BULAN: KARAKTERISTIK, STRUKTUR, ORBIT, FASE, GERAKAN - ARTE - 2025

The Bulan adalah satelit alami Bumi, terkait dengan itu oleh gaya tarik gravitasi. Karena itu adalah bintang terdekat dengan planet kita, itu adalah yang paling akrab bagi semua orang dan yang pertama dikunjungi umat manusia. Ini adalah benda berbatu dengan radius 1738 kilometer, mendekati setengah jari-jari Bumi, sedangkan massanya hampir 1/81 dari massa Bumi.

Adapun kepadatan rata-ratanya adalah 3,3 kali lipat dari air, sedangkan kepadatan rata-rata bumi adalah 5,5. Dan tentu saja ada gravitasinya, yaitu 0,17 kali nilai Bumi.

Gambar 1. Bulan purnama. Sumber: Pixabay.

Dalam model skala dengan Bumi seukuran bola basket, Bulan akan menjadi bola tenis, dan kedua bola akan berjarak sekitar 10 meter.

Jarak Bumi-Bulan yang sebenarnya sekitar 385 ribu kilometer lebih atau kurang. Dibutuhkan 1,3 detik agar cahaya yang dipantulkan Bulan dari Matahari mencapai Bumi.

Ciri penting lainnya adalah bahwa Bulan tidak memiliki atmosfer sendiri, hampir tidak ada jejak beberapa elemen gas seperti hidrogen, helium, neon, argon, dan lainnya dalam jumlah yang sangat kecil.

Dan detail yang lebih mencolok lagi adalah Bulan selalu menunjukkan wajah yang sama ke Bumi. Itu karena periode rotasinya di sekitar porosnya sama dengan periode orbitnya di sekitar Bumi: kira-kira 27 hari.

Jika ada perbedaan antara kedua periode tersebut, sisi jauh Bulan akan terlihat dari Bumi di beberapa titik, tetapi ini tidak terjadi dan ini disebabkan oleh efek yang disebut kopling pasang surut. Efek ini akan dibahas lebih detail nanti.

Struktur Bulan

Gambar 2. Penampang Bulan menunjukkan struktur lapisan dan radius perkiraan masing-masing lapisan. Sumber: Wikimedia Commons. Bryan Derksen di Wikipedia bahasa Inggris Struktur internal Bulan diketahui berkat seismograf yang dipasang oleh misi Apollo. Seismograf adalah perangkat yang merekam pergerakan Bumi dan di Bulan mampu merekam gempa bulan, gelombang yang dihasilkan oleh tumbukan meteorit.

Dari catatan tersebut, Bulan diketahui memiliki struktur berlapis sebagai berikut:

-Cark, tebalnya kurang lebih 80 km, lebih tipis pada permukaan yang menghadap bumi dan lebih tebal pada permukaan yang berlawanan, karena gaya pasang surut.

-Manto, dengan perkiraan radius sekitar 1.300 km, sebagian besar terdiri dari besi dan magnesium oksida.

-Nuklir, kecil, dengan radius sekitar 587 km, yang pada gilirannya terdiri dari inti padat bagian dalam, inti luar dan cair ditambah lapisan sekitarnya yang setengah meleleh.

-Bulan tidak memiliki aktivitas tektonik, tidak seperti Bumi, karena ia telah kehilangan hampir semua panas internalnya, dengan mendingin dengan sangat cepat.

Permukaan bulan

Gambar 3. Gambar permukaan bulan di sisi jauh. Sumber: NASA melalui Wikimedia Commons.

Permukaan bulan tertutup debu lengket dan abrasif yang disebut regolith. Daerah gelap yang dibedakan disebut laut, dari bahasa Latin "kuda betina", meskipun tidak mengandung air, tetapi lahar yang mengeras.

Lautan ini diyakini disebabkan oleh tumbukan asteroid besar sekitar 4 miliar tahun yang lalu, dan kemudian dipenuhi dengan lava yang mengalir dari pedalaman. Mare Imbrium adalah yang terbesar, dengan lebar 1200 km.

