Gerhana Matahari dan Gerhana Bulan

Matahari atau bulan kadang-kadang tampak gelap sebagian atau seluruhnya. Ketampakan gelap di matahari itu di sebut gerhana matahari. Sedangkan gerhana bulan adalah ketampakan gelap di bulan saat purnama. Kita sudah mengetahui bahwa bumi mengitari matahari. Sementara itu bulan mengitari bumi. Akibatnya bulan kadang-kadang berada di antara matahari dan bumi. Pada saat lain bumi yang berada di antara matahari dan bulan.

Ketika bulan berada di antara matahari dan bumi, ketiganya belum tentu segaris. Bulan mungkin berada lebih ke Selatan, mungkin pula lebih ke Utara dari garis hubung antara matahari dan bumi. Bila suatu saat bulan berada tepat segaris  di antara matahari dan bulan, bulan akan menghalangi cahaya matahari yang menuju beberapa daerah di permukaan bumi. Ini menyebabkan terjadinya gerhana matahari. Tidak semua wilayah di permukaan bumi yang bisa mengamati gerhana tersebut. Hanya daerah yang tergelapi oleh bayangan bulan itu yang akan melihat gerhana matahari.

(Skematik gerhana matahari, gambar dari NASA)

Pada saat yang lain, bumi berada di antara matahari dan bulan. Tetapi ini pun belum tentu segaris. Pada keadaan ini bumi melihat bundaran penuh permukaan bulan yang tersinari oleh matahari, bulan purnama. Pada saat-saat tertentu, bumi segaris dengan matahari dan bulan. Akibatnya bayangan bumi menutupi bulan sedikit-demi sedikit. Itulah yang menyebabkan gerhana bulan.

(Skematik gerhana bulan, gambar dari NASA)

Ada beberapa syarat terjadinya gerhana. Sebagai contoh, akan dibahas syarat-syarat gerhana matahari. Jari-jari penampang kerucut matahari-bumi pada posisi bulan ~ 1.2^o. Syarat maksimal jarak bulan dari ekliptika untuk terjadi gerhana (umum) ~ 1.5^o. Syarat maksimal jarak bulan dari ekliptika untuk terjadi gerhana sentral (gerhana matahari total/cincin, GMT/GMC) ~ 1^o. Misalnya, pada 16 Februari 1999 jarak bulan dari ekliptika ~ 0.5^o (lintang ekliptika, β ~ -0.5^o) sehingga memungkinkan terjadi gerhana sentral.

Mungkin tidaknya terjadi gerhana matahari ditentukan dengan limit gerhana matahari, yaitu jarak terjauh matahari dari titik nodal (titik potong bidang orbit bulan dan akliptika) yang memungkinkan bulan berada di dalam kerucut matahari-bumi (sehingga memungkinkan terjadinya gerhana). Limit gerhana matahari secara umum ~ 15^o,  sedangkan limit gerhana sentral (GMT/GMC) ~ 10^o.

Matahari bergerak ke arah timur sekitar 1^o/hari. Jadi dalam jangka waktu dari bulan baru ke bulan baru berikutnya (satu bulan sinodis) matahari menempuh jarak 29,5^o. Ini kurang dari 2 kali limit gerhana (2*15^o = 30^o).  Maka, bisa terjadi maksimal dua kali gerhana matahari berturutan (Pernyataan 1).  Misalnya 1 Juli dan 31 Juli 2000. Gerhana matahari terjadi di sekitar titik nodal. Karenanya saat matahari melintasi titik nodal disebut musim gerhana. Di sepanjang ekliptika ada dua titik nodal (titik tanjak dan titik turun) sehingga dalam satu tahun ada dua musim gerhana berselang 6 bulan. Minimal dalam satu tahun terjadi dua kali gerhana matahari berselang 6 bulan (Pernyataan 2).  Misalnya, gerhana matahari 1999: 16 Februari GMC dan 11 Agustus GMT. Konsekuensi peryataan 1 dan 2 tersebut, bila gerhana matahari terjadi pada awal Januari, mungkin (tetapi tidak selalu) pada tahun tersebut terjadi 5 kali gerhana matahari. Misalnya, pada tahun 1935, terjadi gerhana matahari pada 5 Januari, 3 Februari, 30 Juni, 30 Juli, 25 Desember.  Karena gerhana matahari selalu diikuti atau didahului gerhana bulan yang berselang sekitar 14 hari, maka jumlah gerhana (matahari dan bulan) maksimun dalam 1 tahun mencapai 7 gerhana. Misalnya, di sela-sela 5 gerhana matahari pada 1935 terjadi 2 gerhana bulan, yaitu pada 19 Januari dan 16 Juli.

Akibat gangguan gravitasi pada orbit bulan, titik nodal tidak tetap posisinya. Titik nodal bergeser ke arah barat dengan periode 18,6 tahun. Dengan kombinasi periodisitas bulan baru dan jarak bumi-bulan maka diperoleh periodisitas gerhana 18 tahun 11 hari (disebut periode saros). Gerhana dengan nomor saros yang sama mempunyai kemiripan sifat (a.l. jalur gerhanannya mirip, hanya bergeser ke arah barat. Misalnya, Saros 140: GMC 16 Februari 1999 dan GMC 26 Februari 2017.

Berikut ini contoh ketampakan gerhana matahari cincin 16 Februari 1999. Pada saat terjadi GMC 16 Februari 1999, ijtima’ (bulan baru) awal Dzulqaidah terjadi pada pukul 13:41 WIB, pada saat bujur ekliptika bulan dan matahari 327^o 8′. Titik nodal pada saat ini berada pada bujur ekliptika 322^o 10′. Sehingga jarak matahari dari titik nodal pada saat bulan baru hanya sekitar 5^o . Sesuai dengan syarat gerhana, maka itu memungkinkan terjadi gerhana sentral. Karena diameter sudut bulan (31’41″) lebih kecil dari diameter sudut matahari (32’26″) gerhana sentral yang terjadi adalah GMC.

Jalur gerhana adalah daerah yang dilalui bayangan inti (umbra) dengan lebar kurang dari 700 meter. Di sekitar jalur gerhana terdapat wilayah yang tersapu bayangan sekunder (penumbra) yang hanya menyaksikan gerhana matahari sebagian (GMS). Makin dekat dengan jalur gerhana prosentase kegelapannya makin besar. Wilayah yang berada di sebelah Utara jalur gerhana sentral (total/cincin) akan menyaksikan sisi Selatan matahari yang tergelapi. Sebaliknya, wilayah di sebelah Selatan jalur gerhana sentral akan menyaksikan sisi Utara matahari yang tergelapi.   Berikut ini contoh jalur gerhana matahari cincin 16 Februari 1999. Indonesia yang berada di sebelah Utara jalur gerhana matahari cincin akan melihat gerhana sebagian dengan belahan selatan Matahari yang tergelapi (lihat skema geometri gerhana sebagian bila dilihat di Indonesia).

 

Geometri gerhana matahari sebagian di lihat dari wilayah sebelah Utara jalur gerhana sentral.

Sumber :

T. Djamaluddin

Profesor Riset Astronomi-Astrofisika, LAPAN