Matahari: Pengertian, Bagian/Struktur + Gambar, Unsur, Karakteristik, Gangguan, Keadaan, Gerak dan Peranan Bagi Kehidupan

Daftar Materi Geografi

• 1. Dasar-Dasar Ilmu Geografi
• 2. Jagad Raya dan Sistem Tata Surya
• 3. Sejarah Perkembangan Muka Bumi

Advertisement

Baca Juga:

Tata surya terdiri atas Matahari, planet dan satelit-satelitnya. Selain itu, terdapat asteroid, meteor, dan komet. Menurut seorang ahli Astronomi bernama Nicolaus Copernicus, Matahari merupakan pusat tata surya, sedangkan benda-benda langit lainnya dalam keluarga tata surya beredar mengelilingi Matahari, dengan garis edar (orbit) berbentuk ellips. Hipotesis Copernicus ini dikenal dengan Faham Heliosentris.

Nah, pada kesempatan kali ini kita akan belajar segala hal mengenai Matahari yang meliputi pengertian, karakteristik, bagian-bagian atau struktur, unsur, pergerakan dan peranan atau fungsi matahari bagi kehidupan. Untuk itu, silahkan kalian simak baik-baik penjelasan berikut ini. Selamat membaca dan belajar semoga bisa paham.

Pengertian dan Karakteristik Matahari

Matahari merupakan salah satu bintang di dalam Galaksi Bima Sakti yang memiliki fungsi dan peranan paling penting di dalam struktur tata surya. Matahari merupakan bagian dari tata surya yang memiliki ukuran, massa, volume, temperatur, dan gravitasi yang paling besar sehingga matahari memiliki pengaruh yang sangat besar pula terhadap benda-benda angkasa yang beredar mengelilinginya.

Matahari dalam sistem tata surya mempunyai peranan sangat besar, antara lain matahari sebagai pusat peredaran dan sebagai sumber tenaga di lingkungan tata surya. Matahari merupakan bola gas mahabesar yang menyala. Diameter matahari kira-kira 1.400.000 km, lebih dari 100 kali diameter Bumi. Massa matahari itu sama dengan 333.420 kali massa bumi.

Matahari mempunyai suatu tarikan gravitasi sebesar 28 kali lebih kuat daripada tarikan gravitasi bumi. Hal ini berarti bahwa seseorang yang beratnya 90 kg di permukaan bumi, jika berada di permukaan matahari beratnya akan menjadi 28 × 90 kg atau sama dengan 2.520 kg atau 21/2 metrik ton.

Di pusat Matahari suhunya mencapai 14.000.000 0C atau lebih, namun suhu pada permukaan matahari jauh lebih dingin, yaitu antara 5.000 0C dan 6.0000C. Suhu ini masih cukup panas untuk menguapkan hampir semua zat yang ada di Bumi, baik zat padat maupun zat cair.

Temperatur matahari yang sangat tinggi menurut Dr. Bethe (1938) disebabkan oleh adanya reaksi inti di dalam tubuh matahari. Ia berpendapat bahwa dalam keadaan panas dan tekanan yang sangat tinggi, atom-atom di dalam tubuh matahari akan kehilangan elektron-elektronnya sehingga kemudian menjadi inti atom yang bergerak ke berbagai arah dengan kecepatan yang sangat tinggi, dan menimbulkan tumbukan antar inti atom dan penghancuran sebagian massanya (massa defect), kemudian berubah menjadi energi panas dan cahaya yang dipancarkan ke berbagai arah.

Matahari merupakan dapur raksasa tempat proses ledakan nuklir yang sangat dahsyat. Di pusat matahari terjadi ledakan inti hidrogen menjadi helium maka terjadilah panas yang tinggi. Panas ini merambat dari dalam ke bagian luar bola matahari. Lalu, panas ini dipancarkan ke ruang angkasa hingga mencapai permukaan bumi. Waktu yang diperlukan oleh sinar matahari mencapai permukaan bumi adalah sebagai berikut:

■ Jarak matahari ke bumi ± 150.000.000 km.

■ Tiap-tiap satu detik, sinar matahari menempuh jarak sejauh 300.000 km (disebut satu detik cahaya).

