Alam Semesta

ALAM SEMESTA

Alam Semesta dapat didefinisikan sebagai segala sesuatu yang dianggap ada secara fisik, seluruh ruang dan waktu, dan segala bentuk materi serta energi. Istilah Semesta atau Jagad Raya dapat digunakan dalam indra kontekstual yang sedikit berbeda, yang menunjukkan konsep-konsep seperti kosmos, dunia, atau alam.

Kata Universe biasanya didefinisikan mencakup keseluruhan. Namun, dengan menggunakan definisi alternatif, beberapa kosmolog berspekulasi bahwa Universe hanya merujuk pada alam dimana keberadaan kita berada. Hal ini terkait dengan pemaknaan alam semesta kita yang hanya merupakan satu dari banyak "semesta" yang secara kolektif disebut multiverse. Sebagai contoh, dalam banyak hipotesis dunia semesta baru yang melahirkan dengan setiap gagasan kutipan pengukuran kuantum, semesta ini biasanya dianggap benar-benar terputus dari kita sendiri dan tidak mungkin dapat diamati memalui indra kontektual manusia. Pengamatan bagian yang lebih tua dari alam semesta (yang jauh) menunjukkan bahwa alam semesta telah diatur oleh hukum fisika yang sama dan konstan di sebagian besar wilayah luas yang mengandung sejarah. Namun, dalam teori gelembung alam semesta, mungkin ada variasi tak terbatas semesta yang dibuat dalam berbagai cara, dan mungkin masing-masing memiliki konstanta fisik yang berbeda.

Sepanjang sejarah mencatat, beberapa kosmolog telah diusulkan untuk menjelaskan pengamatan Semesta. Model paling awal ialah geosentris yang dikembangkan oleh seorang filsuf Yunani kuno bernama Claudius Ptolomeuses. Ia berpendapat bahwa alam semesta memiliki ruang yang tak terbatas dan telah ada sebuah kekekalan, tetapi berisi satu set bola konsentris dengan ukuran terbatas - sesuai dengan bintang tetap, Matahari dan berbagai planet - berputar mengelilingi Bumi yang bulat dan tak bergerak.

 Selama berabad-abad, peningkatan keselarasan pemikiran manusia yang ditopang oleh penemuan teori gravitasi Newton membuat teori heliosentris Copernicus mengenai Tata Surya mulai diyakini. Perbaikan lebih lanjut dalam astronomi menyebabkan kesadaran bahwa tata surya tertanam dalam galaksi yang terdiri dari jutaan bintang, Bima Sakti, dan bahwa ada galaksi lain di luar itu, sejauh selama instrumen astronomi dapat mencapainya. Studi yang meneliti terhadap distribusi galaksi-galaksi dan garis spektrum telah menyebabkan banyak kosmologi modern terkuap. Penemuan pergeseran gelombang merah dan radiasi gelombang mikro, latar belakang kosmik, mengungkapkan bahwa alam semesta berkembang dan tampaknya memiliki awal dan akhir.

Menurut model ilmiah yang berlaku di Alam Semesta, dikenal sebagai Big Bang, alam semesta berkembang dari sebuah fase, sangat panas padat yang disebut zaman Planck, di mana semua materi dan energi alam semesta terkonsentrasi. Sejak zaman Planck, Semesta telah berkembang untuk membentuk saat ini, mungkin dengan jangka waktu singkat (kurang dari 10-32 detik) inflasi kosmik. Beberapa pengukuran eksperimental independen mendukung ekspansi teoretis dan, lebih umum, teori Big Bang.

Pengamatan terbaru menunjukkan bahwa ekspansi ini telah mempercepat energi gelap, dan bahwa sebagian besar masalah di Semesta mungkin dalam bentuk yang tidak dapat dideteksi oleh instrumen ini, dan karenanya tidak diperhitungkan dalam model alam semesta sekarang ini; ini telah dinamai materi gelap. Kekurangakuratan pengamatan saat ini telah menghambat predik± 0,12) miliar tahun, dan bahwa diameter alam semesta yang teramati paling tidak 93 milyar tahun cahaya, atau 8,80 × 1026 meter.  Menurut relativitas umum, ruang dapat memperluas lebih cepat dari kecepatan cahaya, meskipun kita dapat melihat hanya sebagian kecil dari alam semesta karena pembatasan yang diberlakukan oleh hukum kecepatan cahaya itu sendiri. Tidak pasti, apakah ukuran Semesta terbatas atau tak terbatas.

Kata Alam Semesta berasal dari kata-kata Univers (Perancis), yang pada gilirannya berasal dari kata Latin Universum [4]. Bahasa Latin banyak digunakan oleh Cicero dan penulis lainnya, yang kemudian, banyak penggunaan indera makna yang sama seperti kata bahasa Inggris modern yang digunakan. Kata Latin berasal dari kontraksi Unvorsum puitis - pertama kalinya digunakan oleh Lucretius dalam Buku IV (baris 262) De Rerum natura (Dalam Sifat Pemikiran) - yang menghubungkan un, uni (bentuk kombinasi dari Unus, atau "satu") dengan vorsum, versum (sebuah kata benda yang terbuat dari participle pasif vertere sempurna, yang berarti "sesuatu yang dirotasi, digiling, diubah"). Lucretius digunakan dalam arti kata "segalanya digulung menjadi satu, semuanya digabungkan menjadi satu".
Artistik rendition (sangat berlebihan) dari pendulum Foucault menunjukkan bahwa Bumi tidak diam, tetapi berputar.

