MENGENAL GERAK LANGIT DAN TATA KOORDINAT BENDA LANGIT BY AMBOINA ASTRONOMY CLUB A. Gerak Semu Benda Langit Bumi kita berputar seperti gasing. Ketika Bumi berputar pada sumbu putarnya maka hal ini dinamakan dengan gerak rotasi. Untuk menyelesaikan satu putaran (satu kali rotasi), dibutuhkan waktu 23 jam 56 menit 4.1 detik. Penyebab terjadinya siang dan malam serta pergerakan semu (gerak yang tidak sebenarnya) benda-benda langit ialah adanya gerak rotasi ini. Gambar 1. Gerak semu langit ini dikenal sebagai gerak yang kita amati dari Bumi dimana ketika kita mengamati benda-benda langit maka akan terlihat benda-benda langit tersebut terbit di timur dan tenggelam di barat. Karena Bumi berotasi dengan arah yang sebaliknya yaitu dari barat ke timur maka gerak semu ini dapat teramati. Lintasan gerak benda-benda langit yang terbit di timur dan terbenam di barat, dinamakan lintasan harian benda langit. Lintasan harian ini terlihat berbeda jika kita mengamatinya dari lintang berbeda. Jika kita berada tepat di khatulistiwa, kita akan mengamati lintasan harian bendabenda langit tersebut, tegak lurus terhadap horizon. Jika kita berada di bumi belahan selatan (sebelah selatan khatulistiwa), kita akan mengamati lintasan harian benda-benda langit tidak lagi tegak lurus terhadap horizon (daerah pandangan kita yang tegak lurus dengan posisi kita ketika berdiri), tapi condong ke arah utara. Besarnya kemiringan lintasan harian ini tergantung sejauh mana kita dari khatulistiwa. Semakin ke arah selatan, maka garis lintasan gerak harian benda-benda langit akan semakin condong ke arah utara. Begitu juga sebaliknya jika kita bergerak ke arah utara. Semakin ke utara dari khatulistiwa, maka semakin besar kecondongan lintasan harian benda-benda langit itu ke arah selatan.
Gerak semu langit tidak sama periodenya dengan gerak Matahari di langit (diamati dari Bumi). Gerak semu langit periodenya 23 jam 56 menit 4.1 detik, sedangkan gerak harian Matahari di langit periodenya 24 jam. Terdapat perbedaan sekitar 4 menit. Perbedaan ini menyebabkan penampakan langit sedikit berbeda dilihat pada jam yang sama tiap harinya. Sebagai contoh: misalnya sebuah bintang hari in terbit pukul 18:00 sore. Maka keesokan harinya ia akan terbit pukul 17:56, lusa pukul 17:52, dst. Bintang itu akan terbit 4 menit lebih cepat dari hari sebelumnya. Karena itu, perlahan-lahan penampakan langit akan bergeser dari hari ke hari. Kira-kira enam bulan dari sekarang, bagian langit yang berada di atas kepala kita pada (misalnya) jam 9 malam, akan berada di bawah kaki kita. Dengan kata lain, jika kita mengamati langit dengan waktu pengamatan yang terpisak 6 bulan,kita akan mengamati dua belahan bola langit yang berbeda. Objek-objek langit seperti Matahari, Bulan, dan planet-planet, memiliki geraknya sendiri diantara bintang-bintang. Matahari bergerak secara perlahan ke arah timur relatif terhadap bintang-bintang. Karena itu, untuk menyelesaikan satu putaran mulai dari misalnya posisi tepat di atas kepala kita, terbenam, terbit, kembali di atas kepala kita, matahari membutuhkan waktu 24 jam (selang waktu sehari semalam). Bintang-bintang membutuhkan waktu sama denga periode rotasi Bumi, 23j 56m 4.1d. Bulan membutuhkan waktu sedikit bervariasi, kira-kira 50 menit lebih panjang dari 24 jam. Planetplanet bergerak di langit dengan kecepatan yang lebih besar lagi variasinya, tergantung pada seberapa dekat planet tersebut ke Matahari, dan dimana posisinya (dalam orbitnya) relatif terhadap Bumi. B. Trigonometri Bola Dalam meninjau posisi suatu benda langit untuk suatu keperluan seperti misalnya menghitung waktu terbit dan tenggelam suatu benda langit maka kita sangat memerlukan Matematika didalam memecehakannya, terkhususnya Trigonometri Bola. Trigonometri bola membahas hubungan antara sudut-sudut dan sisi sebuah segitiga bola. Sebuah segitiga bola adalah segitiga dipermukaan bola yang sisinya merupakan bagian dari lingkaran besar. Gamabr 2. Busur AB adalah bagian dari lingkaran besar ABT. BC adalah bagian dari lingkaran besar BTC. AC adalah bagian dari lingkaran besar lain yang berpusat di pusat bola P.
