Benarkah teropong bintang tidak sesuai digunakan untuk pengamatan benda benda di bumi berikan alasan?

Bagaimana caranya kita bisa melihat benda-benda langit yang jaraknya berada ratusan hingga milyaran kilometer cahaya dari planet Bumi? Hal itulah yang menyebabkan Galileo Galilei pada tahun 1700an menciptakan sebuah teleskop atau teropong dengan pembesaran 3X dan mematenkan penemuannya tersebut dalam bidang astronomi. Teleskop atau teropong merupakan suatu alat optik yang berfungsi untuk melihat dan mengamati benda-benda yang jaraknya jauh jika menggunakan mata telanjang supaya dapat terlihat lebih dekat dan lebih jelas. Dalam bidang astronomi, khususnya, alat ini sangat penting dan berguna sekali dalam mengamati benda-benda langit, seperti bintang dan planet.

Teropong atau teleskop yang ingin dipergunakan tergantung apa yang ingin kita amati, misalnya fungsi teropong Bumi. Apabila kita ingin mengamati benda-benda langit seperti bintang-bintang di luar angkasa pada waktu malam hari, kita bisa memilih beberapa jenis teropong atau teleskop yang memiliki karakteristik dan bagian-bagian berbeda. Secara umum, teleskop terbagi menjadi dua, namun ada empat jenis teleskop atau teropong bintang yang biasa digunakan, yaitu:

  • Teleskop reflektor (pantul) Newton. Teleskop ini memiliki cermin berdiameter 150 mm yang dapat membantu kita mengamati galaksi, Bulan, beberapa planet, dan nebula dengan tampilan yang cukup jelas.
  • Teleskop reflektor (pantul) Dobson. Teleskop ini memiliki cermin yang berdiameter lebih besar dan dapat menjangkau beberapa galaksi yang sangat jauh jaraknya dari planet Bumi.
  • Teleskop refraktor (bias). Teleskop ini menggunakan seperangkat lensa yang dapat mengamati dan melihat secara lebih fokus Bulan dan gugusan bintang yang sangat banyak.
  • Teleskop katadioptrik. Teleskop ini menggunakan kombinasi atau gabungan lensa dan cermin korektor. Dibandingkan dengan teleskop refraktor, teleskop ini memiliki fokus yang jauh lebih baik dalam mengamati dan melihat jajaran planet dan peredaran Bulan.

Pada prinsipnya, ke-empat jenis teleskop tersebut di atas menggunakan lensa kaca dan/atau cermin untuk menangkap cahaya dari pantulan bintang, bulan, atau planet yang berada di luar angkasa.

Sebelum mengetahui bagaimana prinsip kerja teropong bintang tersebut, berikut ini akan dijelaskan beberapa bagian yang menyusun teropong atau teleskop bintang. Adapun beberapa bagian tersebut adalah sebagai berikut ini:

  • Lensa cembung, yaitu lensa yang berbentuk cembung dan memiliki sifat mengumpulkan cahaya atau kovergen.
  • Lensa cekung, yaitu lensa yang berbentuk cekung dan memiliki sifat menyebarkan cahaya atau divergen.
  • Cermin cembung, yaitu cermin yang menyebarkan cahaya yang diterima.
  • Cermin cekung, yaitu cermin yang mengumpulkan cahaya yang diterima.
  • Bidang pandang, yaitu daerah atau lokasi koordinat bintang di langit yang dilihat melalui teleskop.
  • Jarak fokus, yaitu jarak yang diperlukan oleh sebuah lensa atau cermin dalam membawa cahaya yang diterima menuju titik fokus.
  • Titik fokus, yaitu titik dimana cahaya dari sebuah lensa atau cermin yang datang bersama-sama menuju satu titik fokus.
  • Pembesaran, yaitu panjang fokus teleskop dibagi dengan panjang fokus lensa mata.

Secara teknis, prinsip kerja teropong sama halnya dengan prinsip kerja mata karena pada mata ada bagian yang berfungsi sama dengan apa yang ada pada bagian teropong, yaitu kornea dan lensa kristalin yang berfungsi untuk membiaskan dan memfokuskan sinar yang masuk. Akan tetapi, teropong lebih berfungsi untuk menangkap dan melihat benda atau obyek yang jaraknya jauh dari penglihatan manusia. Hal ini sama dengan cara kerja mikroskop.