Interpretasi alternatif unvorsum adalah "semuanya diputar sebagai salah satu" atau "segalanya diputar oleh salah satu". Dalam pengertian ini, dapat dianggap sebagai terjemahan dari sebuah kata Yunani sebelumnya untuk Semesta, περιφορα, "sesuatu diangkut dalam lingkaran", awalnya digunakan untuk menggambarkan suatu program makan, makanan yang dibawa berkeliling lingkaran para tamu makan malam.  Bahasa Yunani ini mengacu pada model Yunani awal alam semesta, di mana semua materi yang terkandung dalam bidang berputar berpusat di Bumi. Menurut Aristoteles, rotasi lingkup terluar bertanggung jawab atas gerak dan perubahan dari segala sesuatu. Itu adalah wajar bagi orang-orang Yunani untuk menganggap bahwa Bumi telah berubah dan bahwa langit berputar mengelilingi bumi, karena pengukuran astronomi dan fisik dengan teliti (seperti pendulum Foucault) diperlukan untuk membuktikan sebaliknya.
Istilah yang paling umum untuk "Alam Semesta" di antara para filsuf Yunani kuno dari Pythagoras adalah το παν (Semuanya), yang didefinisikan sebagai semua materi (το ολον) dan semua ruang (το κενον).  Lainnya, sinonim untuk alam semesta antara filsuf Yunani kuno termasuk κοσμος (artinya dunia, kosmos) dan φυσις (artinya Alam, dari mana kita berasal) memiliki arti kata yang sama, yang ditemukan di penulis Latin (totum, Mundus, natura)  dan bertahan dalam bahasa modern, misalnya, kata-kata Jerman Das Semua, Weltall, dan Natur untuk Universe. Sinonim yang sama ditemukan dalam bahasa Inggris, seperti semua (seperti dalam teori segala sesuatu), kosmos (seperti dalam kosmologi), dunia (seperti pada banyak-dunia hipotesis), dan Alam (seperti dalam hukum alam atau filsafat alam ).

Definisi luas dari alam semesta ditemukan dalam Naturae De divisione oleh filsuf abad pertengahan Johannes Scotus Eriugena, yang didefinisikan sebagai segala sesuatu hanya, segala sesuatu yang ada, dan segala sesuatu yang tidak ada. Waktu tidak dipertimbangkan dalam definisi Eriugena's; demikian, definisinya mencakup segala sesuatu yang ada, telah ada dan akan ada, serta segala sesuatu yang tidak ada, belum pernah ada dan tidak akan pernah ada. Definisi ini mencakup segalanya yang tidak diadopsi oleh sebagian besar filsuf di kemudian hari, tetapi sesuatu yang tidak sepenuhnya berbeda muncul kembali dalam fisika kuantum, mungkin paling jelas dalam perumusan jalan-terpisahkan dari Feynman. Menurut formulasi itu, amplitudo probabilitas untuk berbagai hasil percobaan yang diberikan sangat ditentukan oleh keadaan awal sistem tersebut yang termajukan dari awal ke keadaan akhir. Tentu saja, percobaan hanya dapat memiliki satu hasil, dalam kata lain, hanya satu hasil yang mungkin adalah menjadi nyata di Alam Semesta ini, melalui proses misterius pengukuran kuantum, juga dikenal sebagai runtuhnya fungsi gelombang (namun lihat-banyak dunia hipotesis di bawah ini yang dijelaskan di bagian Multiverse). Dalam hal ini, matematika didefinisikan dengan baik, bahkan yang tidak ada (semua path yang mungkin) dapat mempengaruhi yang akhirnya tidak ada (pengukuran eksperimental). Sebagai contoh khusus, setiap elektron intrinsik identik dengan setiap lainnya, sehingga amplitudo probabilitas harus dihitung memungkinkan untuk kemungkinan bahwa mereka bertukar posisi, sesuatu yang dikenal sebagai simetri tukar. Konsepsi ini merangkul baik Semesta ada dan non-paralel longgar ada doktrin-doktrin Buddhis shunyata dan pengembangan saling bergantung realitas, dan Gottfried Leibniz dengan konsepnya yang lebih modern dari kontingensi dan identitas indiscernibles.