Daerah paling jelas yang dapat dilihat di sekitar laut adalah daerah pegunungan dengan barisan pegunungan yang dinamai sesuai dengan Bumi, misalnya Pegunungan Alpen dan Carpathians.

Yang membedakan adalah adanya banyak kawah dengan berbagai ukuran, kemungkinan disebabkan oleh tumbukan asteroid kecil dan meteorit. Mereka dinamai menurut orang-orang terkenal, misalnya kawah Copernicus.

Teori lain tentang asal mula kawah bulan menganggap bahwa mereka memiliki asal vulkanik, meskipun teori asal mula oleh meteor memiliki dukungan yang lebih besar dari pihak astronom.

Retakan dalam juga ada di permukaan Bulan, yang asalnya belum sepenuhnya jelas, meskipun diyakini berasal dari aliran lava purba. Contohnya adalah celah Hyginus, dengan dua cabang di tengahnya merupakan kawah dengan nama yang sama.

Gambar yang diambil oleh pesawat ruang angkasa di sisi yang tidak dapat kita lihat menunjukkan permukaan yang mirip dengan sisi yang terlihat, meskipun dengan laut yang lebih sedikit.

Orbit

Berkat tarikan gravitasi yang diberikan oleh Bumi, Bulan mengikuti orbit elips dengan sedikit eksentrisitas dari timur ke barat di sekitar planet kita, menurut hukum Kepler.

Itulah sebabnya jarak Bumi-Bulan yang ditunjukkan pada awal 385 ribu kilometer, merupakan jarak rata-rata, meskipun eksentrisitasnya kecil, orbitnya hampir melingkar. Artinya, terkadang Bulan lebih dekat (perigee) dan di lain waktu lebih jauh (apogee).

Lebih jauh, ini bukan orbit tetap, karena ada gangguan lain, seperti tarikan gravitasi Matahari dan planet lain, yang terus memodifikasinya.

Bidang yang mengikuti orbit bulan tidak persis sama dengan bidang yang mengikuti orbit Bumi, tetapi memiliki kemiringan sekitar 5º. Selama revolusi, Bulan terletak sekitar 5º di atas dan di bawah bidang orbit Bumi. Kedua orbit tersebut berpotongan pada titik-titik yang disebut simpul bulan.

Berikut representasi Bumi yang berputar mengelilingi Matahari dan Bulan mengelilingi Bumi:

Rotasi sinkron

Bulan selalu menunjukkan wajah yang sama ke Bumi, oleh karena itu ada sisi gelap yang tidak bisa dilihat dari sini. Penjelasannya adalah bahwa Bumi dan Bulan membentuk sistem di bawah aksi gravitasi timbal balik, tetapi Bumi memiliki massa yang lebih besar.

Dalam hal ini, benda yang lebih kecil memasangkan gerakannya dengan benda yang lebih besar, yaitu, periode rotasinya disamakan dengan periode translasi.

Gambar 4. Rotasi sinkron Bulan dan Bumi. Sumber: Wikimedia Commons Fernando de Gorocica Sistem Bumi-Bulan menjadi seperti ini karena gaya pasang surut, seperti yang dikatakan di awal. Dan pada saat yang sama itu terjadi karena tarikan gravitasi tidak "terdistribusi" secara seragam, karena Bumi dan Bulan memiliki dimensi yang cukup besar.

Dengan kata lain, bagian dari masing-masing yang paling dekat dengan yang lain menarik lebih kuat daripada yang ekstrem lebih jauh, dan perbedaan ini bisa cukup besar untuk menghasilkan tonjolan di planet ini.

Begitulah cara Bulan bertanggung jawab atas pasang surut Bumi, karena lautan "naik" sebagai respons terhadap tarikan gravitasi satelit. Tetapi kerak bulan juga mengalami deformasi, sehingga menimbulkan gaya gesek yang menyebabkan periode rotasinya berkurang secara bertahap.

Fenomena ini sering terjadi antara planet dan bulan-bulannya, misalnya Pluto dan satelitnya Charon berada dalam rotasi sinkron satu sama lain.

