membuat lingkaran besar yang melalui zenith, benda langit
itu dan tegak lurus pada horison (lingkaran vertikal), diukur dari horison dengan nilainya 0o-90o.
Untuk menyatakan Azimuth terdapat 2 versi:
Versi pertama menggunakan titik Selatan sebagai acuan.
Versi kedua yang dianut secara internasional, diantaranya dipakai pada astronomi dan
navigasi menggunakan titik Utara sebagai acuan, berupa busur UTSB. Kedua versi
tersebut menggunakan arah yang sama, yaitu jika dilihat dari zenith arahnya searah
perputaran jarum jam yang nilainya 0o-360o
Cara melukiskan koordinat bola langit, yakni :
1. Buat lingkaran dengan jari-jari tertentu
2. Buat garis tengah horizon dan vertical yang melalui pusat lingaran
3. Buatlah lingkaran besar horizontal yang melalui garis horizontal
4. Buatlah arah mata angin pada bidang horizontal.
Keuntungan dalam penggunaan sistem koordinat horison yaitu pada penggunaannya yang
praktis, sistem koordinat yang sederhana dan secara langsung dapat dibayangkan letak objek
pada bola langit. Namun tedapat juga beberapa kelemahan pada Sistem koordinat ini, yaitu pada
tempat yang berbeda maka horisonnya pun berbeda serta terpengaruh oleh waktu dan gerak
harian benda langit.
B. Sistem Koordinat Ekuator
Di bawah ini diberikan deskripsi istilah-istilah yang dipakai pada bola langit:
- Titik kardinal: empat titik utama arah kompas pada lingkaran horison, yaitu Utara, Timur,
Selatan dan Barat.
- Lingkaran kutub, lingkaran jam atau bujur langit: lingkaran besar melalui kutub-kutub
langit. Lingkaran ekliptika: lingkaran tempat kedudukan gerak semu tahunan Matahari.
Perpotongan bidang orbit Bumi (ekliptika) dengan bola langit.
- Kutub-kutub langit: titik-titik pada bola langit tempat bola langit berotasi. Perpotongan bola
langit dengan sumbu Bumi. Kutub langit di belahan langit Selatan disebut Kutub Langit
Selatan (KLS) dan di belahan langit Utara disebut Kutub Langit Utara (KLU).
Sistem koordinat ekuator adalah sistem koordinat langit yang paling sering digunakan.
Sistem koordinat ini merupakan sistem koordinat yang bersifat geosentrik. Mirip dengan sistem
koordinat geografi yang dinyatakan dalam bujur dan lintang, sistem koordinat ekuator
dinyatakan dalam asensio rekta dan deklinasi. Kedua sistem koordinat tersebut menggunakan
bidang fundamental yang sama, dan kutub-kutub yang sama. Ekuator langit sebenarnya adalah
perpotongan perpanjangan bidang ekuator Bumi pada bola langit, dan kutub-kutub langit
sebenarnya merupakan perpanjangan poros rotasi Bumi (yang melewati kutub-kutub Bumi) pada
bola langit.
Tata koordinat ekuator ini juga merupakan sistem koordinat yang paling penting dalam
astronomi. Letak bintang-bintang, nebula, galaksi dan lainnya umumnya dinyatakan dalam tata
koordinat ekuator. Pada tata koordinat ekuator, lintasan bintang di langit dapat ditentukan
dengan tepat karena faktor lintang geografis pengamat (φ) diperhitungkan, sehingga lintasan edar
bintang-bintang di langit (ekuator Bumi) dapat dikoreksi terhadap pengamat. Sebelum
menentukan letak bintang pada tata koordinat ekuator, sebaiknya kita mempelajari terlebih
dahulu sikap bola langit, yaitu posisi bola langit menurut pengamat pada lintang tertentu.
Sistem koordinat ini dapat menyatakan letak benda langit dalam skala waktu relatif
panjang. Sekalipun perubahan unsur-unsur koordinatnya relatif kecil terhadap waktu. Dalam
setiap pembahasan sistem koordinat benda langit, setiap benda langit selalu dipandang
terproyeksi pada suatu bidang bola khayal yang digambarkan sebagai bola langit. Bola yang
memuat bidang khayal tersebut disebut bola langit. Ukuran bola Bumi diabaikan terhadap bola
langit sehingga setiap pengamat di muka Bumi dianggap berada di pusat bola langit. Seperti
halnya pada pembahasan mengenai bola pada umumnya, setiap lingkaran pada bola langit yang
berpusat di pusat bola dan membagi bola menjadi dua bagian yang sama besar disebut lingkaran
besar, sedangkan lingkaran lainnya disebut lingkaran kecil.
Penggunaan dalam astronomi
Sistem koordinat ekuator memungkinkan semua pengamat membumi untuk
menggambarkan lokasi tampak di langit cukup jauh obyek menggunakan pasangan yang sama
nomor: para kenaikan yang tepat dan penolakan . Misalnya, bintang yang diberikan telah kirakira konstan koordinat ekuatorial. Sebaliknya, dalam sistem koordinat horisontal , posisi bintang
di langit yang berbeda berdasarkan garis lintang dan bujur geografis pengamat, dan terus berubah
berdasarkan waktu.
Sistem koordinat ekuator umumnya digunakan oleh teleskop dilengkapi dengan
khatulistiwa gunung dengan menggunakan lingkaran pengaturan . Setting lingkaran dalam
hubungannya dengan bagan bintang atau ephemeris memungkinkan teleskop yang akan mudah
menunjuk ke objek dikenal di lingkup langit.
Selama jangka waktu yang lama, presesi dan angguk kepala efek mengubah orbit Bumi
dan dengan demikian lokasi nyata dari bintang-bintang. Demikian juga, gerak bintang-bintang
itu sendiri akan mempengaruhi koordinat mereka seperti yang terlihat dari Bumi. Ketika
mempertimbangkan pengamatan dipisahkan oleh interval waktu yang panjang, maka perlu untuk
menentukan suatu zaman (sering J2000.0 , untuk data yang lebih tua B1950.0 ) ketika
menentukan koordinat planet, bintang, galaksi, dll
Bintang Waktu berada di puncak pada pengamat meridian suatu (HA = 0 h), maka RA = LST
Positif. Right Now vernal equinox titik berada di puncak pada meridian m (LST = 0 h) ( sudut :
RA, berlawanan ; HA dan LST, searah jarum jam )
Ordinat-ordinat dalam tata koordinat ekuator adalah:
1) Bujur suatu bintang dinyatakan dengan sudut jam atau Hour Angle (HA). Sudut jam
menunjukkan letak suatu bintang dari titik kulminasinya, yang diukur dengan satuan jam
(ingat,1h = 15°). Sudut jam diukur dari titik kulminasi atas bintang (A) ke arah barat (positif,
yang berarti bintang telah lewat kulminasi sekian jam) ataupun ke arah timur (negatif, yang
berarti tinggal sekian jam lagi bintang akan berkulminasi). Dapat juga diukur dari 0° – 360° dari
titik A ke arah barat.
2) Lintang suatu bintang dinyatakan dengan deklinasi (δ), yang diukur dari proyeksi bintang di
ekuator ke arah bintang itu menuju ke kutub Bumi. Tinggi bintang diukur 0° – 90° jika arahnya
menuju KLU dan 0° – -90° jika arahnya menuju KLS.
Dapat kita lihat bahwa deklinasi suatu bintang nyaris tidak berubah dalam kurun waktu
yang panjang, walaupun variasi dalam skala kecil tetap terjadi akibat presesi orbit Bumi. Namun
sudut jam suatu bintang tentunya berubah tiap jam akibat rotasi Bumi dan tiap hari akibat
revolusi Bumi. Oleh karena itu, ditentukanlah suatu ordinat baku yang bersifat tetap yang
menunjukkan bujur suatu bintang pada tanggal 23 September pukul 00.00, yaitu ketika titik Aries
tepat berkulminasi atas pada pukul 00.00 waktu lokal (vernal equinox). Ordinat inilah yang
disebut asensiorekta (ascencio recta) atau kenaikan lurus, yang umumnya dinyatakan dalam jam.