Lebih lazim, Semesta didefinisikan sebagai segala sesuatu yang ada, telah ada, dan akan ada. Menurut definisi dan pemahaman kita, Semesta terdiri dari tiga unsur: ruang dan waktu, yang dikenal sebagai ruang-waktu atau vakum, materi dan berbagai bentuk energi dan momentum menempati ruang-waktu dan hukum-hukum alam yang mengatur semesta raya. Elemen-elemen ini akan dibahas secara lebih rinci di bawah ini. Sebuah definisi terkait istilah Semesta, segala sesuatu yang ada pada saat satu waktu kosmologis, seperti saat ini, seperti dalam kalimat "Jagad Raya sekarang bermandikan seragam dalam radiasi gelombang mikro".
Tiga unsur alam semesta (ruang-waktu, materi-energi, dan hukum fisika) sesuai terhadap ide-ide Aristoteles. Dalam bukunya The Phsyics (Φυσικης, dari mana asal kata "fisika"), Aristoteles membagi το παν (semuanya) menjadi tiga elemen analog kira-kira: materi (hal-hal yang Semesta dibuat), bentuk (susunan yang materi dalam ruang) dan perubahan (bagaimana hal diciptakan, dihancurkan atau diubah dalam sifat-sifatnya, dan sama, bagaimana bentuk yang berubah). Hukum fisika dipahami sebagai aturan yang mengatur sifat materi, bentuk dan perubahan mereka. Kemudian filsuf seperti Lucretius, Ibn Rusyd, Ibn Sina dan Baruch Spinoza diganti atau disempurnakan dalam divisi tersebut, misalnya, Ibn Rusyd dan Spinoza melihat naturans natura (prinsip-prinsip aktif yang mengatur Universe), unsur-unsur yang pasif atas tindakan sebelumnya.

Neptunus

 

Neptunus merupakan planet terjauh (kedelapan) jika ditinjau dari Matahari. Planet ini dinamai dari dewa lautan Romawi. Neptunus merupakan planet terbesar keempat berdasarkan diameter (49.530 km) dan terbesar ketiga berdasarkan massa. Massa Neptunus tercatat 17 kali lebih besar daripada Bumi, dan sedikit lebih besar daripada Uranus.^[7] Neptunus mengorbit Matahari pada jarak 30,1 SA atau sekitar 4.450 juta km. Periode rotasi planet ini adalah 16,1 jam, sedangkan periode revolusinya adalah 164,8 tahun. Simbol astronomisnya adalah ♆, yang merupakan trident dewa Neptunus.
Neptunus ditemukan pada tanggal 23 September 1846.^[1] Planet ini merupakan planet pertama yang ditemukan melalui prediksi matematika. Perubahan yang tak terduga di orbit Uranus membuat Alexis Bouvard menyimpulkan bahwa hal tersebut diakibatkan oleh gangguan gravitasi dari planet yang tak dikenal. Neptunus selanjutnya diamati oleh Johann Galle dalam posisi yang diprediksikan oleh Urbain Le Verrier. Satelit alam terbesarnya, Triton, ditemukan segera sesudahnya, sementara 12 satelit alam lainnya baru ditemukan lewat teleskop pada abad ke-20. Neptunus telah dikunjungi oleh satu wahana angkasa, yaitu Voyager 2, yang terbang melewati planet tersebut pada tanggal 25 Agustus 1989.

Komposisi penyusun planet ini mirip dengan Uranus, dan komposisi keduanya berbeda dari raksasa gas Yupiter dan Saturnus. Atmosfer Neptunus mengandung hidrogen, helium, hidrokarbon, kemungkinan nitrogen, dan kandungan "es" yang besar seperti es air, amonia, dan metana. Astronom kadang-kadang mengategorikan Uranus dan Neptunus sebagai "raksasa es" untuk menekankan perbedaannya.^[8] Seperti Uranus, interior Neptunus terdiri dari es dan batu.^[9] Metana di wilayah terluar planet merupakan salah satu penyebab kenampakan kebiruan Neptunus.^[10]

Sementara atmosfer Uranus relatif tidak berciri, atmosfer Neptunus bersifat aktif dan menunjukkan pola cuaca. Contohnya, pada saat Voyager 2 terbang melewatinya pada tahun 1989, di belahan selatan planet terdapat Titik Gelap Besar yang mirip dengan Titik Merah Besar di Yupiter. Pola cuaca tersebut diakibatkan oleh angin yang sangat kencang, dengan kecepatan hingga 2.100 km/jam.^[11] Karena jaraknya yang jauh dari Matahari, atmosfer luar Neptunus merupakan salah satu tempat terdingin di Tata Surya, dengan suhu terdingin −218 °C (55 K). Suhu di inti planet diperkirakan sebesar 5.400 K (5.000 °C).^[12][13] Neptunus memiliki sistem cincin yang tipis. Sistem cincin tersebut baru dilacaktemu pada tahun 1960-an dan dipastikan keberadaannya oleh Voyager 2 pada tahun 1989

Uranus

Uranus adalah planet ketujuh dari Matahari dan planet yang terbesar ketiga dan terberat keempat dalam Tata Surya. Ia dinamai dari nama dewa langit Yunani kuno Uranus (Οὐρανός) ayah dari Kronos (Saturnus) dan kakek dari Zeus (Jupiter). Meskipun Uranus terlihat dengan mata telanjang seperti lima planet klasik, ia tidak pernah dikenali sebagai planet oleh pengamat dahulu kala karena redupnya dan orbitnya yang lambat.^[14] Sir William Herschel mengumumkan penemuannya pada tanggal 13 Maret 1781, menambah batas yang diketahui dari Tata Surya untuk pertama kalinya dalam sejarah modern. Uranus juga merupakan planet pertama yang ditemukan dengan menggunakan teleskop.
Uranus komposisinya sama dengan Neptunus dan keduanya mempunyai komposisi yang berbeda dari raksasa gas yang lebih besar, Jupiter dan Saturn. Karenanya, para astronom kadang-kadang menempatkannya dalam kategori yang berbeda, "raksasa es". Atmosfer Uranus, yang sama dengan Jupiter dan Saturnus karena terutama terdiri dari hidrogen dan helium, mengandung banyak "es" seperti air, amonia dan metana, bersama dengan jejak hidrokarbon.^[10] Atmosfernya itu adalah atmofer yang terdingin dalam Tata Surya, dengan suhu terendah 49 K (−224 °C). Atmosfer planet itu punya struktur awan berlapis-lapis dan kompleks dan dianggap bahwa awan terendah terdiri atas air dan lapisan awan teratas diperkirakan terdiri dari metana.^[10] Kontras dengan itu, interior Uranus terutama terdiri atas es dan bebatuan.^[9]

