Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

DND-2006 Fotometri Bintang Fotometri Bintang Keadaan fisis bintang dapat ditelaah baik dari spektrumnya maupun dari kuat cahayanya.  Pengukuran kuat cahaya.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "DND-2006 Fotometri Bintang Fotometri Bintang Keadaan fisis bintang dapat ditelaah baik dari spektrumnya maupun dari kuat cahayanya.  Pengukuran kuat cahaya."— Transcript presentasi:

1 DND-2006 Fotometri Bintang Fotometri Bintang Keadaan fisis bintang dapat ditelaah baik dari spektrumnya maupun dari kuat cahayanya.  Pengukuran kuat cahaya bintang ini disebut juga fotometri bintang.

2 DND  Terang suatu bintang dalam astronomi dinyatakan dalam satuan magnitudo  Hipparchus (abad ke-2 SM) membagi terang bintang dalam 6 (enam) kelompok berdasarkan penampakan- nya dengan mata telanjang,  Bintang paling terang tergolong magnitudo kesatu  Bintang yang lebih lemah tergolong magnitudo kedua  Dan seterusnya hingga bintang paling lemah yang masih bisa dilihat dengan mata termasuk magnitudo ke-6 Terang Bintang

3 DND  Makin terang sebuah bintang, makin kecil magnitudonya magnitudo

4 DND Dalam tabel bawah ini terdapat data magnitudo dari lima buah bintang. Tentukanlah bintang nomor berapa saja yang bisa diamati di langit malam dengan mata telanjang? Tentukan juga bintang mana yang paling terang dan bintang mana yang paling lemah, jelaskanlah. No.Magnitudo 16,5 25,2 37,3 4-2,5 52,7 Contoh :

5 DND  John Herschel mendapatkan bahwa kepekaan mata dalam menilai terang bintang bersifat logaritmik  Bintang yang magnitudonya satu ternyata 100 kali lebih terang daripada bintang yang magnitudo- nya enam  Berdasarkan kenyataan ini, Pogson (Norman Robert Pogson) pada tahun 1856 mendefinisikan skala satuan magnitudo secara lebih tegasNorman Robert Pogson John Herschel ( )

6 DND Skala Pogson didefinisikan sebagai : m 1 – m 2 = - 2,5 log (E 1 /E 2 ) (4-1) atau (4-2) E 1 /E 2 = 2,512 -(m 1 - m 2 )  Tinjau dua bintang : m 1 = magnitudo bintang ke-1 m 2 = magnitudo bintang ke-2 E 1 = fluks bintang ke-1 E 2 = fluks bintang ke-2

7 DND Dengan skala Pogson ini dapat ditunjukkan bahwa bintang bermagnitudo 1 adalah 100 kali lebih terang daripada bintang bermagnitudo 6. Jika m 1 = 1 dan m 2 = 6, maka dari pers. (4-2), = 2,512 = 2,512 = 100 -(1 - 6)5 E 1 = 100 E 2 Secara umum rumus Pogson dapat dituliskan : m = -2,5 log E + tetapan (4-3) merupakan besaran lain untuk menyatakan fluks bintang yang diterima di bumi per cm 2 s -1 E 1 /E 2 = 2,512 -(m 1 - m 2 ) Jadi :

8 DND  Harga tetapan ditentukan dengan mendefinisikan suatu titik nol.  Awalnya sebagai standar magnitudo digunakan bintang Polaris yang tampak di semua Observatorium yang berada di belahan langit utara. Bintang Polaris ini diberi magnitudo 2 dan magnitudo bintang lainnya dinyatakan relatif terhadap magnitudo bintang polaris  Tahun 1911, Pickering mendapatkan bahwa bintang Polaris, cahayanya berubah-ubah (bintang variabel) dan Pickering mengusulkan sebagai standar magnitudo digunakan kelompok bintang yang ada di sekitar kutub utara (North Polar Sequence)

9 DND  Cara terbaik untuk mengukur magnitudo adalah dengan menggunakan bintang standar yang berada di sekitar bintang yang di amati karena perbedaan keadaan atmosfer Bumi tidak terlalu berpengaruh dalam pengukuran.  Pada saat ini telah banyak bintang standar yang bisa digunakan untuk menentukan magnitudo sebuah bintang, baik yang berada di langit belahan utara, maupun di belahan langit selatan.