Mikroskop sendiri adalah alat optik yang dapat menghasilkan perbesaran yang lebih besar dibanding perbesaran loop dan biasa digunakan untuk melihat benda yang sangat kecil. Sama halnya dengan teropong, miskroskop memiliki dua lensa cembung yaitu lensa yang dekat dengan benda yang akan diamati (lensa obyektif) dan lensa yang dekat dengan mata pengamat disebut lensa okuler. Akan tetapi, ada bagian yang membedakan kedua alat ini. Jika pada mikroskop jarak fokus lensa okuler lebih panjang dari lensa obyektif, tetapi pada teropong bintang bagian ini berlaku sebaliknya dimana fokus lensa obyektif lebih panjang dari jarak fokus lensa okuler, atau fob > fok.

Secara detail, prinsip kerja teropong bintang adalah sebagai berikut:

  1. Saat cahaya dari bintang yang masuk ke dalam teropong, maka sob (jarak normal suatu obyek) = ꚙ (sinar sejajar) yang akan dibiaskan oleh lensa obyektif yang jatuh pada titik fokus sehingga s’ob = fob
  2. Saat cahaya yang berkumpul pada lensa obyektif dan membengkokannya menuju titik fokus maka titik dekat (PP) = s’ob = fob
  3. Pada titik fokus, cahaya kemudian dibengkokkan menuju suatu titik. Saat mengamati bintang dengan mata telanjang berlaku s’ok = -ꚙ maka bayangan lensa obyektif yang juga merupakan benda pada lensa okuler harus terletak pada fokus aktif lensa okuler yaitu sok = fok maka berlaku d = fob + fok
  4. Saat cahaya masuk ke lensa mata maka akan menunjukkan gambar yang cerah dan fokus. Pada saat melakukan pembesaran sudut lensa okuler teropong bintang, maka Pembesaran lensa okuler (Mok) = fob/fok.
  5. Posisi dan gambar bintang dapat dilihat dengan jelas oleh pupil mata.

Penjelasan tersebut di atas adalah bagaimana suatu bintang di langit dapat diamati dan dilihat dengan jelas oleh mata telanjang akibat proyeksi dari lensa okuler dan obyektif di dalam teropong bintang. Namun demikian, saat melakukan pengamatan bintang dengan teropong bintang kita harus memperhatikan kondisi langit. Umumnya, pengamatan bintang dilakukan pada saat malam hari dimana keadaan langit sangat gelap dan bertaburan sinar bintang.

Keadaan langit ini ditentukan juga oleh dua karakteristik lapisan atmosfer yang ada, yaitu kestabilan udara pada saat melakukan pengamatan dan tingkat kejelasan langit saat uap air yang ada atau bahan polutan tidak ada sama sekali. Selain itu, keadaan langit dipengaruhi juga oleh adanya turbulensi udara. Jika keadaan langit pada malam hari sangat cerah dan tidak terhalang oleh adanya awan atau polusi maka kita dapat menyaksikan dan mengamati gugusan bintang tanpa menggunakan teropong, namun untuk bintang yang letaknya sangat jauh maka kita perlu menggunakan teropong bintang meskipun keadaan langit malam hari sangat cerah.

LS, mo tanya. Setau ane, teleskop yang paling canggih saat ini bisa ngelihat sampe ke galaksi yang jaraknya super duper jauh mendekati usia alam semesta. Hal yang bikin ane bingung, kalo emang teleskop bisa melihat sedemikian jauhnya, kenapa sampai sekarang belum ada hasil gambar/intipan detail sampai ke daratan planet2 didalam galaksi kita yg berjarak gak begitu jauh?? Terimakasih

Agung Hadi – Purwokerto

Aneh bukan? Galaksi yang jauh sekali tampak sangat detail sedangkan planet yang dekat hanya tampak seperti sebuah gumpalan atau bola pingpong dan bola tenis dalam hasil potretan. Kenapa belum ada teleskop yang bisa melihat sampai ke permukaan planet?

Ini karena galaksi-galaksi yang demikian jauh itu demikian besar dan terangnya, sehingga dapat dilihat dari jarak yang amat sangat jauh. Di lain sisi, eksoplanet adalah objek yang sangat redup dan kecil sehingga amat sulit melihat mereka. Tambahan lagi, eksoplanet berada amat dekat dengan bintang induk mereka, sehingga sinarnya kalah terang.