]Seperti planet raksasa lain, Uranus mempunyai sistem cincin, magnetosfer serta banyak satelit alami. Sistem Uranian konfigurasinya unik di antara planet-planet karena sumbu rotasi miring ke sampingnya, hampir pada bidang revolusinya mengelilingi Matahari. Sehingga, kutub utara dan selatannya terletak pada tempat yang pada banyak planet lain merupakan ekuator mereka.^[15] Dilihat dari Bumi, cincin Uranus kadang nampak melingkari planet itu seperti sasaran panah dan satelit-satelitnya mengelilinginya seperti jarum-jarum jam, meskipun pada tahun 2007 dan 2008 cincin itu terlihat dari tepi. Tahun 1986, gambar dari Voyager 2 menunjukkan Uranus sebagai planet yang nampak tidak berfitur pada cahaya tampak tanpa pita awan atau badai yang diasosiasikan dengan raksasa lain.^[15] Akan tetapi, pengamat di Bumi melihat tanda-tanda perubahan musim dan aktivitas cuaca yang meningkat pada tahun-tahun belakangan bersamaan dengan Uranus mendekati ekuinoksnya. Kecepatan angin di planet Uranus dapat mencapai 250 meter per detik (900 km/jam, 560 mil per jam).

Saturnus

Saturnus adalah sebuah planet di tata surya yang dikenal juga sebagai planet bercincin, dan merupakan planet terbesar kedua di tata surya setelah Jupiter. Jarak Saturnus sangat jauh dari Matahari, karena itulah Saturnus tampak tidak terlalu jelas dari Bumi. Saturnus berevolusi dalam waktu 29,46 tahun. Setiap 378 hari, Bumi, Saturnus dan Matahari akan berada dalam satu garis lurus. Selain berevolusi, Saturnus juga berotasi dalam waktu yang sangat singkat, yaitu 10 jam 40 menit 24 detik.
Saturnus memiliki kerapatan yang rendah karena sebagian besar zat penyusunnya berupa gas dan cairan. Inti Saturnus diperkirakan terdiri dari batuan padat dengan atmosfer tersusun atas gas amonia dan metana, hal ini tidak memungkinkan adanya kehidupan di Saturnus.
Cincin Saturnus sangat unik, terdiri beribu-ribu cincin yang mengelilingi planet ini. Bahan pembentuk cincin ini masih belum diketahui. Para ilmuwan berpendapat, cincin itu tidak mungkin terbuat dari lempengan padat karena akan hancur oleh gaya sentrifugal. Namun, tidak mungkin juga terbuat dari zat cair karena gaya sentrifugal akan mengakibatkan timbulnya gelombang. Jadi, sejauh ini, diperkirakan yang paling mungkin membentuk cincin-cincin itu adalah bongkahan-bongkahan es meteorit. Cincin ini terentang dari 6.630 km - 120.700 km di atas atmosfer Saturnus.
Hingga 2006, Saturnus diketahui memiliki 56 buah satelit alami. Tujuh di antaranya cukup masif untuk dapat runtuh berbentuk bola di bawah gaya gravitasinya sendiri. Mereka adalah Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea, Titan (Satelit terbesar dengan ukuran lebih besar dari planet Merkurius) dan Iapetus

 Saturnus memiliki bentuk yang diratakan di kutub dan dibengkakkan keluar disekitar khatulistiwa. Diameter khatulistiwa Saturnus sebesar 120.536 km (74.867 mil) dimana diameter dari Kutub Utara ke Kutub Selatan sebesar 108.728 km (67.535 mil), berbeda sebesar 9%. Bentuk yang diratakan ini disebabkan oleh rotasinya yang sangat cepat, merotasi setiap 10 jam 14 menit waktu Bumi. Saturnus adalah satu-satunya Planet di tata surya yang massa jenisnya lebih sedikit daripada air. Walaupun inti Saturnus memiliki massa jenis yang lebih besar daripada air, planet ini memiliki atmosfer yang mengandung gas, sehingga massa jenis relatif planet ini sebesar is 0.69 g/cm³ (lebih sedikit daripada air), sebagai hasilnya, jika Saturnus diletakan di atas kolam yang penuh air, Saturnus akan mengapung.