Faktor gerak semu harian bintang dikoreksi terhadap waktu lokal (t) dan faktor gerak semu
tahunan bintang dikoreksi terhadap Local Siderial Time (LST) atau waktu bintang, yaitu letak
titik Aries pada hari itu. Pada tanggal 23 September LST-nya adalah pukul 00h, dan kembali ke
pukul 00h pada 23 September berikutnya sehingga pada tanggal 21 Maret, 21 Juni, dan 22
Desember LST-nya berturut-turut adalah 12h, 18h, dan 06h. Jadi LST dapat dicari dengan rumus :
Adapun hubungan LST, HA00 dan asensiorekta (α)
LST = α + HA00
Dengan t adalah waktu lokal. Misal jika HA00 = +3h, maka sudut jam bintang pada pukul
03.00 adalah +6h (sedang terbenam). Ingat, saat kulminasi atas maka HA = 00h. Dengan demikian
didapatkan hubungan komplit bujur pada tata koordinat ekuator
LST + t = α + HAt
Patut diingat bahwa HA00 ialah posisi bintang pada pukul 00.00 waktu lokal, sehingga
posisi bintang pada sembarang waktu ialah:
HAt = HA00 + t
Dengan α ordinat tetap, HAt ordinat tampak, LST koreksi tahunan, dan t koreksi waktu
harian. Contoh pada gambar di bawah. Pada tanggal 21 Maret, LST-nya adalah 12h. Jadi letak
bintang R dengan koordinat (α, δ) sebesar (16h,-50º)akan nampak di titik R pada pukul 00.00
waktu lokal. Perhatikan bahwa LST diukur dari titik A kearah barat sampai pada titik Aries .
Tampak bintang R berada pada bujur (HA00) -60° atau -4 jam. Jadi, bintang R akan berkulminasi
atas di titik Ka pada pukul 04.00 dan terbenam di horizon pada pukul 10.00. Asensiorekta diukur
dari titik Aries berlawanan pengukuran LST sampai pada proyeksi bintang di ekuator. Jadi telah
jelas bahwa.
HA = LST – α
Dengan -xh = 24h - xh
Lingkaran kecil KaKb merupakan lintasan gerak bintang, yang sifatnya nyaris tetap.
Untuk bintang R, yang diamati dari ϕ = 40° LS akan lebih sering berada pada di atas horizon
daripada di bawah horizon. Pembahasan lebih lanjut pada bagian bintang sirkumpolar.
Tinggi bintang atau altitude, yaitu sudut kedudukan suatu bintang dari horizon dapat
dicari dengan aturan cosinus segitiga bola. Tinggi bintang, a, yaitu
a = 90° -ζ
Di mana jarak zenit (ζ) dirumuskan dengan :
cos ζ = cos(90° – δ) cos(90° – ϕ) + s\in(90° – δ) sin(90° – ϕ) cosHA
Di bawah ini diberikan deskripsi istilah-istilah yang dipakai pada bola langit:
o Titik kardinal: empat titik utama arah kompas pada lingkaran horison, yaitu Utara, Timur,
Selatan dan Barat.
o Lingkaran kutub, lingkaran jam atau bujur langit: lingkaran besar melalui kutub-kutub
langit.
o Lingkaran ekliptika: lingkaran tempat kedudukan gerak semu tahunan Matahari.
Perpotongan bidang orbit Bumi (ekliptika) dengan bola langit.
o Kutub-kutub langit: titik-titik pada bola langit tempat bola langit berotasi. Perpotongan bola
langit dengan sumbu Bumi. Kutub langit di belahan langit Selatan disebut Kutub Langit
Selatan (KLS) dan di belahan langit Utara disebut Kutub Langit Utara (KLU).
o Pada sistem koordinat ekuator, koordinat yang digunakan adalah koordinat Aksensiorekta (?)
dan Deklinasi (d). Aksensiorekta adalah panjang busur yang dihitung dari titik Aries atau
disebut juga dengan titik gamma (g) pada lingkaran ekuator langit sampai ke titik kaki
dengan arah penelusuran ke arah timur, dengan rentang antara 0 s.d. 24 jam atau 00 s.d.
3600.
o Sedangkan deklinasi adalah panjang busur dari titik kaki pada lingkaran ekuator langit ke
arah kutub langit sampai ke letak benda pada bola langit. Deklinasi bernilai positif jika ke
arah KLU dan bernilai negatif jika ke arah KLS, dengan rentang antara 00 s.d. 900 atau 00
s.d. -900.
Dalam penggunaan sistem koordinat ekuator, terdapat hubungan antara waktu matahari dengan
waktu bintang (waktu sideris). Dimana Waktu Menengah Matahari (WMM) = sudut jam
Matahari + 12 jam. Hubungan ini tentunya berkaitan juga dengan tanggal-tanggal istimewa titik
Aries terhadap Matahari. Tanggal-tanggal istimewa tersebut adalah :
Sekitar tanggal 21 Maret (TMS), Matahari berimpit dengan Titik Aries. Jam 0 WMM = jam
12 waktu bintang.
Sekitar tanggal 22 Juni (TMP), saat Matahari di kulminasi bawah, titik Aries berhimpit
dengan titik Timur. Jam 0 WMM = jam 18 waktu bintang.
Sekitar tanggal 23 September (TMG), saat Matahari di kulminasi bawah, titik Aries berada
di titik kulminasi atas. Jam 0 WMM = jam 0 waktu bintang.
Sekitar tanggal 22 Desember (TMD), saat Matahari di kulminasi bawah, titik Aries
berhimpit dengan titik Barat. Jam 0 WMM = jam 06 waktu bintang.
Sudut antara kutub Bumi (poros rotasi Bumi) dan horizon disebut tinggi kutub (φ) . Jika
diperhatikan lebih lanjut, ternyata nilai φ = ϕ, dengan φ diukur dari Selatan ke KLS jika
pengamat berada di lintang selatan dan φ diukur dari Utara ke KLU jika pengamat berada di
lintang utara. Jadi untuk pengamat pada ϕ = 90° LU lingkaran ekliptika akan berimpit dengan
lingkaran horizon, dan kutub lintang utara berimpit dengan zenit, sedangkan pada ϕ = 90° LS
lingkaran ekliptika akan berimpit dengan lingkaran horizon, dan kutub lintang selatan berimpit
dengan zenit.
Gerak Harian Benda Langit
Bola langit melakukan gerak semu harian akibat gerak rotasi Bumi. Pengamatan
permukaan Bumi dapat mengamati benda langit bergerak berlawanan arah dengan arah gerak
rotasi Bumi. Rotasi Bumi arahnya dari barat ke timur, inilah yang menyebabkan seolah-olah
benda langit bergerak dari timur ke barat.
Oleh karena gerak harian bola langit terjadi akibat gerak rotasi Bumi, maka periode gerak
harian benda langit sama dengan periode rotasi Bumi yaitu satu hari, yang umum dianggap satu
hari adalah 24 jam, sehingga dalam selang waktu itu Bumi telah berotasi sebesar 360o. Berikut
ini diberikan hubungan waktu dan panjang busur yang ditempuh benda langit dalam melakukan
gerak harian:
24j = 3600
1j = 150
4m = 10
4d = 1
Lintasan gerak benda langit sejajar dengan ekuator langit dengan kemiringan tergantung
pada lintang pengamat (?) di permukaan Bumi. Besarnya sudut kemiringan menunjukkan
besarnya jarak kutub (90o- ?) tempat pengamat berada. Lintasan gerak harian benda langit di
ekuator langit berbentuk lingkaran besar sedangkan di tempat lainnya lingkaran kecil.
Kedua kutub langit itu yaitu KLU dan KLS yang memiliki lintasan gerak harian
berbentuk titik, sehingga tampak diam diputari oleh seluruh benda-benda langit. Benda di
belahan langit Utara tampak mengedari KLU dan di belahan langit selatan tampak mengedari
KLS. Kedua kutub itu memiliki ketinggian yang berbeda di permukaan Bumi, tergantung lintang
pengamat dipermukaan Bumi. Tempat di belahan Bumi Utara, letak KLU berada di atas horison
dengan ketinggian sama dengan besarnya lintang pengamat dan KLS berada di bawah horison.
Sebaliknya tempat di belahan Bumi Selatan, letak KLS berada di atas horison dengan ketinggian
sama dengan besarnya lintang pengamat dan KLU berada di bawah horison.
Penentuan Waktu Sideris
Waktu sideris atau waktu bintang didasarkan kepada kala rotasi bumi terhadap acuan
bintang. Seperti halnya pada hari matahari, satu hari sideris dibagi menjadi 24 jam, tetapi
panjang harinya sendiri lebih pendek sekitar 4 menit dibandingkan hari matahari. Adanya
perbedaan panjang hari sideris dengan hari matahari menyebabkan bintang-bintang termasuk
titik gamma setiap hari mencapai meridian pengamat lebih cepat sekitar 4 menit dari hari
sebelumnya. Dengan lain perkataan, titik gamma bergerak sepanjang lingkaran ekuator ke arah
barat sekitar 1 derajat busur setiap harinya.
