DATA DIGITAL BENDA LANGIT

Transkripsi

1 DATA DIGITAL BENDA LANGIT Chatief Kunjaya KK Astronomi, ITB

2 KOMPETENSI DASAR XII.3.8 Memahami efek fotolistrik dan sinar X dalam kehidupan sehari-hari XII.3.9 Memahami transmisi dan penyimpanan data dalam bentuk digital dan penerapannya dalam teknologi informasi dan komunikasi XII.4.8 Menyajikan hasil analisis data tentang penerapan efek fotolistrik dan sinar X dalam kehidupan sehari-hari XII.4.9 Menyajikan hasil penelusuran informasi tentang transmisi dan penyimpanan data dalam bentuk digital dan penerapannya dalam teknologi informasi dan komunikasi

3 EFEK FOTOLISTRIK Efek Fotolstrik adalah peristiwa timbulnya akumulasi muatan atau arus listrik pada suatu bahan yang disinari cahaya Fenomena ini menunjukkan bahwa cahaya juga mempunyai sifat partikel Semakin banyak cahaya yang jatuh pada bahan, semakin banyak elektron dilepaskan dan diakumulasikan Hal ini membuka kemungkinan bagi pengukuran kuat sumber cahaya secara elektronik. Dari sana dibuatlah fotometer, pengukur kuat cahaya bintang

4 KAMERA CCD Sebelum ada kamera elektronik astronom merekam citra bintang dan menaksir kuat cahayanya menggunakan pelat fotografi, yaitu plastik atau kaca yang dilapisi emulsi yang sensitif terhadap cahaya. Setelah penemuan fotometer, dibuat fotometer berukuran kecil, lalu banyak fotometer kecil disusun dalam suatu bidang. Inilah awal lahirnya kamera CCD (Charge Coupled Device) Bagian sensitif cahaya dari sebuah kamera CCD disebut chip. Sebuah chip merupakan susunan pixel 2 kecil yang masing 2 dapat mengakumulasi elektron jika disinari.

5 CHIP KAMERA CCD

6 KAMERA CCD Elektron yang terakumulasi di pixel 2 chip CCD kemudian dibaca oleh kamera dan direkam oleh komputer pengontrol dalam bentuk file citra, dikonversikan menjadi angka cacah foton (count). Isi file citra sebenarnya adalah matriks daftar angka count tiap pixel, oleh karena itu kita dapat melakukan operasi aritmatika (tambah, kurang) antara dua citra atau perkalian atau pembagian dengan suatu angka.

7

8 MENGUKUR KUAT CAHAYA BINTANG Mengukur kuat cahaya bintang, pada prinsipnya sangat mudah, yaitu jumlahkan semua angka cacah foton pada pixel 2 yang memuat citra bintang Pada prakteknya tidak semudah itu, perlu ada koreksi 2 yang harus dilakukan karena berbagai faktor, misalnya pengaruh temperatur, perbedaan sensitivitas antar pixel, pengaruh polusi cahaya dan lain-lain. Kemungkinan melakukan koreksi ini membuat citra kamera CCD lebih unggul dari pelat fotografi.

9 MENGUKUR KUAT CAHAYA BINTANG Citra hasil koreksi bisa nampak lebih bersih dan lebih kontras dibanding semula. Kuat cahaya bintang di dalam bidang astronomi dinyatakan dalam magnitudo. Untuk menentukan magnitudo semu suatu bintang diperlukan pengukuran cacah foton bintang lain yang sudah diketahui magnitudonya (bintang standard). Setelah melalui proses koreksi, magnitudo bintang yang akan diukur dihitung dengan : m 1 1 m2 2,5 log 2,5log f 2 f C C 1 2

10 CONTOH SOAL Sebuah bintang diamati dengan teropong dan kamera CCD, setelah dilakukan koreksi dan semua pixel yang dianggap menampung cahaya bintang itu dijumlahkan diperoleh cacah foton total count. Sedangkan bintang lain yang udah diketahui magnitudonya 3,6 cacah fotonnya count. Berapakah magnitudo bintang itu?

11 JAWAB Dengan mengingat bahwa cacah foton sebanding dengan fluks, maka kita dapat menggunakan persamaan magnitudo dengan mengganti fluks dengan cacah foton m m 2,5 log 2, log f 2 f C C 1 2 Diperoleh m 1 = 4,9 m1 3,6 2,5log

12 PEREKAMAN SPEKTRUM BINTANG Cahaya bintang yang terdiri dari berbagai warna dapat diuraikan menggunakan prisma atau spektrograf, menghasilkan spektrum bintang. Cahaya bintang yang terurai itu jika jatuh di permukaan chip CCD lalu direkam dapat menghasilkan citra spektrum bintang. Pixel 2 citra spektrum pada kolom yang sama berasal dari cahaya bintang dengan panjang gelombang yang sama, sehingga angka 2 nya boleh dijumlahkan, besarnya menggambarkan intensitas cahaya. Jika kita merunut citra spektrum dari kiri ke kanan, artinya kita merunut berdasarkan panjang gelombang Sebagai pengganti citra spektrum, dapat diplot intensitas terhadap panjang gelombang.

13 K+H Lines G band Spektrum Bintang Kelas G 100 Intensitas H H H H Mg I Mg I H Panjang Gelombang (Å)

14 PENYIMPANAN DATA DIGITAL BENDA LANGIT Hasil pemotretan dengan kamera CCD setelah dikoreksi, bisa disimpan di berbagai media dalam bentuk data digital, bahkan bisa disimpan di internet sehingga bisa diambil oleh pihak lain. Data yang disimpan di internet bukan hanya berupa file citra, tapi bisa juga spektrum dalam bentuk grafik, data numerik, dokumentasi paper, peta dan lain-lain. Pusat data benda langit di internet itu sering disebut observatorium maya (virtual observatory) Para astronom dapat mengunduh data yang diperlukan untuk keperluan penelitian, pendidikan dan lain-lain.

15 PENYIMPANAN DATA DIGITAL BENDA LANGIT Contoh observatorium virtual : Sloan Digital Sky Survey (SDSS) Simbad Software interaktif juga sudah tersedia untuk mengakses berbagai data observatorium maya, contohnya adalah World Wide Telescope (WWT)

16 CONTOH SOAL (IOAA 2009) Diberikan citra hasil pengamatan bintang yang sudah diolah sehingga bersih, berukuran pixel, disana nampak citra 5 buah bintang. Tabel angka cacah foton tiap pixel diberikan dalam bentuk matriks. Tiga buah bintang diketahui magnitudonya. Siswa diminta menghitung magnitudo dua bintang lainnya dengan menggunakan aperture berbentuk bujur sangkar.