Sisi gelap bulan

Dahulu kala, ketika Bulan baru saja terbentuk, ia berputar lebih cepat di sekitar porosnya dan lebih dekat ke Bumi daripada sekarang. Jadi di beberapa titik dalam sejarah awal Bumi, itu pasti terlihat seperti cakram perak besar yang menerangi langit malam.

Belahan Bulan ini selalu sama, dilihat dari Bumi, seperti yang telah dijelaskan. Namun, separuh Bulan selalu menerima sinar matahari (dan di sana sangat panas, sekitar 134 ºC) dan separuh lainnya tidak, kecuali terjadi gerhana. Tetapi bagian ini tidak sesuai dengan wajah yang kita lihat dari sini.

Belahan bulan yang menerima sinar matahari adalah yang melihat langsung, sedangkan yang lain berada dalam gelap dan sangat dingin, sekitar -153 ºC. Atmosfer bulan yang tipis bertanggung jawab atas variasi suhu yang besar ini.

Belahan ini berubah saat bulan melanjutkan gerakan translasi mengelilingi bumi, sehingga pada kenyataannya seluruh Bulan menerima cahaya dari Matahari di beberapa titik.

Fase bulan

Gambar 5. Ilustrasi fase bulan. Sumber: Wikimedia Commons. Orion 8.

Dilihat dari Bumi, Bulan mengalami perubahan pada bagian yang diterangi selama sekitar satu bulan. Mereka disebut fase bulan: bulan baru, kuartal pertama, bulan purnama, dan kuartal terakhir, yang berulang terus menerus dalam urutan yang sama.

Sebenarnya, waktu yang dibutuhkan Bulan untuk melalui semua fase hanya kurang dari satu bulan. Periode ini disebut lunasi atau bulan sinodik dan berlangsung selama 29 hari 12 jam.

Fase bulan bergantung pada posisi relatif antara Bulan, Bumi dan Matahari. Mari kita lihat:

Bulan Baru

Di bulan baru atau bulan baru, hampir tidak mungkin untuk membedakan Bulan, karena berada di antara Bumi dan Matahari, sisi yang terlihat dari sini tidak diterangi.

Seperempat bulan sabit

Kemudian, selama periode sekitar 7,4 hari, yang kira-kira merupakan durasi setiap fase, area yang diterangi secara bertahap meningkat hingga mencapai kuartal pertama, di mana separuh dari cakram bulan diterangi. Itu bisa diamati dari siang hingga tengah malam.

bulan purnama

Area yang diterangi terus bertambah setelah kuartal pertama hingga mencapai bulan purnama atau bulan purnama, saat Bulan berada di belakang Bumi, dan Matahari menyinari sepenuhnya dari depan (gambar 1). Bulan purnama dapat dilihat dari saat Matahari terbenam hingga matahari terbit, mencapai ketinggian maksimumnya pada tengah malam.

Kuartal terakhir

Akhirnya, ukuran Bulan berkurang sedikit demi sedikit, hingga seperempat terakhir, ketika lagi setengah dari piringan itu menyala. Dapat terlihat berangkat sekitar tengah malam, hingga mencapai ketinggian maksimalnya saat matahari terbit. Kemudian terus menurun untuk memulai siklus baru.

Perlu dicatat bahwa dari belahan bumi utara pergerakan cahaya bergerak dari kanan ke kiri dan di belahan bumi selatan sebaliknya.

Jadi kita bisa tahu misalnya apakah bulan sedang mengembang atau menyusut. Jika bulan sabit, maka sisi kanan Bulan adalah yang diterangi di belahan bumi utara dan sisi kiri jika berada di belahan bumi selatan.

Gerakan Bulan: rotasi dan terjemahan

Bulan membuat orbit atau revolusi lengkap mengelilingi Bumi dalam 27,32 hari, yang disebut bulan sideris (jangan disamakan dengan bulan sinodik 29 hari dan 12 jam). Ia melakukannya dengan kecepatan 1 km / s.