Berikut ini adalah beberapa sifat dari segitiga bola yang dapat bermanfaat dalam melakukan analisa: 1. jumlah ketiga sudutnya tidak harus 1800 2. jarak sudut (panjang busur) antara sebuah lingkaran besar dan kutubnya adalah 900 3. panjang busur salah satu busur segitiga bola yang menghadap sudut yang berada di kutubnya adalah sama besar dengan sudut tersebut Pada segitiga bola berlaku rumus-rumus cosinus: cos a cos b cos c + sin b sin c cos A cos b cos a cos c + sin a sin c cos B cos c cos b cos c + sin b sin a cos C dan rumus sinus: sin a sin b sin A sin B sin a sin c sin A sin C sin c sin b sin C sin B Rumus-rumus trigonometri bola tersebut tidak berlaku apabila ada sisi yang bukan merupakan bagian dari lingkaran besar. C. Tata Koordinat Geografis Sistem koordinat Geografis digunakan untuk menunjukkan suatu titik di Bumi berdasarkan garis lintang dan garis bujur. Bila kita melihat sebuah bola Bumi atau Globe, biasanya kita akan melihat garis-garis yang melintang dan membujur. Padahal garis-garis ini pada kenyatannya tidak ada di permukaan Bumi. Garis-garis ini memang garis-garis khayal yang sengaja dibuat untuk mempermudah kita dalam melihat posisi dari suatu lokasi di permukaan Bumi. Suatu garis membujur yang membentuk setengah lingkaran dari kutub utara melalui kota Greenwich di Inggris di hingga ke kutub Selatan merupakan bujur acuan 00. Dari garis ini kearah timur adalah bujur timur dan kearah barat adalah bujur Barat. Garis ini pula yang menjadi acuan waktu universal yang di dunia disebut dengan GMT (Greewich Meam Time) dan dalam Astronomi sering disebut dengan UT (Universal Time). Garis-garis bujur lain, yang membentuk setengah lingkaran dari kutub utara hingga kutub Selatan, merupakan tempat kedudukan titik-titik yang bujurnya sama. Titik yang bujurnya sama, memiliki waktu lokal yang sama pula. Lingkaran-lingkaran yang tegak lurus terhadap garis-garis bujur disebut garis atau lingkaran lintang. Lingkaran-lingkaran lintang ini merupakan tempat kedudukan titik yang mempunyai lintang yang sama. Tempat-tempat yang lingtangnya sama memiliki panjang siang dan malam yang sama. Koordinat atau letak suatu tempat di permukaan Bumi biasanya dinyatakan didalam bujur dan lintang Geografis, contohnya koordinat Kota Ambon 1280 9' BT 30 42' LS. Titik di utara garis katulistiwa dinamakan Lintang Utara atau LU, sedangkan di selatan katulistiwa dinamakan Lintang Selatan atau LS. Kemudian untuk garis bujur ialah, titik yang berada disebah barat bujur 00 dinamakan Bujur Barat atau BB dan disebelah timur bujur 00 dinamakan Bujur Timur atau BT. Dalam Bahasa Inggris garis Lintang disebut dengan Latitude atau disingkat dengan Lat sedangkan garis bujur disebut dengan Longitude atau disingkat dengan Lon
D. Tata Koordinat Horizon Dalam tata koordinat Horison ada dua titik utama yang menjadi dua buah kutub yaitu Zenith dan Nadir. Titik Zenith adalah suatu titik khayal pada Bola Langit dan tepat berada vertikal diatas kepala pengamat. Titk Nadir sebaliknya merupakan titik yang berada pada Bola Langit tepat di bawah kaki pengamat. Lingkaran lintang terbesar disebut dengan lingkaran horizon yang merupakan perpotongan antara perluasan bidang datar tempat pengamat berdiri (sering disebut bidang horizon) dengan bola langit. Di daerah pegunungan memang agak sulit membanyangkan lingkarang Horizon ini, akan tetapi jika kita berdiri tepat di tepi pantai maka perpotongan antara kaki langit dengan permukaan laut dapat dipandang sebagai lingkaran Horizon. Gambar 3. Pada lingkaran horizon terdapat empat titik istimewa yang disebut dengan titik Kardinal yaitu Utara, Timur, Barat dan Selatan. Ada sebuah lingkaran vertikal yang istimewa yaitu meridian pengamat. Lingkaran ini adalah lingkaran yang melalui titik utara, Zenith dan titik Selatan, Nadir. Jika langit dibagi dua sama besar menjadi belahan Barat dan Timur maka lingkaran meridian inilah pemisahnya. Di lingkaran inilah semua bintang-bintang mencapai titik tertinggi (kulminasi atas) didalam peredaran hariannya. Lingkaran meridian bagi dua pengamat yang berada di dua tempat yang berbeda tentu berbeda pula. Pengamat yang berada tepat dititik kutub utara atau titik kutub selatan Bumi tidak dapat menentukan meridian. Disana semua bintang tidak pernah berubah tingginya sehingga tidak dapat ditentukan mana kulminasi atasnya. Lingkaran didalam tata koordinat Horizon disebut dengan istilah tinggi (aaltitude) yang merupakan jarak sudut benda langit dari horizon. Dalam gambar 3 diatas tinggi bintang adalah bujur K. Bujur diistilakan dengan Azimuth (Az), yang kalau bintang berada disebelah barat meridian, diukur dari titik utara ke barat hingga proyeksi benda langit pada lingkaran Horizon yaitu busur UBK atau sudut UZK pada gambar 3. Jika bintang berada disebelah timur meridian, Azimuth diukur dari Utara ke Timur. Dengan demikian angka Azimuth adalah antara 00 sampai 1800 ditambah dengan keterangan Timur dan Barat. Pada koordinat Horizon juga dikenal istilah jarak Zenith (z) yaitu jarak sudut benda langit dari titik Z, maka z 900 - a. Dengan demikian koordinat suatu benda langit dalam tata koordinat ini dapat dinyatakan dalam (Az,a) atau dalam (Az,z). Pada saat kita mengamati suatu benda langit, tinggi benda langit itu tercermin dari kemiringan teropong. Jika teropong tepat vertikal, maka benda langit tersebut berada pada Zenith. Jika teropong membentuk sudut a dengan bidang horizontal, maka tinggi benda langit tersebut adalah a.