Adapun cara menentukan waktu sideris adalah sebagai berikut :
- Tentukan selisih hari terhadap salah satu dari 4 tanggal patokan terdekat yakni: 21 Maret, 22
Juni, 23 September atau 22 Desember.
- Tentukan perbedaan waktu titik Aries dengan Matahari selama selisih waktu no.1 di atas
dengan mengalikan setiap beda 1 hari sebesar 4 menit.
- Tentukan jam 0 WMM waktu setempat yang bersesuaian dengan waktu sideris pada tanggal
yang bersangkutan dengan menambahkan (jika melewati salah satu tanggal patokan di atas) atau
mengurangkan (jika mendahului) dengan selisih waktu no. 2 di atas yang paling dekat dengan
tanggal patokan terdekat yang dipakai.
Patokan tanggal hubungan Waktu Sideris (Siderial Time) dengan Waktu Matahari
Menengah
Tentukan waktu sideris jam yang diinginkan dengan menambahkan dengan WMM pada
jam yang ditentukan.
C. Sistem Koordinat Ekliptika
Ekliptika adalah jalur yang dilalui oleh suatu benda dalam mengelilingi suatu titik pusat
sistem koordinat tertentu. Ekliptika pada benda langit merupakan suatu bidang edar berupa garis
khayal yang menjadi jalur lintasan benda-benda langit dalam mengelilingi suatu titik pusat
sistem tata surya.
Dalam sistem ini penentuan posisi benda langit yang diperlukan adalah bujur ekliptika
atau ecliptic longitude dan lintang ekliptika atau ecliptic latitude. Tata koordinat di Bidang
Kosmografi di dalam astronomi, tata koordinat langit adalah tata koordinat yang digunakan
untuk memetakan posisi di langit. Umumnya digunakan dua koordinat yang didefinisikan pada
dua lingkaran besar acuan pada bola langit dan dinyatakan dalam satuan sudut. Kedua lingkaran
besar tersebut adalah:
a. Bidang Fundamental yaitu lingkaran besar yang tegak lurus garis penghubung kedua kutub
tata koordinat. Koordinat pertama dihitung dari bidang fundamental ke arah kutub atau
sebaliknya.
b. Lingkaran bujur nol yaitu lingkaran besar yang melewati kedua kutub tata koordinat dan
didefinisikan sebagai titik awal. Koordinat kedua dihitung dari lingkaran bujur nol ke lingkaran
bujur obyek.
Pada sistem koordinat ekliptika, bumi menjadi pusat koordinat karena koordinat tata bola
langit merupakan proyeksi dari tata koordinat Bumi. Matahari dan planet-planet lainnya nampak
bergerak mengitari bumi. Bidang datar xy adalah bidang ekliptika, sama seperti pada ekliptika
heliosentrik.
Bidang eliptika membentuk sudut 23,50 terhadap bidang equator. Akibatnya kita
mengamati, seolah-olah Matahari bergeser sekali ke belahan langit utara dan sekali ke belahan
langit selatan dalam waktu satu tahun. Pergeseran posisi ini menyebabkan pergantian musim.
Lingkaran ekliptika dan lingkaran equator, berpotongan di dua titik yaitu vernal equinox pada
tanggal 21 Maret dan Autumnal equinox tanggal 23 September. Lintang ekliptika (β)
didefinisikan sebagai jarak busur dari proyeksi benda langit pada lingkaran ekliptika hingga
benda langit tersebut. Rentang nilai β adalah -900 (Kutub Ekliptika Selatan, KES) hingga 900
(Kutub Ekliptika Utara, KEU). Bujur ekliptika (λ) didefinisikan sebagai jarak busur dari titik
kearah Timur (seperti arah pengukuran asensiorekta pada lingkaran equator) hingga proyeksi
benda langit pada lingkaran ekliptika. Rentang nilai λ adalah 00 hingga 3600.Seandainya bumi
dijadikan sebagai titik pusat sistem koordinat, maka ekliptika merupakan bidang edar yang
dilalui oleh benda-benda langit seperti planet dan matahari untuk mengelilingi bumi. Dan bila
Matahari dijadikan sebagai titik pusat sistem koordinat, maka ekliptika merupakan bidang yang
terbentuk sebagai lintasan orbit bumi yang berbentuk elips dengan Matahari berada pada titik
pusat elips tersebut.
Ekliptika dan equator / khatulistiwa langit saling berpotongan membentuk sudut 23,5 0
pada horizon dengan titik perpotongan sebagai titik musim semi (Aries)dan titik musim rontok
(R). Untuk menentukan posisi benda langit pada tata koordinat ekliptika yaitu dengan
menggunakan pangjang astronomi dan lebar astronomi.
Sama halnya dengan sistem ekuator, sistem koordinat ekliptika juga merupakan sistem
yang tetap tidak dipengaruhi oleh gerak semu harian bumi. Sistem ini biasanya digunakan untuk
menentukan kedudukan benda benda langit anggota tata surya seperti satelit, planet dan matahari
karena anggota tata surya kedudukannya tetap berada di selatan ekliptika.
Dalam sistem ini penentuan posisi benda langit yang diperlukan adalah bujur ekliptika
atau ecliptic longitude dan lintang ekliptika atau ecliptic latitude.
Sistem koordinat Ekliptika atau sistem koordinat gerhana merupakan sistem koordinat
alam semesta yang menggunakan Ekliptika (berekliptika) sebagai satah asasi. Ekliptik ini adalah
rute matahari yang muncul mengikuti seluruh Bola langit sepanjang tahun. Ia juga merupakan
persilangan antara satah orbit Bumi dengan bola langit. Sudut lintang nya dipanggil lintang
Ekliptika atau lintang cakrawala (diwakili oleh β) yang diukur positif ke arah utara. Sudut
panjang nya pula disebut garis bujur Ekliptika atau panjang cakrawala (diwakili oleh λ) yang
diukur ke arah timur dari 0° sampai 360°. Seperti jarak hamal dalam Sistem koordinat ekuator,
garis bujur Ekliptika 0° mengarah ke arah matahari dari bumi di ekuinoks musim semibelahan
bumi utara. Pilihan ini membuat koordinat bintang tetap tunduk pada liukan ekuinoks, agar kala
referensi harus dinyatakan selalu.
1. Lingkaran primer dalam sistem koordinat Ekliptika, SK-ekl. adalah lingkaran Ekliptika
atau disebut Ekliptika.
2. Lingkaran Ekliptika merupakan lingkaran besar hasil perpotongan bidang Ekliptika
(bidang orbit Bumi mengelilingi Matahari) dengan Bola langit.
3. Titik kutub lingkaran Ekliptika adalah titik Kutub Utara Ekliptika (KEU) dan titik Kutub
Selatan Ekliptika (KES).
4. Dalam SK-ekl, posisi benda langit (*) digambarkan dalam λ dan β.
5. λ adalah bujur SK-ekl, yang diukur dari titik Aries (γ) ke posisi * sepanjang bidang
ekliptika ke arah timur.
6. β adalah lintang SKH, yang diukur dari bidang ekliptika. Positif (+) untuk diatas bidang
ekliptika, dan negatif (-) untuk dibawah bidang ekliptika.
7. Titik Aries merupakan salah satu titik potong antara ekuator langit dengan lingkaran
Ekliptika (atau disingkat dengan nama Ekliptika), tempat menyeberang Matahari dari
belahan langit selatan ke belahan langit utara
8. Lintang dan bujur Ekliptika titik Aries masing-masing adalah nol derajat (β Aries = 0°
dan λ Aries = 0°).
9. Ekliptika dengan Ekuator Langit membentuk sudut kemiringan ekliptika, e, sebesar
23°.5 .
