Penjelasan dan Struktur Matahari sebagai Pusat Tata Surya

A. Matahari Sebagai Pusat Tata Surya

Matahari merupakan sumber energi untuk kehidupan yang berkelanjutan. Panas matahari menghangatkan bumi dan membentuk iklim, sedangkan cahayanya menerangi Bumi serta dipakai oleh tumbuhan untuk proses fotosintesis. Tanpa matahari, tidak akan ada kehidupan di bumi karena banyak reaksi kimia yang tidak dapat berlangsung.

Matahari merupakan bintang terdekat dengan Bumi dengan jarak rata-rata sekitar 150 juta kilometer (93.026.724 mil) yang berbentuk seperti bola raksasa dengan diameter 1.392.000 kilometer atau 865.000 mil, sama dengan 109 kali diameter bumi. Matahari terbentuk dari gas hidrogen (74%) dan helium (25%).

Matahari

Senyawa penyusun lainnya terdiri dari besi, nikel, silikon, sulfur, magnesium, karbon, neon, kalsium, dan kromium. Cahaya matahari berasal dari hasil reaksi fusi hidrogen menjadi helium. Matahari termasuk bintang berwarna kuning (Bintang golongan G) yang berperan sebagai pusat tata surya. Seluruh komponen tata surya termasuk 8 planet dan satelit masing-masing, planet-planet kerdil, asteroid, komet, dan debu angkasa berputar mengelilingi matahari.

Nicolas Copernicus adalah orang pertama yang mengemukakan teori bahwa matahari adalah pusat peredaran tata surya di abad 16. Teori ini kemudian dibuktikan oleh Galileo Galilei dan pengamat angkasa lainnya. Teori yang kemudian dikenal dengan nama ini mematahkan teori geosentris (bumi sebagai pusat tata surya) yang dikemukakan oleh Ptolemy dan telah bertahan sejak abad ke dua sebelum masehi.

Matahari tergolong bintang tipe G, dengan ciri memiliki suhu permukaan sekitar 6.000 ^oC dan umumnya bertahan selama 10 juta tahun. Matahari diperkirakan berusia sekitar 7 juta tahun lagi, sebelum hidrogen di intinya habis. 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.  

Matahari memiliki gaya gravitasi sebanding dengan 28 kali gravitasi di Bumi. 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. Gravitasi matahari memungkinkannya menarik semua komponen-komponen penyusunnya membentuk suatu bentuk bola sempurna. Gravitasi matahari jugalah yang menahan planet-planet yang mengelilinginya tetap berada pada orbit masing- masing. Pengaruh dari gravitasi matahari masih dapat terasa hingga jarak 2 tahun cahaya.

Radiasi matahari, lebih dikenal sebagai cahaya matahari, adalah campuran gelombang elektromagnetik yang terdiri dari gelombang inframerah, cahaya tampak, sinar ultraviolet. Semua gelombang elektromagnetik ini bergerak dengan kecepatan sekitar 3,0 x 10⁸ m/s.. Oleh karena itu radiasi atau cahaya memerlukan waktu 8 menit untuk sampai ke bumi. Matahari juga menghasilkan sinar gamma, namun frekuensinya semakin kecil seiring dengan jaraknya meninggalkan inti.

Sama halnya dengan Bumi, Matahari juga berotasi pada sumbunya selama sekitar 27 hari untuk mencapai satu kali putaran. Gerakan rotasi ini pertama kali diketahui melalui pengamatan terhadap perubahan posisi bintik matahari. 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.

B. Struktur Matahari

Matahari memiliki 6 lapisan yang memiliki karakteristik yang berbeda. Lapisan- lapisan tersebut diantaranya adalah sebagai berikut:

1. Inti Matahari

Inti matahari adalah area terdalam dari matahari dan merupakan tempat berlangsungnya reaksi fusi nuklir helium menjadi hidrogen. Reaksi fusi nuklir (termonuklir) ini diperoleh dari energi panas di dalam inti sehingga menyebabkan pergerakan elektron dan proton sangat cepat dan bertabrakan satu dengan yang lain. 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. Energi tersebut dibawa keluar dari matahari melalui radiasi. Inti matahari memiliki suhu sekitar 15 juta derajat Celcius (27 juta derajat Fahrenheit). Suhu dan tekanan yang sedemikian tingginya memungkinkan adanya pemecahan atom-atom menjadi elektron, proton, dan neutron. Neutron yang tidak bermuatan akan meninggalkan inti menuju bagian matahari yang lebih luar.

2. Zona Radiatif

Zona ini adalah daerah yang menyelubungi inti matahari. Energi dari inti dalam bentuk radiasi berkumpul di daerah ini sebelum diteruskan ke bagian matahari yang lebih luar. Kepadatan zona radiatif adalah sekitar 20 g/cm³ dengan suhu dari bagian dalam ke luar antara 7 juta hingga 2 juta derajat Celcius. Suhu dan densitas zona radiatif masih cukup tinggi, namun tidak memungkinkan terjadinya reaksi fusi nuklir.

3. Zona Konvektif

Zona ini adalah lapisan di mana suhu mulai menurun. Suhunya sekitar 2 juta derajat Celcius (3.5 juta derajat Fahrenheit). Setelah keluar dari zona radiatif, atom-atom berenergi dari inti matahari akan bergerak menuju lapisan lebih luar yang memiliki suhu lebih rendah. Penurunan suhu tersebut menyebabkan terjadinya perlambatan gerakan atom sehingga pergerakan secara radiasi menjadi kurang efisien lagi. Energi dari inti matahari membutuhkan waktu 170.000 tahun untuk mencapai zona konvektif. 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. 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. Peristiwa ini terus berulang menyebabkan adanya pergerakan bolak-balik yang menyebabakan transfer energi seperti yang terjadi saat memanaskan air dalam panci. Oleh sebab itu, zona konvektif dikenal juga dengan nama zona pendidihan (the boiling zone). Materi energi akan mencapai bagian atas zona konvektif dalam waktu beberapa minggu.

4. Fotosfer

Fotosfer merupakan permukaan matahari yang meliputi wilayah setebal 500 kilometer dengan suhu sekitar 5.500 derajat Celcius (10.000 derajat Fahrenheit). Sebagian besar radiasi matahari yang dilepaskan keluar berasal dari fotosfer. Energi tersebut diobservasi sebagai sinar matahari di bumi, 8 menit setelah meninggalkan matahari.

5. Kromosfer

Kromosfer adalah lapisan di atas fotosfer. Warna dari kromosfer biasanya tidak terlihat karena tertutup cahaya yang begitu terang yang dihasilkan fotosfer. Namun saat terjadi gerhana matahari total, di mana bulan menutupi fotosfer, bagian kromosfer akan terlihat sebagai bingkai berwarna merah di sekeliling matahari.Warna merah tersebut disebabkan oleh tingginya kandungan helium di sana.

6. Korona

Korona merupakan lapisan terluar dari matahari. Lapisan ini berwarna putih, namun hanya dapat dilihat saat terjadi gerhana karena cahaya yang dipancarkan tidak sekuat bagian matahari yang lebih dalam. Saat gerhana total terjadi, korona terlihat membentuk mahkota cahaya berwarna putih di sekeliling matahari. 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.