 Jarak antara Matahari dan Saturnus lebih dari 1.4 milyar km, sekitar 9 kali jarak antara Bumi dan Matahari. Perlu 29,46 tahun Bumi untuk Saturnus untuk mengorbit Matahari yang diketahui dengan nama periode orbit Saturnus. Saturnus memiliki periode rotasi selama 10 jam 40 menit 24 detik waktu Bumi. Namun, Saturnus tidak merotasi dalam rata-rata yang konstan. Periode rotasi Saturnus tergantung dengan kecepatan rotasi gelombang radio yang dikeluarkan oleh Saturnus. Pesawat angkasa Cassini-Huygens menemukan bahwa emisi radio melambat dan periode rotasi Saturnus meningkat. Tidak diketahui hal apa yang menyebabkan gelombang radio melambat.

Bentuk fisik cincin Saturnus

Cincin Saturnus tersebut dapat dilihat dengan menggunakan teleskop modern berkekuatan sederhana atau dengan teropong berkekuatan tinggi. Cincin ini menjulur 6.630 km hingga 120.700 km atas khatulistiwa Saturnus dan terdiri daripada bebatuan silikon dioksida, oksida besi dan partikel es dan batu. Terdapat dua teori mengenai asal cincin Saturnus. Teori pertama diusulkan oleh Édouard Roche pada abad ke-19, adalah cincin tersebut merupakan bekas satelit Saturnus yang orbitnya datang cukup dekat dengan Saturnus sehingga pecah akibat kekuatan pasang surut. Variasi teori ini adalah satelit tersebut pecah akibat hantaman dari komet atau asteroid. Teori kedua adalah cincin tersebut bukanlah dari satelit Saturnus, tetapi ditinggalkan dari nebula asal yang membentuk Saturnus. Teori ini tidak diterima masa kini disebabkan cincin Saturnus dianggap tidak stabil melewati periode selama jutaan tahun dan dengan itu dianggap baru terbentuk.
Sementara ruang terluas di cincin, seperti Divisi Cassini dan Divisi Encke, dapat dilihat dari Bumi, Voyagers mendapati cincin tersebut mempunyai struktur seni yang terdiri dari ribuan bagian kecil dan cincin kecil. Struktur ini dipercayai terbentuk akibat tarikan graviti satelit-satelit Saturnus melalui berbagai cara. Sebagian bagian dihasilkan akibat satelit kecil yang lewat seperti Pan dan banyak lagi bagian yang belum ditemukan, sementara sebagian cincin kecil ditahan oleh medan gravitas satelit penggembala kecil seperti Prometheus dan Pandora. Bagian lain terbentuk akibat resonansi antara periode orbit dari partikel di beberapa bagian dan bahwa satelit yang lebih besar yang terletak lebih jauh, pada Mimas terdapat divisi Cassini melalui cara ini, justru lebih berstruktur dalam cincin sebenarnya terdiri dari gelombang berputar yang dihasilkan oleh gangguan gravitas satelit secara berkala

Yupiter

 

Yupiter atau Jupiter adalah planet terdekat kelima dari matahari setelah Merkurius, Venus, Bumi dan Mars.
Jarak rata-rata antara Yupiter dan Matahari adalah 778,3 juta km. Jupiter adalah planet terbesar dan terberat dengan diameter 149.980 km dan memiliki massa 318 kali massa bumi. Periode rotasi planet ini adalah 9 jam 55 menit, sedangkan periode revolusi adalah 11,86 tahun.
Di permukaan planet ini terdapat bintik merah raksasa yang disebut Badai Besar Abadi. Atmosfer Yupiter mengandung hidrogen (H), helium (He), metana (CH4) dan amonia (NH3). Lapisan atas atmosfer Yupiter terdiri dari 88 - 92% hidrogen dan 8 - 12% helium. Suhu di permukaan planet ini berkisar dari -140^oC sampai dengan 21^oC. Seperti planet lain, Yupiter tersusun atas unsur besi dan unsur berat lainnya. Jupiter memiliki 68 satelit, di antaranya Io, Europa, Ganymede, Callisto (Galilean moons).

 Yupiter memiliki cincin yang sangat tipis ,berwarna hampir sama dengan atmosfernya dan sedikit memantulkan cahaya matahari. Cincin Yupiter terbentuk atas materi yang gelap kemerah-merahan. Materi pembentuknya bukanlah dari es seperti Saturnus melainkan ialah batuan dan pecahan-pecahan debu. Setelah diteliti, cincin Yupiter merupakan hasil dari gagal terbentuknya satelit Yupiter.Cincin yupiter sangat besar.

 Yupiter biasanya menjadi Sesuatu tercerah keempat di langit (setelah matahari, bulan dan Venus); namun pada saat tertentu Mars terlihat lebih cerah daripada Yupiter.

Venus

Venus atau Bintang Kejora adalah planet terdekat kedua dari matahari setelah Merkurius. Planet ini memiliki radius 6.052 km, diameter 12.104 km. Atmosfer Venus mengandung 97% karbondioksida (CO₂) dan 3% nitrogen, sehingga hampir tidak mungkin terdapat kehidupan.