■ Waktu yang dibutuhkan oleh sinar matahari untuk sampai ke bumi = 150.000.000/300.000 = 500 detik atau 8,33 menit.

■ Jarak matahari ke bumi disebut 1 satuan astronomi (1 sa) atau 1 au (satu astronomic unit).

Volume (isi) matahari adalah 1.300.000 kali volume bumi. Beratnya hanya 330.000 × berat bumi. Kepadatan bahannya hanya 1/4 × kepadatan bahan bumi, karena bahan-bahan matahari hanya uap dan gas saja. Rotasinya arah negatif, yaitu pada bagian equator berotasi 34 hari, sedangkan pada bagian kutub 27 hari. Hal tersebut disebabkan karena matahari adalah gas. Rata-rata rotasinya 25,38 hari.

Struktur Lapisan Matahari

Secara garis besar, struktur lapisan matahari dari dalam ke luar terdiri atas beberapa bagian, yaitu barisfer (inti matahari), zona radiasi, zona konvektif, fotosfer matahari, atmosfer matahari dan heliosfer. Berikut ini gambar dan penjelasan penjelasan bagian-bagian matahari tersebut.

1. Barisfer (Inti Matahari)

Inti matahari adalah bagian dari matahari yang letaknya paling dalam, berdiameter sekitar 500.000 km dengan tingkat temperatur sekitar 15.000.000°C. Pada bagian ini berlangsung reaksi inti yang menyebabkan terjadinya sintesis hidrogen menjadi helium dengan karbon sebagai katalisatornya.

Inti matahari ini merupakan sumber energi utama matahari. Didalam inti matahari terdapat proton, elektron, dan neutron. Pada bagian ini terjadi reaksi fusi atau rekasi termo nuklir. Di bagian inti matahari ini terdapat gaya gravitasi yang dapat menarik semua materi. Karena materi-materi tersebut tertarik maka terjadilah tekanan. Tekanan ini akan memicu terjadinya reaksi fusi matahari.

Jarak inti kepermukaan matahari adalah 50.2000 km. Diameter inti matahari 386.160 km. Bagian inti matahari adalah bagian bersuhu paling panas dibandingkan suhu bagian lainnya.

2. Zona Radiasi

Bagian matahari yang terdapat diatas bagian inti matahari adalah zona radiasi. Zona radiasi merupakan bagian matahari yang menyelimuti inti matahari. Bagian ini berfungsi sebagain tempat terjadinya distribusi energi. Energi yang dibentuk oleh inti matahari akan didistribusikan ke suluruh bagian matahari melalui foton yang terdapat di bagian ini.

Foton merupakan suatu radiasi yang terjadi karena adanya hasil reaksi antara hidrogen dan helium. Suhu pada bagian zona radiasi lebih rendah jika dibandingkan suhu inti matahari. Suhunya dapat lebih rendah 2.000.000 Kelvin hingga 7.000.000 Kelvin dari bagian inti. Zona ini mengisi sekitar 45% radius matahari.

3. Zona Konvektif

Diatas zona radiasi terdapat zona konvektif. Zona konvektif merupakan zona yang terdapat arus konveksi. Arus konveksi ini di gunakan untuk membawa energi matahari ke bagian lapisan atmosfer planet-planet seperti bumi. Arus konveksi ini membawa foton lebih cepat dari transfer yang terjadi di zona radiasi. Waktu yang dibutuhkan foton untuk dapat terdistribusi dari inti melewati zona radiasi dan zona konveksi menuju permukaan matahari adalah sekitar 100.000 tahun hingga 200.000 tahun.

4. Fotosfer Matahari

Fotosfer matahari adalah lapisan berupa bulatan berwarna perak kekuning-kuningan yang terdiri atas gas padat bersuhu tinggi. Pada fotosfer matahari terlihat adanya bintik atau noda hitam berdiameter sekitar 300.000 km. Bahkan ada yang berdiameter lebih besar dari diameter bumi dengan kedalaman sekitar 800 km disebut umbra. Di sekeliling umbra, biasanya terdapat lingkaran lebih terang disebut penumbra.