10. Bujur Ekliptika sebuah benda langit mempunyai harga 0°
POSISI BENDA LANGIT MELIPUTI SISTEM KOORDINAT
HORIZON, EKUATOR, DAN EKLIPTIKA SERTA GERAK BUMI
DILIHAT DARI TEMPAT BERBEDA
NAMA
:
Ayu Puspita Sari
Mirna
Otrya Wulandari
Turani
Wilindana Eka Tama
DOSEN PENGASUH
:
Dr. Syuhendri, M.Pd
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
JURUSAN PENDIDIKAN MIPA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SRIWIJAYA
2016
BAB I
PENDAHULUAN
Latar Belakang Masalah
Ilmu pengetahuan bumi dan antariksa merupakan ilmu yang mempelajari alam semesta
dalam cakupan tata surya dan lapisan-lapisan bumi seperti litosfer, hidrosfer, atmosfer dan ruang
angkasa di luar atmosfer bumi yang disebut antariksa. Mulai dari pusat bumi sampai puncak
atmosfer atau rumbai-rumbai bumi (fringe of the earth).Pengetahuan tentang luar angkasa atau
antariksa telah menjadi perdebatan sejak lama, rasa ingin tahu dan penasaran manusia
mendorong mereka untuk terus melakukan penelitian tentang segala sesuatu yang belum mereka
temui atau belum terpecahkan khususnya yang berkaitan dengan antariksa, karena begitu luasnya
kajian tentang alam semesta yang belum diketahui batasnya. Namun, sampai saat ini belum ada
seorang manusia pun yang dapat menembus langit tersebut dan pengetahuan manusia hanya
sebatas di langit pertama yang juga belum diketahui batasnya.
Berbagai pendapat dan hipotesis bermunculan dengan tujuan memberikan informasi
paling mutakhir dan valid. Keingintahuan ini terlihat dari orang-orang Yunani kuno yang
mempelajari astronomi, namun terkadang juga digunakan untuk keperluan astrologi karena
keterbatasan pengetahuan. Ilmu astronomi khususnya pada penentuan posisi bintang sudah sejak
lama digunakan sebagai navigasi oleh nenek moyang manusia untuk berbagai keperluan seperti
peramalan musim dan pelayaran berdasarkan tata letak bintang di langit. Seiring terus
berkembangnya pengetahuan manusia tentang astronomi dengan berbagai metode mulai dari
pengamatan sederhana dengan perhitungan-perhitungan tertentu hingga dibuatlah observatorium
untuk mengamati bintang dan benda-benda langit lainnya.
Untuk menyatakan letak suatu benda langit diperlukan suatu tata koordinat yang dapat
menyatakan secara pasti kedudukan benda langit tersebut. Tata koordinat tersebut dikenal
sebagai tata koordinat langit. Tiap-tiap tata koordinat tentunya memiliki cara penggunaan sistem
yang berbeda serta terdapatnya berbagai macam keuntungan dan kelemahan dalam penggunaan
sistem tersebut. Dengan demikian penggunaan suatu sistem koordinat bergantung pada hasil
yang kita inginkan, apakah hasil yang didapat ingin digunakan untuk waktu sesaat atau untuk
waktu yang lama dan dapat dipakai secara universal. Dengan tata koordinat bola langit, kita
dapat menentukan posisi benda langit salah satunya adalah bintang. Dalam penulisan kali ini
kelompok penulis akan membahas tentang tata koordinat bola langit untuk menentukan posisi
bintang, berdasarkan titik pengamatan pada koordinat tertentu.
BAB II
PEMBAHASAN
Tata Koordinat Bola Langit Dalam Menentukan Posisi Benda Langit
Posisi suatu objek di langit dapat didefinisikan sebagai posisi benda pada koordinat bola (system
koordinat bola langit).
Koordinat pada muka Bumi
Koordinat di langit
Penentuan tempat – tempat di langit
a) Kutub utara langit
Karena dibumi itu tidak ada titik yang kekal tempatnya terhadap bola langit, atau hanya bintang
– bintang sejati saja yang tak berpindah – pindah tempatnya, maka diambilah suatu titik dekat
bintang polaris dari rasi bintang Ursa minor, yang hampir – hampir tidak mengikuti perputaran
sehari – hari bintang sejati lainnya, untuk ditetapkan sebagai titik pangkal. Peredarn semu ini
disebabkan oleh rotasi bumi pada porosnya. Dan titik yang tak ikut berputar ini disebut kutub
utara langit
b) Kutub selatan langit
Adalah titik yang dapat dicari dengan rasi bintang layang – layang bintang Zuiderkruis, orang
Jawa menyebutnya dengan nama bintang Gubug Penceng.
c) Sumbu Bumi
Garis khayal yang menghubungkan kedua kutub disebut sumbu langit dan nampaknya seluruh
bola langit dengan bintang – bintangnya dan matahari berputar dari timur ke barat karena rotasi
bumi, dari barat ketimur (sebaliknya).
d) Khatulistiwa langit
Untuk menentukan letak suatu bintang sebelah utara atau selatan (deklinasi), ditarik lingkaran
(tegak lurus) pada sumbu langit yang disebut khatulistiwa langit yang membagi dua sama besar
bola langit belahan selatan dengan layang – layang dan belakang utara dengan bintang polaris
tadi.
e) Absis dan Ordinat
1. Ordinat
Untuk mengetahui letak suatu titik, begitu pula sesuatu bintang harus diketahui absis dan
ordinatnya ordinat bintang disebut deklinasi utara, dihitung dari 0 0 – 900 utara (positif) diatas
bidang khatulistiwa langit 00 - 900 selatan (negatif). Jadi titik ordinat itu terletak deklinasi yang
sejajar dengan khatulistiwa langit.
2. Absis
Ordinat saja tidak dapat menentukan letak bintang, karena bintang – bintang yang berdeklinasi
200 utara itu misalnya, tak terhitung banyaknya, ialah tiap titik disepanjang lingkaran deklinasi
200 utara.
Koordinat panjang dan lebar geografi
Koordina ini berguna untuk menentukan kota tempat di bumi, digunakan panjang geografi
(absis) dan geografi (ordinat).
a) Garis-garis lintang
Garis – garis (lingkaran) yang melintang dari barat ke timur disebut garis lingkaran lintang. Garis
(lingkaran) besar pada bola bumi membagi dua bagian sama besar dan bidangnya melalui pusat
bumi tegak lurus pada sumbu bumi disebut equator / Khatulistiwa . Khatulistiwa membagi bumi
kedalam dua belahan yang besar yaitu belahan bumi bagian utara dan belahan bumi bagian
selatan.
b) Garis-garis bujur
Disamping lingkaran lintang tersebut melukiskan lingkaran yang membujur dari kutub utara
kekutub selatan. Lingkaran bujur atau Lingkaran Meridian. Lingkaran – lingkaran bujur ini
merupakan lingkaran – lingkaran yang bentuknya separuh dari lingkaran bujur dapat juga disebut
garis Meridian atau garis Bujur. Maka dari itu disebut pula meridian Greenwich. Meridian dapat
dibagi atas dua bagian :
(1) Dari 0 0 sampai 1800 ke arah timur meridian/ Bujur Timur (B.T)
(2) Dari 0 0 sampai 1800 ke arah barat meridian / Bujur Barat (B.B)
c) Panjang geografi
Panjang gegrafi adalah busur khatulistiwa di hitung dari 00 sampai 1800, disebut juga garis Bujur,
dan digunakan untuk menentukan letak kota/ tempat di sebelah barat atau disebelah timur.
d) Lebar geografi
Lebar geografi adalah garis lingkaran bumi yang sejajar dengan khatulistiwa, yang dihitung dari
00 di khatulistiwa sampai 900 dikutub bumi; juga disebut garis lintang, dan digunakan untuk
menentukan letak kota.
e) Bukti lebar geografi sama dengan tinggi kutub
Bukti Lebar Geografi sama dengan tinggi kutub artinya, jika kutub langit diketahui, maka lebar
geografi atau lintang kota dapat diketahui. Sedangkan Tinggi Kutub merupakan busur dari
lengkung langit dihitung dari 00 sampai 900 , mulai dari kutub sampai horison.
f) Penggunaan
Dalil “Lebar geografi = tinggi kutub ” ini digunakan para pelaut penjelajah untuk mengetahui
dimana atau pada lintang mana ia berada. Misalnya berada di tengah – tengah laut atau padang
pasir ini hanya dapat berlaku di belahan bumi utara saja dengan bintang polaris yang nampak,
sedangkan dibelahan selatan harus digunakan bintang Alfa Centauri (α).
g) Lintang tengah dan meridian tengah
Suatu daerah atau negara dapat ditentukan paralel tengah / lintang tengahnya dan merdian tengah
/ bujur tengahnya.
Koordinat yang diperlukan untuk menggambarkan posisi suatu benda langit disebut
koordinat bola langit. Untuk menyatakan letak suatu benda langit diperlukan suatu tata koordinat
yang dapat menyatakan secara pasti kedudukan benda langit tersebut. Tata koordinat tersebut
terdiri dari tata koordinat horison, tata koordinat ekuator, tata koordinat ekliptika dan tata
koordinat galaktik. Namun dalam pembahasan kali ini akan diperkenalkan tata koordinat horison
dan tata koordinat ekuator, karena tata koordinat inilah yang paling sering digunakan dalam
astronomi.