Venus mengorbit selama 224,7 hari Bumi. Planet ini dinamai dewi cinta Romawi dan keindahan. Setelah Bulan, ini merupakan obyek alami terang di langit malam, mencapai magnitudo tampak dari -4.6, cukup terang untuk melemparkan bayangan. Karena Venus merupakan planet rendah dari Bumi, ia tidak pernah muncul untuk usaha jauh dari Matahari : elongasi maksimum mencapai 47,8 °. Venus mencapai kecerahan maksimum sesaat sebelum matahari terbit atau segera setelah matahari terbenam, yang untuk alasan ini telah disebut oleh budaya kuno sebagai Bintang Fajar atau Bintang Sore.
 Venus memiliki Atmosfer. Tekanan Atmosfer di permukaan planet adalah 92 kali lipat dari Bumi. Dengan suhu permukaan rata-rata 735 K (462 ° C, 863 ° F), Venus adalah jauh planet terpanas di tata surya. Ia tidak memiliki siklus karbon untuk mengunci karbon kembali ke permukaan batu dan fitur, juga tidak tampaknya memiliki kehidupan organik menyerap dalam biomassa. Venus mungkin telah memiliki lautan di masa lalu, tetapi ini akan menguap karena suhu naik karena efek rumah kaca. permukaan Venus adalah kering desertscape diselingi dengan slab-seperti batu dan berkala disegarkan oleh vulkanisme.

Permukaan Venus adalah subyek spekulasi sampai beberapa rahasia yang diungkapkan oleh ilmu pengetahuan planet pada abad ke-20. Ini akhirnya dipetakan secara detail oleh Proyek Magellan pada tahun 1990-91. Tanah menunjukkan bukti vulkanisme yang luas, dan belerang di atmosfer mungkin menunjukkan ada beberapa letusan baru-baru ini.
Sekitar 80% dari permukaan Venus ditutupi oleh halus, dataran vulkanik, yang terdiri dari 70% dataran dengan pegunungan dan dataran kerut halus atau lobate 10%. Utara Benua disebut Ishtar Terra. Gunung tertinggi di Venus adalah Maxwell Montes, yang terletak pada Ishtar Terra. Puncaknya adalah 11 km di atas ketinggian permukaan Venus. Selatan benua disebut Aphrodite Terra, Sebuah jaringan fractures dan kesalahan meliputi sebagian dari daerah ini.

Tidak adanya bukti aliran lava yang menyertai salah satu kaldera terlihat tetap teka-teki. Planet ini memiliki beberapa kawah, menunjukkan permukaan relatif muda, sekitar 300 - 600.000.000 tahun. Selain dampak kawah, pegunungan, lembah-lembah dan umum ditemukan pada batu bintang, Venus memiliki sejumlah fitur unik permukaan. Di antaranya adalah datar atasnya fitur vulkanik yang disebut "farra", yang terlihat agak seperti pancake dan berbagai ukuran dari 20-50 km di seluruh, dan 100-1000 m tinggi, radial, bintang-seperti sistem fraktur yang disebut "nova"; fitur dengan baik dan radial konsentris patah tulang menyerupai jaring laba-laba, yang dikenal sebagai "arachnoids", dan "korona", cincin melingkar dari patah tulang terkadang dikelilingi oleh depresi. Fitur-fitur ini adalah gunung berapi di asal.
Kebanyakan fitur permukaan Venus diberi nama setelah sejarah dan mitologi perempuan. Pengecualian adalah Maxwell Montes, dinamai James Clerk Maxwell, dan dataran tinggi daerah Alpha Regio, Beta Regio dan Ovda Regio. Tiga mantan fitur yang bernama sebelum sistem saat ini telah diadopsi oleh International Astronomical Union, badan yang mengawasi planet nomenklatur.
Para bujur fisik fitur pada Venus yang dinyatakan relatif terhadap para meridian utama. Perdana asli meridian melewati titik radar-terang di tengah lonjong fitur Hawa, terletak di sebelah selatan Alpha Regio. Setelah misi Venera diselesaikan, meridian utama didefinisikan kembali melewati puncak sentral dalam kawah Ariadne.

Mars

Mars adalah planet terdekat keempat dari Matahari. Namanya diambil dari dewa perang Romawi, Mars. Planet ini sering dijuluki sebagai "planet merah" karena tampak dari jauh berwarna kemerah-kemerahan. Ini disebabkan oleh keberadaan besi(III) oksida di permukaan planet Mars.Mars adalah planet bebatuan dengan atmosfer yang tipis. Di permukaan Mars terdapat kawah, gunung berapi, lembah, gurun, dan lapisan es. Periode rotasi dan siklus musim Mars mirip dengan Bumi. Di Mars berdiri Olympus Mons, gunung tertinggi di Tata Surya, dan Valles Marineris, lembah terbesar di Tata Surya. Selain itu, di belahan utara terdapat cekungan Borealis yang meliputi 40% permukaan Mars.
Lingkungan Mars lebih bersahabat bagi kehidupan dibandingkan keadaan Planet Venus. Namun begitu, keadaannya tidak cukup ideal untuk manusia. Suhu udara yang cukup rendah dan tekanan udara yang rendah, ditambah dengan komposisi udara yang sebagian besar karbondioksida, menyebabkan manusia harus menggunakan alat bantu pernapasan jika ingin tinggal di sana. Misi-misi ke planet merah ini, sampai penghujung abad ke-20, belum menemukan jejak kehidupan di sana, meskipun yang amat sederhana.
Planet ini memiliki 2 buah satelit, yaitu Phobos dan Deimos. Planet ini mengorbit selama 687 hari dalam mengelilingi Matahari. Planet ini juga berotasi. Kala rotasinya 25,62 jam.
Di planet Mars, terdapat sebuah fitur unik di daerah Cydonia Mensae. Fitur ini merupakan sebuah perbukitan yang bila dilihat dari atas nampak sebagai sebuah wajah manusia. Banyak orang yang menganggapnya sebagai sebuah bukti dari peradaban yang telah lama musnah di Mars, walaupun pada masa kini, telah terbukti bahwa fitur tersebut hanyalah sebuah kenampakan alam biasa.