10 DND Magnitudo :  magnitudo semumagnitudo Faktor jarak : m = -2,5 log E + tetapan magnitudo semu kuat cahaya sebenarnya (4-4) E = L 4  d 2  merupakan ukuran terang bintang yang kita lihat atau terang semu (ada faktor jarak dan penyerapan yang harus diperhitungkan)

11 DND Nama Bintang Magnitudo Nama Bintang Magnitudo Polaris2.00Vega0.00 Regulus1.50Capella0.00 Pollux1.16Sirius-1.42 Aldebaran1.00Jupiter-2.50 Betelgeuse0.80 Bulan Purnama Procyon0.50Matahari Dalam tabel di bawah diperlihatkan magnitudo semu beberapa benda langit, termasuk bintang, planet Bulan dan Matahari

12 DND E’ = L 4  10 2 Untuk menyatakan luminositas atau kuat sebenarnya sebuah bintang, kita definisikan besaran magnitudo mutlak : M = -2,5 log E’ + tetapan magnitudo mutlak (4-5)  Skala Pogson untuk magnitudo mutlak ini adalah,..... (4-6)  magnitudo bintang yang diandaikan diamati dari jarak 10 pc M = -2,5 log + tetapan L 4  10 2 Jadi..... (4-7)

13 DND m = -2,5 log E + tetapanDari pers. (4-3): M = -2,5 log E’ + tetapanDari pers. (4-7): m – M = -2,5 log E/E’ (4-8) Subtitusikan pers. (4-4) : dan pers. (4-6) : ke pers (4-8) diperoleh, m – M = log d (4-9) modulus jarak d dalam pc E = L 4  d 2 L 4  10 2 E’ =

14 DND Contoh : Magnitudo mutlak sebuah bintang adalah M = 5 dan magnitudo semunya adalah m = 10. Jika absorpsi oleh materi antar bintang diabaikan, berapakah jarak bintang tersebut ? Jawab : m = 10 dan M = 5, dari rumus Pogson m – M = log d diperoleh,10 – 5 = log d 5 log d = 10 log d = 2d = 100 pc

15 DND Dari rumus Pogson dapat kita tentukan perbedaan magnitudo mutlak dua bintang yang luminositasnya masing-masing L 1 dan L 2, yaitu, Dari rumus pers (4-7) : M = -2,5 log + tetapan L 4  10 2 Untuk bintang ke-1 : M 1 = -2,5 log + tetapan L1L1 4  10 2 Untuk bintang ke-2 : M 1 - M 2 = -2,5 log L1L1 L2L2... (4-10) M 2 = -2,5 log + tetapan L2L2 4  10 2

16 DND Andaikan sebuah bintang yang mirip dengan Matahari (temperatur dan luminositasnya sama) berjarak 100 juta kali lebih jauh dari jarak Bumi- Matahari. Berapa kali lebih terang atau lebih lemahkah bintang tersebut daripada Matahari? Berapakah magnitudo semu bintang tersebut? Apakah bintang ini bisa tampak dengan mata telanjang atau tidak ? Jelaskan jawabanmu. 2.Bintang A mempunyai magnitudo semu 3,26, dan bintang B magnitudo semunya 13,26. Bintang manakah yang lebih terang ? Bagaimanakah perbandingan energi yang kita terima dari kedua bintang tersebut? Soal-soal Latihan

17 DND Jika kedua bintang dalam soal nomor 2 mempunyai magnitudo mutlak yang sama, bintang manakah yang lebih dekat? Berapakah perbandingan jarak kedua- nya? 4.Andaikan magnitudo mutlak bintang dalam soal no. 2 adalah M = 8,26. Tentukanlah jarak setiap bintang dalam parsecs. 5.Energi yang diterima dari sebuah bintang yang berjarak 2 pc dan magnitudo semunya = 1,3 adalah 8 x Watts/m 2. Berapakah energi yang kita terima dari sebuah bintang yang magnitudo semunya 5,3?.

18 DND Tabel di bawah ini memperlihatkan magnitudo mutlak Matahari dan dua bintang yang lebih terang (bintang A) dan yang lebih lemah (bintang B) daripada Matahari. ObjekM Matahari+5 Bintang A-10 Bintang B+15 a.Berapa kali lebih terangkah bintang A dibanding- kan dengan bintang B. b.Jika luminostas Matahari adalah 4 x watts, tentukanlah luminositas bintang A dan B.

19 DND Sebelum perkembangan fotografi, magnitudo bintang ditentukan dengan mata.  Kepekaan mata untuk daerah panjang gelombang yang berbeda tidak sama  Mata terutama peka untuk cahaya kuning hijau di daerah  = Å, karena itu magnitudo yang diukur pada daerah ini disebut magnitudo visual atau m vis Sistem Magnitudo

20 DND  Pada awal fotografi, emulsi fotografi mempunyai kepekaan di daerah biru-ungu pada panjang gelombang sekitar Å.  Magnitudo yang diukur pada daerah ini disebut magnitudo fotografi atau m fot Dengan berkembangnya fotografi, magnitudo bintang selanjutnya ditentukan secara fotografi. Sebagai contoh kita ambil perbandingan hasil pengukuran magnitudo visual dengan magnitudo fotografi untuk bintang Rigel (  Orionis) dan Betelgeuse (  Orionis) yang berada di rasi Orion. Rigel berwarna biru sedangkan Betelgeuse berwarna merah.