Tiap-tiap tata koordinat tentunya memiliki cara penggunaan sistem yang berbeda serta
terdapatnya berbagai macam keuntungan dan kelemahan dalam penggunaan sistem tersebut.
Dengan demikian penggunaan suatu sistem koordinat bergantung pada hasil yang kita inginkan,
apakah hasil yang didapat ingin digunakan untuk waktu sesaat atau untuk waktu yang lama dan
dapat dipakai secara universal.
Koordinat langit diterjemahkan sebagai nilai dalam suatu tatanan referensi yang
dipergunakan untuk menentukan kedudukan benda langit dalam bola langit. Sedangkan bola
langit adalah sebuah bola dengan jari-jari tak terhingga dan berpusat di pusat bumi, dari bumi
semua benda langit diproyeksikan ke bola langit. Ia adalah lingkaran khayal yang merupakan
batas pandangan mata pengamat ke angkasa tempat benda-benda langit yang seolah-olah
menempel pada langi. Sedangkan dalam keterangan lain disebutkan bahwa bola langit adalah
ruangan yang maha luas yang berbentuk bola yang dapat kita lihat sehari-hari tempat matahari,
bulan, dan bintang-bintang bergeser setiap saat. Bintang-bintang itu dilihat seolah-olah berserak
disebuah kulit bola sebelah dalam, walaupun letak sesungguhnya sangat berjauhan.
Untuk menyatakan letak suatu benda langit diperlukan suatu tata koordinat yang dapat
menyatakan secara pasti kedudukan benda langit tersebut.
Dalam menentukan posisi benda langit tentunya kita harus menentukan terlebih dahulu tempat
atau benda yang akan menjadi acuan dalam pengamatan sehingga, kita dapat dengan mudah dala
menentukan posisi benda yang akan diteliti. Tentunya dari ketiga jenis koordinar bola langit yang
akan dijelaskan untuk titik acuan di tentukan oleh pengamat itu sendiri, artinya tergantung posisi
sipengamat itu sendiri berada di daerah mana dan disebelah mana.
Berikut ini akan dijelaskan macam-macam tata koordinat bola langit.
A. Sistem Koordinat Horizon (Alt-Azimuth)
UTSB: Bidang horizon
UZS : Meridian langit
BZT : Ekuator langit
Sistem koordinat horizon ini adalah sistem koordinat yang paling sederhana dan paling
mudah dipahami. Tetapi sistem koordinat ini sangat terbatas, yaitu hanya dapat menyatakan
posisi benda langit pada satu saat tertentu, untuk saat yang berbeda sistem koordinat ini tidak
dapat memberikan hubungan yang mudah dengan posisi benda langit sebelumnya. Karena itu
menyatakan saat benda langit pada posisi itu sangat diperlukan dan sistem koordinat lain
diperlukan agar dapat memberikan hubungan dengan posisi sebelum dan sesudahnya.
Pada tata koordinat horizon, letak bintang ditentukan hanya berdasarkan pandangan
pengamat saja. Tata koordinat horizon tidak dapat menggambarkan lintasan peredaran semu
bintang, dan letak bintang selalu berubah sejalan dengan waktu. Namun, tata koordinat horizon
penting dalam hal pengukuran adsorbsi cahaya bintang.
Bola langit dapat dibagi menjadi dua bagian sama besar oleh satu bidang yang melalui
pusat bola itu, menjadi bagian atas dan bagian bawah. Bidang itu adalah bidang horisontal yang
membentuk lingkaran horizon pada permukaan bola, dan bagian atas adalah letak benda-benda
langit yang tampak, dan bagian bawahnya adalah letak dari benda-benda langit yang tidak
terlihat saat itu.
Horizon adalah batas pemandangan atau kaki langit, merupakan pertemuan antara kaki
langit dan permukaan bumi, garis ini membentuk lingkaran dengan titik pusat dimana kita
berdiri, sebagian bola langit berada di atas dan sebagian lagi ada dibawah horizon, sehingga
dapat kita bayangkan bola langit yang besar dengan bumi dengan sebagai pusatnya (seperti pada
gambar di atas). Untuk memudahkan horizon dibagi atas 3 jenis berdasarkan pandangan kita
terhadap pandangan kita antara langit dan bumi.
1. Horizon Kodrat (alam)
Apabila kita berdiri disebuah tanah yang luas dan datar atau ditengah samudra/laut, kita
melihat seolah-olah kubah langit bertemu dengan permukaan bumi. Perpotongan lengkung langit
dengan bidang datar ini disebut horizon kodrat. Horizon Kodrat akan berubah sesuai dengan
kedudukan dari si pengamat. Makin tinggi tempat si pengamat maka makin rendah horizon
kodrat.
2. Horizon Astronomi
Untuk menentukan letak benda-benda dilangit maka kita harus menggunakan bidang
datar yang tidak brubah-ubah dan tidak tergantung kepada sipengamat. Horizon astronomi adalah
tempat bidang yang datar yang dibuat dari mata si pengamat sampai menyentuh lengkung langit.
3. Horizon Sejati
Horizon sejati adalah bidang datar yang ditarik memotong melalui titik pusat bumi dan
memotong garis vertikal tegak lurus (90').
Di samping ke-3 tersebut diatas kita mengenal titik Zenit yang ada tepat diatas kita
(tempat berdiri) dan titik yang berada dibawah kaki kita terus menembus bola langit yang berada
dibawah disebut nadir, titik nadir dan zenith dihubungkan dengan garis lurus melalui tempat kita
berdiri dan tentu saja melalui pusat bumi.
Zenith adalah titik yang berada di bola langit tepat diatas sipengamat, jika kita buat garis
vertikal maka garis ini akan membentuk sudut 90' (tegak lurus) dengan horizon sejati.
Nadir adalah titik yang berada pada bola langit bawah, bila ditarik garis melalui
pengamat ketitik ini membentuk garis yang tegak lurus terhadap horizon sejati
Vertikal adalah garis atau bidang yang berdiri tegak lurus dengan garis atau bidang sejati.
Pada sistem koordinat horizon, letak bintang ditentukan hanya berdasarkan pandangan
pengamat saja. Sistem koordinat horizon tidak dapat menggambarkan lintasan peredaran semu
bintang, dan letak bintang selalu berubah sejalan dengan waktu. Namun, sistem koordinat
horizon penting dalam hal pengukuran adsorbsi cahaya bintang.
Sistem koordinat horizon memakai bidang horizon sebagai bidang dasar terhadap mana
posisi-posisi bintang–bintang ditentukan. Untuk menyatakan posisi-posisi bintang di bola langit
itu, maka sistem koordinat horizon menggunakan dua buah unsur, yaitu:
1. Tinggi bintang
2. Azimuth bintang
Ordinat-ordinat dalam tata koordinat horizon adalah:
1. Bujur suatu bintang dinyatakan dengan azimut (Az). Azimut umumnya diukur dari selatan ke
arah barat sampai pada proyeksi bintang itu di horizon, seperti pada gambar azimut bintang
adalak 220°. Namun ada pula azimut yang diukur dari Utara ke arah timur, oleh karena itu
sebaiknya Anda menuliskan keterangan tentang ketentuan mana yang Anda gunakan.
2. Lintang suatu bintang dinyatakan dengan tinggi bintang (a), yang diukur dari proyeksi bintang
di horizon ke arah bintang itu menuju ke zenit. Tinggi bintang diukur 0° – 90° jika arahnya ke
atas (menuju zenit) dan 0° – -90° jika arahnya ke bawah.
Letak bintang dinyatakan dalam (Az, a). Setelah menentukan letak bintang, lukislah
lingkaran almukantaratnya, yaitu lingkaran kecil yang dilalui bintang yang sejajar dengan
horizon (lingkaran PQRS).
Disetiap tempat di permukaan Bumi mempunyai lingkaran meridian yang berbeda-beda
tergantung bujur tempat itu (yang berbujur sama mempunyai lingkaran meridian yang sama).