Noda-noda hitam pada matahari secara keseluruhan disebut noda matahari (sun spots). Permukaan fotosfer bukan merupakan suatu bidang rata tetapi berbintik-bintik (berbutir-butir) yang disebut dnegan granulasi fotosfer.

Fotosfer atau Photosphere merupakan bagian  matahari yang memisahkan bagian dalam matahahari atau interior matahari (inti matahari, zona radiasi dan zona konveksi) dengan atmosfer matahari. Bagian inilah yang dapat dilihat terlihat jika diamati.

Photosphere ini merupakan tempat untuk meradiasikan cahaya matahari yang sampai ke bumi. Kepadatan pada lapisan ini berkisar anatara 0,37% dari kepadatan atmosfer di permukaan laut. Di atas lapisan fotosfer ini terdapat lapisan terdingin di matahari, suhu lapisan tersebut sekitar 4100 Kelvin. bagian tersebut terletak 500 km di atas fotosfer.

5. Atmosfer Matahari

Atmosfer matahari adalah lapisan paling luar dari matahari yang berbentuk gas, terdiri atas tiga lapisan, yaitu kromosfer, zona transisi dan korona.

■ Kromosfer merupakan lapisan atmosfer matahari bagian bawah yang terdiri atas gas yang renggang berwarna merah dengan ketebalan sekitar 10.000 km. Lapisan gas ini merupakan lapisan yang paling dinamis karena seringkali muncul tonjolon cahaya berbentuk lidah api yang memancar sampai ketinggian lebih dari 200.000 km yang disebut prominensa (protuberans).

■ Zona transisi matahari terdapat di atas kromosfer. Zona transisi ini merupakan bagian yang memisahkan antara kromosfer dan korona.

■ Korona adalah lapisan atmosfer matahari bagian atas yang terdiri atas gas yang sangat renggang dan berwarna putih atau kuning kebiruan, serta memiliki ketebalan mencapai ribuan kilometer.

Kromosfer dan korona dalam keadaan normal tidak dapat terlihat jelas dari bumi karena tingkat sinar terangnya lebih rendah dari lapisan permukaan matahari. Atmosfer matahari (kromosfer, zona transisi, korona, dan prominensa) dapat terlihat jelas jika bulatan matahari tertutup oleh bulatan bulan pada saat terjadi gerhana matahari total atau melalui pengamatan dengan menggunakan alat yang disebut koronagraf.

6. Heliosfer

Heliosphere merupakan bagian yang berada diluar atmosfer matahari, bagian ini sangat tipis dan tersusun atas plasma dan angin matahari. Angin matahari merupakan arus konstan partikel-partikel yang bermuatan dilepaskan dari atmosfer matahari.

Bagian ini sangat luas, keluasannya hingga melewati orbit pluto hingga heliopouse. Heliopouse merupakan bagian permukaan terluar heliosphere yang berhadapan dengan medium antar bintang.

Matahari merupakan bintang berwarna kuning, seperti bintang Capella pada rasi Auriqa. Antares pada rasi Scorpio berwarna merah. Perbedaan warna tersebut disebabkan perbedaan suhu bintang tersebut. Bintang berwarna kuning lebih tinggi daripada yang merah. Bintang berwarna putih lebih panas dari matahari, misalnya bintang Sirius pada rasi Canis Mayor dan bintang Vega pada rasi Lyra. Bintang yang paling panas berwarna kebirubiruan, seperti bintang Spica pada rasi Virgo.

Gangguan Matahari

Selain terjadinya reaksi fusi termonuklir yang menyebabkan matahari memiliki cahaya dan energi sendiri, matahari juga memiliki beberapa aktifitas atau sering disebut dengan gangguan matahari seperti bintik matahari (Sunspots), jilatan atau lidah api matahari (Prominensa), angin matahari dan badai matahari (Solar Storm).

■ Bintik Matahari (Sunspot)

Bintik matahari dapat ditemukan dibagian fotosfer matahari. Bintik matahari ini berupa granula cekung dan berwarna gelap dengan jumlah yang tidak terhitung. Bintik matahari ini memiliki medan magnet yang sangat kuat, sekitar 5000 kali kekuatan medan magnet bumi.