 Mars memiliki jari-jari sekitar setengah dari jari-jari Bumi. Planet ini kurang padat bila dibandingkan dengan Bumi, dan hanya mempunyai sekitar 15% volume dan 11% massa Bumi. Luas permukaannya lebih kecil dari jumlah wilayah kering di Bumi.Mars lebih besar daripada Merkurius, tetapi Merkurius lebih padat. Akibatnya kedua planet memunyai tarikan gravitasi yang hampir mirip di permukaan—dan tarikan Mars lebih kuat sekitar kurang dari 1%. Ukuran, massa, dan gravitasi permukaan Mars berada "di antara" Bumi dan Bulan (diameter Bulan hanya setengah dari Mars, sementara Bumi dua kalinya; Bumi sembilan kali lebih besar dari Mars, dan Bulan satu per sembilannya). Kenampakan permukaan Mars yang merah-jingga diakibatkan oleh keberadaan besi(III) oksida, yang lebih dikenal dengan nama hematite.

Berdasarkan pengamatan orbit dan pemeriksaan terhadap kumpulan meteorit Mars, permukaan Mars terdiri dari basalt. Beberapa bukti menunjukkan bahwa sebagian permukaan Mars mempunyai silika yang lebih kaya daripada basalt biasa, dan mungkin mirip dengan batu-batu andesit di Bumi. Sebagian besar permukaan Mars dilapisi oleh debu besi(III) oksida yang memberinya kenampakan merah.

Saat ini Mars tidak memunyai medan magnet global, namun hasil pengamatan menunjukkan bahwa sebagian kerak planet termagnetisasi, dan medan magnet global pernah ada pada masa lalu. Salah satu teori yang diumumkan pada tahun 1999 dan diperiksa ulang pada Oktober 2005 (dengan bantuan Mars Global Surveyor) menunjukkan bahwa empat miliar tahun yang lalu, dinamo Mars berhenti berfungsi dan mengakibatkan medan magnetnya menghilang.Ada pula teori bahwa asteroid yang sangat besar pernah menghantam Mars dan mematikan medan magnetnya.

Inti Mars, yang jari-jarinya diperkirakan sebesar 1.480 km, terdiri dari besi dan 14-17% sulfur. Inti besi sulfida ini cair. Lapisan di atas inti Mars adalah mantel silikat yang membentuk banyak objek tektonik dan vulkanik di Mars, tetapi saat ini mantel tersebut sudah tidak aktif. Di atas lapisan mantel adalah kerak, yang ketebalan rata-ratanya sekitar 50 km, dan ketebalan maksimumnya 125 km.
Saat pembentukan Tata Surya, Mars terbentuk dari cakram protoplanet yang mengelilingi Matahari Matahari. Planet ini punya ciri kimia yang berbeda karena letaknya di Tata Surya. Unsur dengan titik didih yang rendah seperti klorin, fosfor, dan sulfur ada dalam jumlah yang lebih besar daripada di Bumi. Unsur-unsur tersebut kemungkinan dihalau dari daerah yang dekat dengan Matahari oleh angin surya muda yang kuat.
Setelah terbentuk, planet-planet melewati masa "Pengeboman Berat Akhir". Bekas tubrukan dari masa tersebut dapat dilihat di 60% permukaan Mars. 40% permukaan Mars adalah bagian dari cekungan yang diakibatkan oleh tubrukan objek sebesar Pluto empat miliar tahun yang lalu. Cekungan di belahan utara Mars yang membentang sejauh 10.600 km ini kini dikenal dengan nama cekungan Borealis

Merkurius

Merkurius adalah planet terkecil di dalam tata surya dan juga yang terdekat dengan Matahari dengan kala revolusi 88 hari dan kala rotasi 59 hari. Kecerahan planet ini berkisar di antara -2 sampai 5,5 dalam magnitudo tampak namun tidak mudah terlihat karena sudut pandangnya dengan Matahari kecil (dengan rentangan paling jauh sebesar 28,3 derajat. Merkurius hanya bisa terlihat pada saat subuh atau maghrib. Tidak begitu banyak yang diketahui tentang Merkurius karena hanya satu pesawat antariksa yang pernah mendekatinya yaitu Mariner 10 pada tahun 1974 sampai 1975. Mariner 10 hanya berhasil memetakan sekitar 40 sampai 45 persen dari permukaan planet.
Mirip dengan Bulan, Merkurius mempunyai banyak kawah dan juga tidak mempunyai satelit alami serta atmosfer. Merkurius mempunyai inti besi yang menciptakan sebuah medan magnet dengan kekuatan 0.1% dari kekuatan medan magnet bumi. Suhu permukaan dari Merkurius berkisar antara 90 sampai 700 Kelvin (-180 sampai 430 derajat Celcius).