Perbedaan antara bulan sideris dan bulan sinodik disebabkan oleh fakta bahwa saat Bulan sedang menggambar orbitnya, Bumi bergerak maju 27º dalam gerakan translasinya sendiri mengelilingi Matahari. Jika ini terjadi, posisi relatif Matahari-Bumi-Bulan menjadi lagi sama.

Satelit kita juga melakukan rotasi pada porosnya sendiri dalam kurun waktu yang sama, karena adanya rotasi sinkron.

Hovers

Bulan melakukan lebih banyak gerakan selain rotasi pada sumbu dan translasinya, yang dianggap sebagai gerakan utama. Selain mereka, ia memiliki hovers.

Librasi adalah gerakan osilasi Bulan yang memungkinkan kita untuk mengamati 59% permukaannya, bukan 50% yang diharapkan karena fakta bahwa Bulan selalu menawarkan wajah yang sama ke Bumi. Mereka sudah dikenal sejak zaman Galileo.

Komposisi

Bulan berbatu dan memiliki atmosfer yang sangat tipis. Keberadaan air cair dikesampingkan di belahan bulan yang terpapar matahari secara bergantian, karena suhu tinggi yang sampai di sana.

Namun, di kutub bulan terdapat kawah yang belum terjangkau panas matahari selama jutaan tahun. Suhu bisa turun hingga -240ºC.

Disana probe yang dikirim oleh India dan Amerika Serikat berhasil mendeteksi air yang berupa es.

Mengenai komposisi batuan bulan, mereka berlimpah oksigen: hingga 43%. Selain itu, diperkirakan 20% silikon, 19% magnesium, 10% besi, 3% kalsium, 3% aluminium, 0,42% kromium, 0,18% titanium, dan 0,12% mangan. Perak dan merkuri juga telah terdeteksi dalam debu bulan.

Tetapi sebaliknya tidak ada karbon, nitrogen, dan hidrogen bebas, unsur-unsur yang menyusun materi hidup. Dan di batuan bulan tidak ada air, tidak seperti batuan terestrial, yang strukturnya ditemukan.

Latihan

Teori yang paling diterima secara luas di kalangan komunitas ilmiah adalah bahwa Bulan berasal dari tabrakan antara Bumi dan benda yang mirip atau lebih besar dari Mars, bernama Theia, selama pembentukan tata surya.

Selain menimbulkan Bulan, tabrakan dengan Theia mengubah kemiringan sumbu rotasi Bumi dan mengguncang atmosfer awal.

Teori ini menjelaskan mengapa Bulan kurang padat daripada Bumi, karena tabrakan dengan Theia merobek sebagian mantelnya, yang kepadatannya mirip dengan massa jenis Bulan. Namun, hal itu tidak menjelaskan keberadaan inti Bulan yang setengah cair, yang diketahui ada berkat informasi seismik.

Teori alternatif lain menganggap bahwa Bulan terbentuk di tempat lain di tata surya dan ditangkap oleh gravitasi Bumi di beberapa titik.

Dasar dari gagasan ini adalah bahwa batuan bulan, meskipun mengandung unsur yang sama dengan yang ada di Bumi dan pada usia yang sama, memiliki banyak perbedaan dari sudut pandang kimiawi.

Gerhana

gerhana bulan

Gambar 6. Gerhana Bulan. Sumber> Wikimedia Commons.

Diameter Matahari, Bumi, dan Bulan yang tampak sama dengan yang terlihat dari Bumi. Jadi, saat Bumi berada di antara Matahari dan Bulan, gerhana bulan dapat diamati.

Gerhana bulan hanya bisa terjadi pada saat bulan purnama dan saat jatuh dalam bayangan bumi yang disebut umbra. Dengan cara ini menjadi gelap, memperoleh rona kemerahan atau oranye, tergantung pada kondisi atmosfer bumi. Dapat dilihat pada gambar berikut:

Bulan bisa jatuh seluruhnya dalam bayang-bayang Bumi atau hanya sebagian saja, dalam kasus pertama gerhana total dan sebaliknya gerhana sebagian. Gerhana parsial dapat disalahartikan sebagai fase bulan, hingga gerhana berakhir dan bulan purnama kembali terbit.