Garis medan magnet akan keluar dari bintik satu dan masuk ke bintik lainnya. Aktifitas bintik matahari ini terjadi sebagai bagian dari siklus matahari yang terjadi setiap 11 tahun. Namun apa yang menyebabkan siklus ini belum diketahui. Saat ini para peneliti baru membuat hipotesis-hipotesis terkait siklus 11 tahun matahari.

■ Lidah Api Matahari (Prominensa)

Kadang-kadang, ledakan keras bisa terjadi tiba-tiba dalam kelompok bintik matahari yang kompleks. Ledakan ini disebut dengan lidah api matahari. Lidah atau jilatan api matahari diperkirakan terjadi akibat perubahan tiba-tiba pada daerah dimana medan magnet terkonsentrasi. Pada saat ledakan terjadi, pelepasan gas, elektron dan cahaya terlihat serta X-Ray juga terjadi.

■ Angin Matahari

Angin matahari merupakan aliran partikel-partikel yang dikeluarkan dari atas atmosfer matahari yang pergerakannya menjangkau seluruh tata surya. Partikel tersebut memiliki kandungan energi yang sangat tinggi, tetapi pergerakannya keluar dari medan gravitasi matahari dengan kecepatan yang tinggi.

■ Badai Matahari (Solar Strom)

Badai matahari yang juga disebut sebagai badai geomagnetik adalah sebuah gangguan sementara pada magnetosphere bumi yang disebabkan oleh gelombang kejut angin matahari serta awan medan magnet matahari yang berinteraksi dengan medan magnet bumi.

Badai geomagnetik ini dapat merusak satelit dan sistem listrik. Selain badai geomagnetik bukti lainnya adalah aurora di daerah kutub dan partikel yang menyerupai ekor panjang komet. Ekor panjang pada komet ini disebabkan karena adanya hembusan angin matahari.

Gangguan-gangguan pada permukaan matahari akan menimbulkan gangguan pada keadaan listrik di atmosfer Bumi, sehingga mengganggu siaran radio, TV, dan jarum magnet.

Unsur-Unsur Matahari

Hidrogen merupakan unsur utama matahari, dengan massa lebih dari 80%. Helium merupakan unsur kedua, sejumlah 19%. Satu persen massa matahari selebihnya terdiri atas gabungan unsur-unsur Oksigen (O2), Magnesium (Mg), Nitrogen (N), Silikon (Si), Karbon (C), Belerang (S), Besi (Fe), Natrium (Na), Kalsium (Ca), Nikel (Ni), dan beberapa unsur mikro lainnya yang persentasenya kecil.

Matahari merupakan campuran dari atom-atom gas, inti-inti atom, dan partikel-partikel atom, seperti elektron, proton (bermuatan positif), neutron (tidak bermuatan), positron (bermuatan positif), dan neutrino (tidak bermuatan). Seluruh massa matahari berbentuk gas panas yang disebut plasma. Suhu yang tinggi, hampir tidak memungkinkan terjadinya reaksi kimia di matahari.

Keadaan Matahari

Berdasarkan penelitian, umur matahari dapat mencapai milyaran tahun, tetapi semua itu ada awal terbentuknya matahari maupun akhir kegiatan matahari. Hal tersebut disebabkan karena matahari terus-menerus memancarkan cahaya atau energi yang akan habis setelah memancarkan 380.000.000.000.000.000.000.000 (380 milyar triliun) watt per detik yang sebagian kecil dinikmati untuk kehidupan makhluk di bumi.

Energi matahari akan habis 5.000.000.000 tahun (5 milyar tahun) yang akan datang. Matahari seperti bom nuklir yang memancarkan energi ke seluruh penjuru ruang angkasa sebanyak 657.000.000 ton per detik (657 juta ten per detik). Pada saat itulah matahari akan mengembang atau membesar sampai mencapai planet Merkurius dan Venus.

Lapisan fotosfer akan mendingin terus sehingga suhu di bumi dapat mencapai 500oC. Makhluk di bumi akan musnah, air laut akan mendidih dan habis menguap, yang tinggal hanya garamnya saja. Kehidupan di bumi musnah seluruhnya. Matahari akan menyusut atau mengecil dan tidak stabil lagi.