Pengamatan tercatat dari Merkurius paling awal dimulai dari zaman orang Sumeria pada milenium ke tiga sebelum masehi. Bangsa Romawi menamakan planet ini dengan nama salah satu dari dewa mereka, Merkurius (dikenal juga sebagai Hermes pada mitologi Yunani dan Nabu pada mitologi Babilonia). Lambang astronomis untuk merkurius adalah abstraksi dari kepala Merkurius sang dewa dengan topi bersayap di atas caduceus. Orang Yunani pada zaman Hesiod menamai Merkurius Stilbon dan Hermaon karena sebelum abad ke lima sebelum masehi mereka mengira bahwa Merkurius itu adalah dua benda antariksa yang berbeda, yang satu hanya tampak pada saat Matahari terbit dan yang satunya lagi hanya tampak pada saat Matahari terbenam. Di India, Merkurius dinamai Budha (बुध), anak dari Candra sang bulan. Di budaya Tiongkok, Korea, Jepang dan Vietnam, Merkurius dinamakan "bintang air". Orang-orang Ibrani menamakannya Kokhav Hamah (כוכב חמה), "bintang dari yang panas" ("yang panas" maksudnya Matahari). Diameter Merkurius 40% lebih kecil daripada Bumi (4879,4 km), dan 40% lebih besar daripada Bulan. Ukurannya juga lebih kecil (walaupun lebih padat) daripada satelit Yupiter, Ganymede dan satelit Saturnus, Titan.


Dengan diameter sebesar 4879 km di katulistiwa, Merkurius adalah planet terkecil dari empat planet kebumian di Tata Surya. Jarak merkurius ke matahari 57 juta km, dan jarak Merkurius dengan Bumi 92 juta km. Merkurius terdiri dari 70% logam dan 30% silikat serta mempunyai kepadatan sebesar 5,43 g/cm³ hanya sedikit dibawah kepadatan Bumi. Namun apabila efek dari tekanan gravitasi tidak dihitung maka Merkurius lebih padat dari Bumi dengan kepadatan tak terkompres dari Merkurius 5,3 g/cm³ dan Bumi hanya 4,4 g/cm³.
Kepadatan Merkurius digunakan untuk menduga struktur dalamnya. Kepadatan Bumi yang tinggi tercipta karena tekanan gravitasi, terutamanya di bagian inti. Merkurius namun jauh lebih kecil dan bagian dalamnya tidak terdapat seperti bumi sehingga kepadatannya yang tinggi diduga karena planet tersebut mempunyai inti yang besar dan kaya akan besi. Para ahli bumi menaksir bahwa inti Merkurius menempati 42 % dari volumenya (inti Bumi hanya menempati 17% dari volume Bumi). Menurut riset terbaru, kemungkinan besar inti Merkurius adalah cair.
Mantel setebal 600 km menyelimuti inti Merkurius dan kerak dari Merkurius diduga setebal 100 sampai 200 km. Permukaan merkurius mempunyai banyak perbukitan yang kurus, beberapa mencapai ratusan kilometer panjangnya. Diduga perbukitan ini terbentuk karena inti dan mantel Merkurius mendingin dan menciut pada saat kerak sudah membatu.

Merkurius mengandung besi lebih banyak dari planet lainnya di tata surya dan beberapa teori telah diajukan untuk menjelaskannya. Teori yang paling luas diterima adalah bahwa Merkurius pada awalnya mempunyai perbandingan logam-silikat mirip dengan meteor Kondrit umumnya dan mempunyai massa sekitar 2,25 kali massanya yang sekarang. Namun pada awal sejarah tata surya, merkurius tertabrak oleh sebuah planetesimal berukuran sekitar seperenam dari massanya. Benturan tersebut telah melepaskan sebagian besar dari kerak dan mantel asli Merkurius dan meninggalkan intinya. Proses yang sama juga telah diajukan untuk menjelaskan penciptaan dari Bulan.
Teori yang lain menyatakan bahwa Merkurius mungkin telah terbentuk dari nebula Matahari sebelum energi keluaran Matahari telah stabil. Merkurius pada awalnya mempunyai dua kali dari massanya yang sekarang, namun dengan mengambangnya protomatahari, suhu di sekitar merkurius dapat mencapai sekitar 2500 sampai 3500 Kelvin dan mungkin mencapai 10000 Kelvin. Sebagian besar permukaan Merkurius akan menguap pada temperatur seperti itu, membuat sebuah atmosfer "uap batu" yang mungkin tertiup oleh angin surya.

Matahari

 

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 pada 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

Karakteristik umum Matahari

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]

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 radiatif, dan zona konvektif yang membentuk lapisan dalam (interior); fotosfer; kromosfer; dan korona sebagai daerah terluar dari Matahari.^[4]

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 rasi bintang 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)

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 surya 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 surya 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 surya.^[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 surya 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]