Tidak seperti gerhana matahari, gerhana bulan dapat dilihat dari mana saja di dunia pada malam hari dan juga dapat berlangsung selama beberapa jam.

Gerhana matahari

Gambar 7. Gerhana Matahari Sumber> Wikimedia Commons.

Ketika cakram Matahari dan Bulan bertepatan, dilihat dari beberapa titik di Bumi, gerhana Matahari terjadi. Bulan tampaknya lewat di depan Matahari, yang perlu di bulan baru, meskipun gerhana matahari mereka tidak muncul di setiap bulan baru.

Agar gerhana matahari terjadi, kesejajaran antara Matahari, Bumi, dan Bulan harus total, dan ini tidak terjadi setiap saat, tetapi setidaknya dua kali setahun, hingga maksimal lima. Adapun durasinya, lamanya matahari tetap tertutup bervariasi, sekitar 8-10 menit.

Gerhana Matahari dapat bersifat total, parsial atau annular, tergantung pada apakah bulan menutupi Matahari seluruhnya atau sebagian. Dalam kasus gerhana annular, diameter relatif Bulan tidak cukup untuk menutupi Matahari sepenuhnya, meninggalkan cincin bercahaya yang terlihat. Berikut ini adalah gerhana matahari total:

Gerhana Matahari total adalah fenomena langit yang mengagumkan dan memberikan kesempatan bagus untuk mempelajari detail lapisan terluar Matahari.

Pengaruh pada kehidupan di Bumi

Bumi dan Bulan membentuk duet indah yang telah memengaruhi kehidupan dan umat manusia khususnya sejak awal zaman:

-Terima kasih Bulan ada musim.

-Setiap tahun Bulan bergerak sekitar 4 cm dari Bumi, yang membantu memperlambat rotasi Bumi dan memperpanjang hari beberapa seperseribu detik. Jarak ini tidak konstan, karena sangat bergantung pada disposisi massa kontinental dan akuatik bumi, yang, seperti kita ketahui, telah banyak berubah sejak pembentukan keduanya.

-Terima kasih dengan bertambahnya hari-hari tersebut, tanaman memiliki cukup waktu untuk melakukan fotosintesis.

-Jika teori tabrakan dengan Theia benar, maka atmosfer bumi mengalami modifikasi yang membuatnya lebih sesuai untuk munculnya kehidupan.

-Bulan telah berfungsi sebagai panduan selama pengembangan umat manusia, misalnya petani, bahkan hingga saat ini, menggunakan fase bulan untuk mengolah ladang.

Pasang laut-laut dihasilkan berkat interaksi gravitasi antara Bumi dan Bulan dan sangat penting untuk memancing dan iklim, serta menjadi sumber energi.

Gambar 8. Pabrik air pasang tua di Huelva, Spanyol. Sumber: Wikimedia Commons.

-Ada kepercayaan populer bahwa bulan purnama mempengaruhi suasana hati orang, membuat mereka lebih rentan dari sudut pandang psikologis selama periode ini.

-Bulan telah menjadi inspirasi bagi novel dan film fiksi ilmiah yang tak terhitung jumlahnya, bahkan sebelum perlombaan luar angkasa dimulai.

Referensi

1. Astromy. Permukaan bulan. Diperoleh dari: astromia.com.
2. Geoenccyclopedia. Fase bulan. Diperoleh dari: geoenciclopedia.com.
3. Iglesias, R. La Luna: benua kosmik pertama. Dipulihkan dari: redalyc.org.
4. Oster, L. 1984. Astronomi Modern. Pembalikan Editorial.
5. Romero, S. Keingintahuan tentang Bulan. Diperoleh dari: muyinteresante.es.
6. Wikipedia. Geologi Bulan. Diperoleh dari: es.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Bulan. Diperoleh dari: es.wikipedia.org.