Pada dasarnya garis Utara-Selatan adalah perpanjangan sumbu Bumi yang melalui kutub Utara
dan kutub Selatan. Titik Utara di Kutub Utara sering disebut Titik Utara Sejati (True North), dan
sebaliknya Titik Selatan Sejati (True South), yang mana letaknya berbeda dengan Kutub Utara
Magnetik dan Kutub Selatan Magnetik. Apabila dilihat dari zenith maka dengan putaran searah
jarum jam akan mendapatkan arah Utara, Timur, Selatan dan Barat dengan besar perbedaan
sudutnya sebesar 90o.
Dengan mengenal istilah tersebut akan memudahkan kita dalam memahami tata
koordinat horison dengan ordinatnya yaitu, Azimuth dan Tinggi (A,h). Tinggi benda langit dapat
digambarkan pada bola langit dengan membuat lingkaran besar yang melalui zenith, benda langit
itu dan tegak lurus pada horison (lingkaran vertikal), diukur dari horison dengan nilainya 0o-90o.
Untuk menyatakan Azimuth terdapat 2 versi:
Versi pertama menggunakan titik Selatan sebagai acuan.
Versi kedua yang dianut secara internasional, diantaranya dipakai pada astronomi dan
navigasi menggunakan titik Utara sebagai acuan, berupa busur UTSB. Kedua versi
tersebut menggunakan arah yang sama, yaitu jika dilihat dari zenith arahnya searah
perputaran jarum jam yang nilainya 0o-360o
Cara melukiskan koordinat bola langit, yakni :
1. Buat lingkaran dengan jari-jari tertentu
2. Buat garis tengah horizon dan vertical yang melalui pusat lingaran
3. Buatlah lingkaran besar horizontal yang melalui garis horizontal
4. Buatlah arah mata angin pada bidang horizontal.
Keuntungan dalam penggunaan sistem koordinat horison yaitu pada penggunaannya yang
praktis, sistem koordinat yang sederhana dan secara langsung dapat dibayangkan letak objek
pada bola langit. Namun tedapat juga beberapa kelemahan pada Sistem koordinat ini, yaitu pada
tempat yang berbeda maka horisonnya pun berbeda serta terpengaruh oleh waktu dan gerak
harian benda langit.
B. Sistem Koordinat Ekuator
Di bawah ini diberikan deskripsi istilah-istilah yang dipakai pada bola langit:
- Titik kardinal: empat titik utama arah kompas pada lingkaran horison, yaitu Utara, Timur,
Selatan dan Barat.
- Lingkaran kutub, lingkaran jam atau bujur langit: lingkaran besar melalui kutub-kutub
langit. Lingkaran ekliptika: lingkaran tempat kedudukan gerak semu tahunan Matahari.
Perpotongan bidang orbit Bumi (ekliptika) dengan bola langit.
- Kutub-kutub langit: titik-titik pada bola langit tempat bola langit berotasi. Perpotongan bola
langit dengan sumbu Bumi. Kutub langit di belahan langit Selatan disebut Kutub Langit
Selatan (KLS) dan di belahan langit Utara disebut Kutub Langit Utara (KLU).
Sistem koordinat ekuator adalah sistem koordinat langit yang paling sering digunakan.
Sistem koordinat ini merupakan sistem koordinat yang bersifat geosentrik. Mirip dengan sistem
koordinat geografi yang dinyatakan dalam bujur dan lintang, sistem koordinat ekuator
dinyatakan dalam asensio rekta dan deklinasi. Kedua sistem koordinat tersebut menggunakan
bidang fundamental yang sama, dan kutub-kutub yang sama. Ekuator langit sebenarnya adalah
perpotongan perpanjangan bidang ekuator Bumi pada bola langit, dan kutub-kutub langit
sebenarnya merupakan perpanjangan poros rotasi Bumi (yang melewati kutub-kutub Bumi) pada
bola langit.
Tata koordinat ekuator ini juga merupakan sistem koordinat yang paling penting dalam
astronomi. Letak bintang-bintang, nebula, galaksi dan lainnya umumnya dinyatakan dalam tata
koordinat ekuator. Pada tata koordinat ekuator, lintasan bintang di langit dapat ditentukan
dengan tepat karena faktor lintang geografis pengamat (φ) diperhitungkan, sehingga lintasan edar
bintang-bintang di langit (ekuator Bumi) dapat dikoreksi terhadap pengamat. Sebelum
menentukan letak bintang pada tata koordinat ekuator, sebaiknya kita mempelajari terlebih
dahulu sikap bola langit, yaitu posisi bola langit menurut pengamat pada lintang tertentu.
Sistem koordinat ini dapat menyatakan letak benda langit dalam skala waktu relatif
panjang. Sekalipun perubahan unsur-unsur koordinatnya relatif kecil terhadap waktu. Dalam
setiap pembahasan sistem koordinat benda langit, setiap benda langit selalu dipandang
terproyeksi pada suatu bidang bola khayal yang digambarkan sebagai bola langit. Bola yang
memuat bidang khayal tersebut disebut bola langit. Ukuran bola Bumi diabaikan terhadap bola
langit sehingga setiap pengamat di muka Bumi dianggap berada di pusat bola langit. Seperti
halnya pada pembahasan mengenai bola pada umumnya, setiap lingkaran pada bola langit yang
berpusat di pusat bola dan membagi bola menjadi dua bagian yang sama besar disebut lingkaran
besar, sedangkan lingkaran lainnya disebut lingkaran kecil.
Penggunaan dalam astronomi
Sistem koordinat ekuator memungkinkan semua pengamat membumi untuk
menggambarkan lokasi tampak di langit cukup jauh obyek menggunakan pasangan yang sama
nomor: para kenaikan yang tepat dan penolakan . Misalnya, bintang yang diberikan telah kirakira konstan koordinat ekuatorial. Sebaliknya, dalam sistem koordinat horisontal , posisi bintang
di langit yang berbeda berdasarkan garis lintang dan bujur geografis pengamat, dan terus berubah
berdasarkan waktu.
Sistem koordinat ekuator umumnya digunakan oleh teleskop dilengkapi dengan
khatulistiwa gunung dengan menggunakan lingkaran pengaturan . Setting lingkaran dalam
hubungannya dengan bagan bintang atau ephemeris memungkinkan teleskop yang akan mudah
menunjuk ke objek dikenal di lingkup langit.
Selama jangka waktu yang lama, presesi dan angguk kepala efek mengubah orbit Bumi
dan dengan demikian lokasi nyata dari bintang-bintang. Demikian juga, gerak bintang-bintang
itu sendiri akan mempengaruhi koordinat mereka seperti yang terlihat dari Bumi. Ketika
mempertimbangkan pengamatan dipisahkan oleh interval waktu yang panjang, maka perlu untuk
menentukan suatu zaman (sering J2000.0 , untuk data yang lebih tua B1950.0 ) ketika
menentukan koordinat planet, bintang, galaksi, dll
Bintang Waktu berada di puncak pada pengamat meridian suatu (HA = 0 h), maka RA = LST
Positif. Right Now vernal equinox titik berada di puncak pada meridian m (LST = 0 h) ( sudut :
RA, berlawanan ; HA dan LST, searah jarum jam )
Ordinat-ordinat dalam tata koordinat ekuator adalah:
1) Bujur suatu bintang dinyatakan dengan sudut jam atau Hour Angle (HA). Sudut jam
menunjukkan letak suatu bintang dari titik kulminasinya, yang diukur dengan satuan jam
(ingat,1h = 15°). Sudut jam diukur dari titik kulminasi atas bintang (A) ke arah barat (positif,
yang berarti bintang telah lewat kulminasi sekian jam) ataupun ke arah timur (negatif, yang
berarti tinggal sekian jam lagi bintang akan berkulminasi). Dapat juga diukur dari 0° – 360° dari
titik A ke arah barat.
2) Lintang suatu bintang dinyatakan dengan deklinasi (δ), yang diukur dari proyeksi bintang di
ekuator ke arah bintang itu menuju ke kutub Bumi. Tinggi bintang diukur 0° – 90° jika arahnya
menuju KLU dan 0° – -90° jika arahnya menuju KLS.
Dapat kita lihat bahwa deklinasi suatu bintang nyaris tidak berubah dalam kurun waktu
yang panjang, walaupun variasi dalam skala kecil tetap terjadi akibat presesi orbit Bumi. Namun
sudut jam suatu bintang tentunya berubah tiap jam akibat rotasi Bumi dan tiap hari akibat
revolusi Bumi. Oleh karena itu, ditentukanlah suatu ordinat baku yang bersifat tetap yang
menunjukkan bujur suatu bintang pada tanggal 23 September pukul 00.00, yaitu ketika titik Aries
tepat berkulminasi atas pada pukul 00.00 waktu lokal (vernal equinox). Ordinat inilah yang
disebut asensiorekta (ascencio recta) atau kenaikan lurus, yang umumnya dinyatakan dalam jam.