Benarkah teropong bintang tidak sesuai digunakan untuk pengamatan benda benda di bumi berikan alasan?
Galaksi UDFj-39546284, salah satu galaksi terjauh yang dilihat Teleskop Hubble. Kredit: NASA, ESA, Garth Illingworth (University of California, Santa Cruz) and Rychard Bouwens (University of California, Santa Cruz & Leiden University) dan Tim HUDF09

Galaksi yang terjauh yang bisa kita amati juga terlihat tidak tampak seperti galaksi. Hanya segumpal cahaya terang saja. Foto di atas adalah foto salah satu galaksi terjauh yang bisa diamati Hubble. Galaksi ini tidak nampak seperti foto-foto galaksi yang biasa kita lihat, yang nampak demikian megahnya. Pada jarak yang demikian ekstrim ini, citra sebuah galaksi tidak ada bedanya dengan citra bintang-bintang di dalam galaksi kita. Galaksi ini memiliki magnitudo 30, artinya ini sekitar 4 milyar kali lebih redup dari bintang paling redup yang bisa dilihat mata kita (sekitar magnitudo 6).

Apabila sebuah eksoplanet dengan kecerlangan yang menyerupai Jupiter, misalnya, kita letakkan pada jarak 50 tahun cahaya, maka magnitudonya adalah sekitar 26.5. Meskipun ini lebih terang sekitar 25 kali dari galaksi terjauh tadi, kita akan kesulitan mengamati eksoplanet tersebut karena cahaya bintang induk yang dikitari eksoplanet tersebut akan mengalahkan cahayanya yang amat sangat redup. Karena persoalan inilah, pengamatan eksoplanet secara langsung hampir tidak dapat dilakukan. Yang bisa kita lakukan adalah mengamati efek-efek yang dialami bintang induk tersebut karena gerak orbit eksoplanetnya. Pengamatan secara langsung yang bisa dilakukan masih snagat terbatas pada bintang-bintang yang jaraknya tidak jauh dari Matahari dengan ketentuan, planet yang mengitarinya harus berada dalam jarak 100 au dari bintang induknya.  Dan itu pun amat sangat terbatas. Contoh hasil pengamatan langsung planet pada bintang Fomalhaut bisa dilihat pada foto di bawah ini.

Benarkah teropong bintang tidak sesuai digunakan untuk pengamatan benda benda di bumi berikan alasan?
Gerak orbit Fomalhaut b yang disingkap Teleskop Hubble dan keberadaan sabuk debu dan es. Kredit : NASA, ESA, and P. Kalas (University of California, Berkeley and SETI Institute)

Dalam hal ini persoalannya tidak hanya terletak pada redupnya objek yang ingin diamati, namun juga pada sulitnya mengamati eksoplanet yang berada dekat pada objek terang.

Mengapa dapat mengamati detail-detail galaksi yang jauh (namun tidak terlalu jauh seperti galaksi di atas), namun tidak dapat mengamati detail-detail daratan eksoplanet? Jawabannya terletak pada daya pisah atau resolving power dari teleskop. Apa itu daya pisah? Ini merupakan kemampuan instrumen atau alat untuk memisahkan dua obyek yang memiliki jarak sudut yang sangat kecil. Atau dengan kata lain, daya pisah merupakan kemampuan alat optik untuk memisahkan dua benda jauh yang berdekatan sehingga tidak tampak sebagai satu benda.

Karena itu, seberapa pun besarnya sebuah teleskop, daya pisah atau resolving power masih menjadi salah satu faktor penentu yang bisa memisahkan dua obyek yang tampak menjadi satu dari Bumi.

Sebagai gambaran, kita bisa lakukan perbandingan galaksi NGC 4414 dengan Jupiter dan Pluto yang dipotret oleh Teleskop Hubble. Untuk itu, kita harus terlebih dahulu mengetahui seberapa besar galaksi dan planet tampak di angkasa?

Benarkah teropong bintang tidak sesuai digunakan untuk pengamatan benda benda di bumi berikan alasan?
Galaksi NGC 4414, Jupiter dan Pluto yang dipotret oleh teleskop Hubble. Kredit: Teleskop Hubble / NASA/ESA

Galaksi NGC 4414 berada 62 juta tahun cahaya dari Bumi di konstelasi Coma Berenices dengan diameter 55.000 tahun cahaya. Sedangkan Jupiter jaraknya 778,5 juta km dari Bumi dengan diameter 139.822 km dan Pluto diameternya 2400 km dan jaraknya 4675 juta km.  Untuk bisa mengetahui penampakan keduanya di langit, maka perlu diketahui perbandingan ukuran dan jarak dari obyek tersebut.

Untuk Galaksi NGC 4414: 55 000 tahun cahaya / 62 juta tahun cahaya = 0.00088 Untuk Jupiter : 139822 km / 778,5 juta km = 0,00017

Untuk Pluto: 2400 km / 4675 million km = 0.00000051