Setelah berjuta-juta tahun, matahari akan menjadi dingin sebagai bola raksasa hitam tanpa cahaya (seperti tertulis di Tafsir Alquran bahwa matahari akan terus mendekati bumi, memusnahkan seluruh makhluk, dan menghancurkan gunung-gunung yang bergolak). Semua peristiwa tersebut menurut para ahli astronomi dengan melihat perkembangan bintang-bintang, yaitu ada bintang yang baru lahir dan ada pula bintang yang telah tua dan mati. Sementara matahari adalah sebuah bintang juga.

Pergerakan Matahari

Matahari ternyata tidak hanya dalam keadaan statis saja, namun matahari juga mengalami pergerakan. Berdasarkan gerakannya, matahari mengalami dua jenis pergerakan. Kedua jenis pergerakan tersebut adalah sebagai berikut:

■ Matahari mengalami rotasi selama 27 hari untuk satu kali putaran. Pergerakan rotasi matahari ini dapat diketahui karena adanya perubahan posisi bintik matahari. Kemiringan sumbun rotasi matahari adalah 7,25o dari sumbu orbit bumi. Hal inilah yang menyebabkan kutub utara matahari lebih terlihat dibulan September. Sedangkan kutub selatannya akan lebih terlihat pada bulan Maret. Matahari adalah bola gas yang bagian-bagiannya tidak berotasi dengan kecepatan yang seragam. Menurut para ahli rotasi bagian dalam matahari tidak sama dengan rotasi bagian permukaannya. Dibagian equator  untuk melakukan rotasi diperlukan waktu sekitar 24 hari sedangkan dibagian kutubnya membutuhkan waktu rotasi sekitar 31 hari.

■ Matahari selain brotasi ternyata juga mengalami gerakan mengelilingi galaksi. Matahari bersama dengan komponen-komponen tata surya yang bergerak pada orbitnya mengelilingi galaksi bima sakti.

Peranan Matahari Bagi Kehidupan di Bumi

Matahari secara langsung atau tidak langsung merupakan sumber energi bagi kehidupan manusia. Sinar matahari yang sampai ke bumi hanya sekitar setengah milyar dari seluruh hasil energi matahari, hal ini disebabkan letak matahari yang sangat jauh dari bumi. Pengaruh atau peranan matahari terhadap kehidupan manusia di bumi antara lain sebagai berikut.

■ Pengaruh sinar inframerah

Sinar infra merah sebagai salah satu spektrum cahaya matahari yang tidak kasat mata sebetulnya memiliki potensi dan efek panas yang terbesar. Pengaruhnya terhadap kehidupan yaitu mempunyai peranan pada terbentuknya siklus air di bumi (sinar inframerah menguapkan air laut, lalu pada saatnya air laut akan mengembun dan turun sebagai hujan).

■ Pengaruh sinar ultraviolet

Sinar ultraviolet sebagai salah satu spektrum cahaya matahari yang tidak kasat mata sebetulnya memilki potensi dan efek kimia yang terbesar. Pengaruhnya terhadap kehidupan antara lain:

(1) memiliki daya pembasmi terhadap bibit penyakit, terutama penyakit kulit.

(2) memberikan energi kepada tumbuhan untuk melakukan proses asimilasi atau fotosintesis.

(3) membantu proses pengubahan provitamin D menjadi vitamin D yang berfungsi untuk membantu pertumbuhan dan kesehatan tulang manusia.

■ Energi pancaran matahari dapat diubah langsung menjadi energi listrik melalui panel surya, yang dapat dimanfaatkan untuk kepentingan hidup manusia.

■ Energi pancaran matahari dapat diubah langsung menjadi energi kalor. Energi kalor dapat digunakan untuk memanaskan air yang berguna untuk mandi air hangat.

■ Matahari berperan sebagai pengatur cuaca dan iklim di bumi

■ Peran matahari juga mempengaruhi cepat lambatnya siang malam yang terjadi di beberapa daerah di permukaan bumi.