Faktor gerak semu harian bintang dikoreksi terhadap waktu lokal (t) dan faktor gerak semu
tahunan bintang dikoreksi terhadap Local Siderial Time (LST) atau waktu bintang, yaitu letak
titik Aries pada hari itu. Pada tanggal 23 September LST-nya adalah pukul 00h, dan kembali ke
pukul 00h pada 23 September berikutnya sehingga pada tanggal 21 Maret, 21 Juni, dan 22
Desember LST-nya berturut-turut adalah 12h, 18h, dan 06h. Jadi LST dapat dicari dengan rumus :
Adapun hubungan LST, HA00 dan asensiorekta (α)
LST = α + HA00
Dengan t adalah waktu lokal. Misal jika HA00 = +3h, maka sudut jam bintang pada pukul
03.00 adalah +6h (sedang terbenam). Ingat, saat kulminasi atas maka HA = 00h. Dengan demikian
didapatkan hubungan komplit bujur pada tata koordinat ekuator
LST + t = α + HAt
Patut diingat bahwa HA00 ialah posisi bintang pada pukul 00.00 waktu lokal, sehingga
posisi bintang pada sembarang waktu ialah:
HAt = HA00 + t
Dengan α ordinat tetap, HAt ordinat tampak, LST koreksi tahunan, dan t koreksi waktu
harian. Contoh pada gambar di bawah. Pada tanggal 21 Maret, LST-nya adalah 12h. Jadi letak
bintang R dengan koordinat (α, δ) sebesar (16h,-50º)akan nampak di titik R pada pukul 00.00
waktu lokal. Perhatikan bahwa LST diukur dari titik A kearah barat sampai pada titik Aries .
Tampak bintang R berada pada bujur (HA00) -60° atau -4 jam. Jadi, bintang R akan berkulminasi
atas di titik Ka pada pukul 04.00 dan terbenam di horizon pada pukul 10.00. Asensiorekta diukur
dari titik Aries berlawanan pengukuran LST sampai pada proyeksi bintang di ekuator. Jadi telah
jelas bahwa.
HA = LST – α
Dengan -xh = 24h - xh
Lingkaran kecil KaKb merupakan lintasan gerak bintang, yang sifatnya nyaris tetap.
Untuk bintang R, yang diamati dari ϕ = 40° LS akan lebih sering berada pada di atas horizon
daripada di bawah horizon. Pembahasan lebih lanjut pada bagian bintang sirkumpolar.
Tinggi bintang atau altitude, yaitu sudut kedudukan suatu bintang dari horizon dapat
dicari dengan aturan cosinus segitiga bola. Tinggi bintang, a, yaitu
a = 90° -ζ
Di mana jarak zenit (ζ) dirumuskan dengan :
cos ζ = cos(90° – δ) cos(90° – ϕ) + s\in(90° – δ) sin(90° – ϕ) cosHA
Di bawah ini diberikan deskripsi istilah-istilah yang dipakai pada bola langit:
o Titik kardinal: empat titik utama arah kompas pada lingkaran horison, yaitu Utara, Timur,
Selatan dan Barat.
o Lingkaran kutub, lingkaran jam atau bujur langit: lingkaran besar melalui kutub-kutub
langit.
o Lingkaran ekliptika: lingkaran tempat kedudukan gerak semu tahunan Matahari.
Perpotongan bidang orbit Bumi (ekliptika) dengan bola langit.
o Kutub-kutub langit: titik-titik pada bola langit tempat bola langit berotasi. Perpotongan bola
langit dengan sumbu Bumi. Kutub langit di belahan langit Selatan disebut Kutub Langit
Selatan (KLS) dan di belahan langit Utara disebut Kutub Langit Utara (KLU).
o Pada sistem koordinat ekuator, koordinat yang digunakan adalah koordinat Aksensiorekta (?)
dan Deklinasi (d). Aksensiorekta adalah panjang busur yang dihitung dari titik Aries atau
disebut juga dengan titik gamma (g) pada lingkaran ekuator langit sampai ke titik kaki
dengan arah penelusuran ke arah timur, dengan rentang antara 0 s.d. 24 jam atau 00 s.d.
3600.
o Sedangkan deklinasi adalah panjang busur dari titik kaki pada lingkaran ekuator langit ke
arah kutub langit sampai ke letak benda pada bola langit. Deklinasi bernilai positif jika ke
arah KLU dan bernilai negatif jika ke arah KLS, dengan rentang antara 00 s.d. 900 atau 00
s.d. -900.
Dalam penggunaan sistem koordinat ekuator, terdapat hubungan antara waktu matahari dengan
waktu bintang (waktu sideris). Dimana Waktu Menengah Matahari (WMM) = sudut jam
Matahari + 12 jam. Hubungan ini tentunya berkaitan juga dengan tanggal-tanggal istimewa titik
Aries terhadap Matahari. Tanggal-tanggal istimewa tersebut adalah :
Sekitar tanggal 21 Maret (TMS), Matahari berimpit dengan Titik Aries. Jam 0 WMM = jam
12 waktu bintang.
Sekitar tanggal 22 Juni (TMP), saat Matahari di kulminasi bawah, titik Aries berhimpit
dengan titik Timur. Jam 0 WMM = jam 18 waktu bintang.
Sekitar tanggal 23 September (TMG), saat Matahari di kulminasi bawah, titik Aries berada
di titik kulminasi atas. Jam 0 WMM = jam 0 waktu bintang.
Sekitar tanggal 22 Desember (TMD), saat Matahari di kulminasi bawah, titik Aries
berhimpit dengan titik Barat. Jam 0 WMM = jam 06 waktu bintang.
Sudut antara kutub Bumi (poros rotasi Bumi) dan horizon disebut tinggi kutub (φ) . Jika
diperhatikan lebih lanjut, ternyata nilai φ = ϕ, dengan φ diukur dari Selatan ke KLS jika
pengamat berada di lintang selatan dan φ diukur dari Utara ke KLU jika pengamat berada di
lintang utara. Jadi untuk pengamat pada ϕ = 90° LU lingkaran ekliptika akan berimpit dengan
lingkaran horizon, dan kutub lintang utara berimpit dengan zenit, sedangkan pada ϕ = 90° LS
lingkaran ekliptika akan berimpit dengan lingkaran horizon, dan kutub lintang selatan berimpit
dengan zenit.
Gerak Harian Benda Langit
Bola langit melakukan gerak semu harian akibat gerak rotasi Bumi. Pengamatan
permukaan Bumi dapat mengamati benda langit bergerak berlawanan arah dengan arah gerak
rotasi Bumi. Rotasi Bumi arahnya dari barat ke timur, inilah yang menyebabkan seolah-olah
benda langit bergerak dari timur ke barat.
Oleh karena gerak harian bola langit terjadi akibat gerak rotasi Bumi, maka periode gerak
harian benda langit sama dengan periode rotasi Bumi yaitu satu hari, yang umum dianggap satu
hari adalah 24 jam, sehingga dalam selang waktu itu Bumi telah berotasi sebesar 360o. Berikut
ini diberikan hubungan waktu dan panjang busur yang ditempuh benda langit dalam melakukan
gerak harian:
24j = 3600
1j = 150
4m = 10
4d = 1
Lintasan gerak benda langit sejajar dengan ekuator langit dengan kemiringan tergantung
pada lintang pengamat (?) di permukaan Bumi. Besarnya sudut kemiringan menunjukkan
besarnya jarak kutub (90o- ?) tempat pengamat berada. Lintasan gerak harian benda langit di
ekuator langit berbentuk lingkaran besar sedangkan di tempat lainnya lingkaran kecil.
Kedua kutub langit itu yaitu KLU dan KLS yang memiliki lintasan gerak harian
berbentuk titik, sehingga tampak diam diputari oleh seluruh benda-benda langit. Benda di
belahan langit Utara tampak mengedari KLU dan di belahan langit selatan tampak mengedari
KLS. Kedua kutub itu memiliki ketinggian yang berbeda di permukaan Bumi, tergantung lintang
pengamat dipermukaan Bumi. Tempat di belahan Bumi Utara, letak KLU berada di atas horison
dengan ketinggian sama dengan besarnya lintang pengamat dan KLS berada di bawah horison.
Sebaliknya tempat di belahan Bumi Selatan, letak KLS berada di atas horison dengan ketinggian
sama dengan besarnya lintang pengamat dan KLU berada di bawah horison.