21 DND

22 DND Rigel (berwarna biru)Betelgeuse (berwarna merah)  Menurut Hukum Planck dan Wien, temperatur permukaan bintang Rigel lebih tinggi daripada Betelgeuse  Temperatur permukaan- nya lebih rendah daripada Rigel  Akan memancarkan lebih banyak cahaya biru daripada cahaya kuning  Akan memancarkan lebih banyak cahaya kuning daripada cahaya biru  Diamati secara fotografi akan tampak lebih terang daripada diamati secara visual (m vis besar dan m fot kecil).  Diamati secara visual akan tampak lebih terang daripada diamati secara fotografi (m vis kecil dan m fot besar). Perbandingan bintang Rigel dan Betelgeuse.

23 DND Jadi untuk suatu bintang, m vis berbeda dari m fot. Selisih kedua magnitudo tersebut, dinamakan indeks warna (Color Index – CI).  Makin panas atau makin biru suatu bintang, semakin kecil indeks warnanya. CI = m fot  m vis (4-11)

24 DND  fot  vis m vis besar, m fot kecil Distribusi energi spektrum bintang Rigel  CI kecil m vis = 0,14 m fot = - 0,03 CI = - 0,17 m fot - m vis = indeks warna  Intensitas

25 DND m vis kecil, m fot besar  CI besar Distribusi energi spektrum bintang Betelgeus m vis = 0,70 m fot = 2,14 CI = 1,44 m fot - m vis = indeks warna  Intensitas  fot  vis

26 DND  Intensitas Perbandingan distribusi energi spektrum (DES) bintang Rigel dan Betelgeus CI Betelgeus m fot m vis DES Betelgeus DES Rigel CI Rigel

27 DND Karena ada perbedaan antara m vis dan m fot, maka perlu diadakan pembakuan titik nol kedua magnitudo tersebut. m vis = - 2,5 log E vis + C vis (4-12) m fot = - 2,5 log E fot + C fot (4-13) E vis = fluks dalam daerah visuil E fot = fluks dalam daerah fotografi C vis dan C fot adalah tetapan Tetapan C vis dan C fot dapat diambil sedemikian rupa sehingga untuk bintang deret utama yang spektrumnya termasuk kelas A0 (akan dibicarakan kemudian) harga m vis = m fot

28 DND Contoh bintang deret utama dengan kelas spektrum A0 adalah bintang Vega.  Berdasarkan definisi indeks warna bintang Vega adalah nol (CI = 0)  Jadi bintang yang lebih biru atau lebih panas daripada Vega, misalnya bintang Rigel indeks warnanya akan negatif.  Bintang yang lebih merah atau lebih dingin daripada Vega, misalnya bintang Betelgeuse indeks warnanya akan positif Rigel : m fot = -0,03, m vis = 0,14 CI =  0,17 Betelgeuse : m fot = 2,14, m vis = 0,70CI = 1,44

29 DND Dengan berkembangnya fotografi, selanjutnya dapat dibuat pelat foto yang peka terhadap daerah panjang gelombang lainnya, seperti kuning, merah bahkan inframerah. Pada tahun 1951, H.L. Johnson dan W.W. Morgan mengajukan sistem magnitudo yang disebut sistem UBV, yaitu  U = magnitudo semu dalam daerah ultraviolet (  ef = 3500 Å )  B = magnitudo semu dalam daerah biru (  ef = 4350 Å )  V = magnitudo semu dalam daerah visual (  ef = 5550 Å )

30 DND Daerah kepekaan pe-ngukuran magnitudo U, B dan V 0,0 1,0 0,8 0,6 0,4 0, Kepekaan  (Å) U B V

31 DND  Indeks warna adalah U-B dan B-V  Untuk bintang panas B-V kecil.  Harga tetapan dalam pers. (4-3) Dalam sistem Johnson – Morgan (sistem UBV) diambil sedemikian rupa sehingga untuk bintang deret utama kelas A0 (misalnya bintang Vega) m = -2,5 log E + tetapan U = B = VCI = 0

32 DND Tiga bintang diamati magnitudonya dalam  visual (V) dan biru (B) seperti yang diperlihatkan dalam tabel di bawah. a.Tentukan bintang nomor berapakah yang paling terang ? Jelaskanlah alasannya b.Bintang yang dipilih sebagai bintang yang paling terang itu dalam kenyataannya apakah benar-benar merupakan bintang yang paling terang ? Jelaskanlah jawaban anda. c.Tentukanlah bintang mana yang paling panas dan mana yang paling dingin. Jelaskanlah alasannya. No.BV 18,528,82 27,457,25 37,456,35 Contoh :