Penentuan Waktu Sideris
Waktu sideris atau waktu bintang didasarkan kepada kala rotasi bumi terhadap acuan
bintang. Seperti halnya pada hari matahari, satu hari sideris dibagi menjadi 24 jam, tetapi
panjang harinya sendiri lebih pendek sekitar 4 menit dibandingkan hari matahari. Adanya
perbedaan panjang hari sideris dengan hari matahari menyebabkan bintang-bintang termasuk
titik gamma setiap hari mencapai meridian pengamat lebih cepat sekitar 4 menit dari hari
sebelumnya. Dengan lain perkataan, titik gamma bergerak sepanjang lingkaran ekuator ke arah
barat sekitar 1 derajat busur setiap harinya.
Adapun cara menentukan waktu sideris adalah sebagai berikut :
- Tentukan selisih hari terhadap salah satu dari 4 tanggal patokan terdekat yakni: 21 Maret, 22
Juni, 23 September atau 22 Desember.
- Tentukan perbedaan waktu titik Aries dengan Matahari selama selisih waktu no.1 di atas
dengan mengalikan setiap beda 1 hari sebesar 4 menit.
- Tentukan jam 0 WMM waktu setempat yang bersesuaian dengan waktu sideris pada tanggal
yang bersangkutan dengan menambahkan (jika melewati salah satu tanggal patokan di atas) atau
mengurangkan (jika mendahului) dengan selisih waktu no. 2 di atas yang paling dekat dengan
tanggal patokan terdekat yang dipakai.
Patokan tanggal hubungan Waktu Sideris (Siderial Time) dengan Waktu Matahari
Menengah
Tentukan waktu sideris jam yang diinginkan dengan menambahkan dengan WMM pada
jam yang ditentukan.
C. Sistem Koordinat Ekliptika
Ekliptika adalah jalur yang dilalui oleh suatu benda dalam mengelilingi suatu titik pusat
sistem koordinat tertentu. Ekliptika pada benda langit merupakan suatu bidang edar berupa garis
khayal yang menjadi jalur lintasan benda-benda langit dalam mengelilingi suatu titik pusat
sistem tata surya.
Dalam sistem ini penentuan posisi benda langit yang diperlukan adalah bujur ekliptika
atau ecliptic longitude dan lintang ekliptika atau ecliptic latitude. Tata koordinat di Bidang
Kosmografi di dalam astronomi, tata koordinat langit adalah tata koordinat yang digunakan
untuk memetakan posisi di langit. Umumnya digunakan dua koordinat yang didefinisikan pada
dua lingkaran besar acuan pada bola langit dan dinyatakan dalam satuan sudut. Kedua lingkaran
besar tersebut adalah:
a. Bidang Fundamental yaitu lingkaran besar yang tegak lurus garis penghubung kedua kutub
tata koordinat. Koordinat pertama dihitung dari bidang fundamental ke arah kutub atau
sebaliknya.
b. Lingkaran bujur nol yaitu lingkaran besar yang melewati kedua kutub tata koordinat dan
didefinisikan sebagai titik awal. Koordinat kedua dihitung dari lingkaran bujur nol ke lingkaran
bujur obyek.
Pada sistem koordinat ekliptika, bumi menjadi pusat koordinat karena koordinat tata bola
langit merupakan proyeksi dari tata koordinat Bumi. Matahari dan planet-planet lainnya nampak
bergerak mengitari bumi. Bidang datar xy adalah bidang ekliptika, sama seperti pada ekliptika
heliosentrik.
Bidang eliptika membentuk sudut 23,50 terhadap bidang equator. Akibatnya kita
mengamati, seolah-olah Matahari bergeser sekali ke belahan langit utara dan sekali ke belahan
langit selatan dalam waktu satu tahun. Pergeseran posisi ini menyebabkan pergantian musim.
Lingkaran ekliptika dan lingkaran equator, berpotongan di dua titik yaitu vernal equinox pada
tanggal 21 Maret dan Autumnal equinox tanggal 23 September. Lintang ekliptika (β)
didefinisikan sebagai jarak busur dari proyeksi benda langit pada lingkaran ekliptika hingga
benda langit tersebut. Rentang nilai β adalah -900 (Kutub Ekliptika Selatan, KES) hingga 900
(Kutub Ekliptika Utara, KEU). Bujur ekliptika (λ) didefinisikan sebagai jarak busur dari titik
kearah Timur (seperti arah pengukuran asensiorekta pada lingkaran equator) hingga proyeksi
benda langit pada lingkaran ekliptika. Rentang nilai λ adalah 00 hingga 3600.Seandainya bumi
dijadikan sebagai titik pusat sistem koordinat, maka ekliptika merupakan bidang edar yang
dilalui oleh benda-benda langit seperti planet dan matahari untuk mengelilingi bumi. Dan bila
Matahari dijadikan sebagai titik pusat sistem koordinat, maka ekliptika merupakan bidang yang
terbentuk sebagai lintasan orbit bumi yang berbentuk elips dengan Matahari berada pada titik
pusat elips tersebut.
Ekliptika dan equator / khatulistiwa langit saling berpotongan membentuk sudut 23,5 0
pada horizon dengan titik perpotongan sebagai titik musim semi (Aries)dan titik musim rontok
(R). Untuk menentukan posisi benda langit pada tata koordinat ekliptika yaitu dengan
menggunakan pangjang astronomi dan lebar astronomi.
Sama halnya dengan sistem ekuator, sistem koordinat ekliptika juga merupakan sistem
yang tetap tidak dipengaruhi oleh gerak semu harian bumi. Sistem ini biasanya digunakan untuk
menentukan kedudukan benda benda langit anggota tata surya seperti satelit, planet dan matahari
karena anggota tata surya kedudukannya tetap berada di selatan ekliptika.
Dalam sistem ini penentuan posisi benda langit yang diperlukan adalah bujur ekliptika
atau ecliptic longitude dan lintang ekliptika atau ecliptic latitude.
Sistem koordinat Ekliptika atau sistem koordinat gerhana merupakan sistem koordinat
alam semesta yang menggunakan Ekliptika (berekliptika) sebagai satah asasi. Ekliptik ini adalah
rute matahari yang muncul mengikuti seluruh Bola langit sepanjang tahun. Ia juga merupakan
persilangan antara satah orbit Bumi dengan bola langit. Sudut lintang nya dipanggil lintang
Ekliptika atau lintang cakrawala (diwakili oleh β) yang diukur positif ke arah utara. Sudut
panjang nya pula disebut garis bujur Ekliptika atau panjang cakrawala (diwakili oleh λ) yang
diukur ke arah timur dari 0° sampai 360°. Seperti jarak hamal dalam Sistem koordinat ekuator,
garis bujur Ekliptika 0° mengarah ke arah matahari dari bumi di ekuinoks musim semibelahan
bumi utara. Pilihan ini membuat koordinat bintang tetap tunduk pada liukan ekuinoks, agar kala
referensi harus dinyatakan selalu.
1. Lingkaran primer dalam sistem koordinat Ekliptika, SK-ekl. adalah lingkaran Ekliptika
atau disebut Ekliptika.
2. Lingkaran Ekliptika merupakan lingkaran besar hasil perpotongan bidang Ekliptika
(bidang orbit Bumi mengelilingi Matahari) dengan Bola langit.
3. Titik kutub lingkaran Ekliptika adalah titik Kutub Utara Ekliptika (KEU) dan titik Kutub
Selatan Ekliptika (KES).
4. Dalam SK-ekl, posisi benda langit (*) digambarkan dalam λ dan β.
5. λ adalah bujur SK-ekl, yang diukur dari titik Aries (γ) ke posisi * sepanjang bidang
ekliptika ke arah timur.
6. β adalah lintang SKH, yang diukur dari bidang ekliptika. Positif (+) untuk diatas bidang
ekliptika, dan negatif (-) untuk dibawah bidang ekliptika.
7. Titik Aries merupakan salah satu titik potong antara ekuator langit dengan lingkaran
Ekliptika (atau disingkat dengan nama Ekliptika), tempat menyeberang Matahari dari
belahan langit selatan ke belahan langit utara
8. Lintang dan bujur Ekliptika titik Aries masing-masing adalah nol derajat (β Aries = 0°
dan λ Aries = 0°).
9. Ekliptika dengan Ekuator Langit membentuk sudut kemiringan ekliptika, e, sebesar
23°.5 .
10. Bujur Ekliptika sebuah benda langit mempunyai harga 0°