33 DND Jawab : a.Bintang paling terang adalah bintang yang magnitudo visualnya paling kecil. Dari tabel tampak bahwa bintang yang magnitudo visualnya paling kecil adalah bintang no. 3, jadi bintang yang paling terang adalah bintang no. 3 No.BV 18,528,82 27,457,25 37,456,35

34 DND Jawab : b.Belum tentu karena terang suatu bintang bergantung pada jaraknya ke pengamat seperti tampak pada rumus E = L 4  d 2 dimana E adalah terang bintang, L luminositas bintang dan d adalah jarak bintang ke pengamat. Oleh karena itu bintang yang sangat terang bisa tampak sangat lemah cahayanya karena jaraknya yang jauh. V = -2,5 log E + tetapan, dan

35 DND c.Makin panas atau makin biru sebuah bintang, indeks warnanya akan semakin kecil No. BtgBVB-V 18,528,82-0,30 27,457,250,20 37,456,351,10 Dari tabel di atas tampak bintang yang mempunyai indeks warna terkecil adalah bintang no. 1. Jadi bintang terpanas adalah bintang no. 1. Jawab :

36 DND MagnitudoWarna  Efektif (Å) Lebar Pita (Å) Sistem UGR dari Becker UUltraviolet – 700 GHijau4 680 RMerah6380 Sistem UBV dari Johnson dan Morgan UUltraviolet – 1000 BBiru4 350 VKuning5 550 Sistem Stromgren (Sistem ubvy) uUltraviolet3 500  200 vViolet4 100 bBiru4 670 yHijau5 470 Berbagai Sistem Magnitudo

37 DND MagnitudoWarna  Efektif (Å) Lebar Pita (Å) Sistem Stebbins dan Withford UUltraviolet VViolet4 200 BBiru4 900 GHijau5 700 RMerah7 200 Iinframerah Berbagai Sistem Magnitudo

38 DND Dewasa ini pengamatan fotometri tidak lagi menggunakan pelat film, tetapi dilakukan dengan menggunakan kamera CCD (digital), sehingga untuk menentukan bermacam-macam sistem magnitudo hanya ditentukan oleh filter yang digunakan. !  Sistem dengan lebar pita (band width) yang sempit seperti sistem Stromgren dapat memberikan informasi yang lebih cermat, tetapi sistem ini memerlukan waktu pengamatan yang lebih lama.  dalam suatu selang waktu, jumlah cahaya yang ditangkap detektor lebih sempit

39 DND Diagram Hertzsprung-Russel (H-R) Ejnar Herztprung (1873 – 1967) Henry Norris Russel (1877 – 1957) Pada tahun 1911, seorang astronom Denmark bernama Eijnar Hertzsprung membandingkan hubungan antara magnitudo & indeks warna di dalam gugus Pleiades dan Hyades. Kemudian pada 1913, Henry Norris Russell, seorang Ph.D dari Universi- tas Princeton, membuat plot hubung- an antara magnitudo mutlak & spektrum bintang

40 DND  Hasil yang mereka peroleh sekarang dikenal sebagai diagram Hertzsprung-Russell atau diagram H-R.  Diagram H-R ini menunjukkan hubungan luminositas (atau besaran lain yang identik, seperti magnitudo mutlak) dan temperatur efektif (atau besaran lain, seperti indeks warna (B - V) atau kelas spektrum.

41 DND L = 4  R 2  ef   Diagram H-R

42 DND  Dari diagram H-R ini dapat kita lihat bahwa bintang- bintang berkelompok dalam empat kelompok besar yaitu,  Bintang Deret Utama (Main Sequence)  Bintang Raksasa (Giants)  Maharaksasa (Supergiants)  Katai Putih (White Dwarf)  Sebagian besar bintang-bintang berada dalam deret utama.

43 DND  Dari diagram dapat kita lihat bahwa bintang yang mempunyai temperatur sama, tetapi kelompoknya berbeda akan mempunyai luminositas yang berbeda.  Sebagai contoh, bintang A adalah bintang deret utama dan bintang B adalah bintang Maharaksasa, maka luminositas bintang A lebih kecil daripada bintang B. Dari hubungan L = 4  R 2  T ef 4 dapat diketahui bahwa radius bintang B lebih besar daripada radius bintang A.

44 DND Lanjutkan Kembali ke Daftar Materi


Download ppt "DND-2006 Fotometri Bintang Fotometri Bintang Keadaan fisis bintang dapat ditelaah baik dari spektrumnya maupun dari kuat cahayanya.  Pengukuran kuat cahaya."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google