Transit Merkurius 2016 di Kala Senja (Bakal Terlihat dari Ujung Barat Indonesia)

Senin 9 Mei 2016 Tarikh Umum (TU). Waktunya pukul 18:30 WIB. Lokasinya di Banda Aceh, ibukota propinsi Aceh sekaligus kotabesar terbarat di Indonesia. Pandangan mengarah ke barat. Langit cerah hingga kaki langitnya. Matahari nampak merembang petang dengan warna merah jingganya yang khas. Sekilas tak ada apa-apa di rona sang surya yang masih menyilaukan itu. Namun tatkala teleskop diarahkan padanya, khususnya dengan tingkat perbesaran minimal 50 kali dan telah dilengkapi dengan filter Matahari sebagaimana yang ditekankan standar pengamatan Matahari yang baik, ada yang berbeda. Wajah Matahari memang berhiaskan jerawat di sana-sini, yang adalah bintik Matahari (sunspot). Namun di pinggir timur cakram Matahari akan nampak satu titik hitam. Ia bukanlah bintik Matahari. Ia merupakan Merkurius. Hari itu Merkurius sedang melakoni satu babak nan langka dalam panggung pertunjukan kosmik, yakni transit. Tepatnya Transit Merkurius 2016.

Gambar 1. Transit Merkurius 1999 yang terjadi pada 19 November 1999 TU seperti diabadikan oleh satelit TRACE milik NASA (Amerika Serikat). Nampak Merkurius sebagai bola kecil kehitaman, melaju di latar depan Matahari yang bergejolak. Sumber: NASA, 1999.

Gambar 1. Transit Merkurius 1999 yang terjadi pada 19 November 1999 TU seperti diabadikan oleh satelit TRACE milik NASA (Amerika Serikat). Nampak Merkurius sebagai bola kecil kehitaman, melaju di latar depan Matahari yang bergejolak. Sumber: NASA, 1999.

Apa itu Transit Merkurius?

Konjungsi dan Transit

Merkurius merupakan planet terkecil sekaligus terdekat dengan Matahari dalam tata surya kita. Diameternya 4.880 kilometer atau hanya sepertiga Bumi kita, atau hanya sedikit lebih besar dibanding Bulan. Ukuran Merkurius bahkan lebih kecil ketimbang dua satelit alamiah seperti Ganymede (satelit alamiah Jupiter, diameter 5.268 kilometer) dan Titan (satelit alamiah Saturnus, diameter 5.150 kilometer). Hanya karena Merkurius beredar mengeliling Matahari-lah yang membuatnya menyandang status planet. Tepatnya planet terdekat ke Matahari. Merkurius hanya butuh waktu 88 hari untuk menyelesaikan revolusinya ke Matahari. Tapi sebaliknya rotasinya sangat lamban. Ia butuh waktu 59 hari untuk menyelesaikan putaran pada porosnya, atau yang dikenal sebagai hari bintang. Namun jika mengacu pada kedudukan Matahari (hari Matahari), maka siang dan malam di Merkurius berlangsung selama 176 hari. Dengan kata lain, setahun di Merkurius (yakni relatif terhadap periode revolusinya) lebih cepat ketimbang sehari di Merkurius (yakni relatif terhadap hari Matahari).

Gambar 2. Merkurius (panah kuning) mengapung di atas kaki langit timur yang masih bergelimang kabut pada kota Gombong yang bermandikan cahaya lampu buatan pada fajar 17 Agustus 2012 TU usai shalat Shubuh. Diabadikan dari lantai dua masjid asy-Syifa kompleks RS PKU Muhammadiyah Gombong, Kabupaten Kebumen (Jawa Tengah). Citra telah diolah dengan bantuan software GIMP 2. Sumber: Sudibyo, 2012.

Bersama Venus, Merkurius dikategorikan sebagai planet dalam. Yakni kelompok planet yang orbitnya lebih dekat ke Matahari ketimbang Bumi. Sebagai implikasinya Merkurius dan Venus akan terkesan berdekatan/berkumpul dengan Matahari pada dua kesempatan berbeda. Yang pertama adalah konjungsi dalam (inferior), terjadi saat Merkurius atau Venus berada di antara Bumi dan Matahari. Dan yang kedua adalah konjungsi luar (superior), dimana konfigurasinya mirip dengan konjungsi dalam namun kali ini Matahari berada di antara Merkurius/Venus dan Bumi. Merkurius akan mengalami konjungsi dengan Matahari, entah inferior maupun superior, setiap 116 hari sekali. Sementara Venus mengalaminya setiap 584 hari sekali.

Pada dasarnya Transit Merkurius adalah peristiwa konjungsi inferior yang khusus, dimana konfigurasinya sama persis dengan kejadian Gerhana Matahari. Sehingga dalam Transit Merkurius pun Matahari, Merkurius dan Bumi terletak dalam satu garis lurus secara tiga dimensi (syzygy). Bedanya jika dalam Gerhana Matahari adalah Bulan yang berada di tengah-tengah, dalam Transit Merkurius digantikan oleh Merkurius. Perbedaan lainnya, diameter sudut (apparent) Bulan hampir menyamai diameter sudut Matahari. Sehingga dalam peristiwa Gerhana Matahari, cakram Matahari akan tertutupi Bulan dalam jumlah yang signifikan. Bahkan bisa tertutupi sepenuhnya seperti dalam kejadian Gerhana Matahari Total. Maka kecerlangan-nampak Matahari akan tereduksi, khususnya di wilayah gerhana. Bahkan dapat tergelapkan sempurna dalam Gerhana Matahari Total. Sebaliknya diameter sudut Merkurius jauh lebih kecil dibanding Matahari, yakni hanya seper 160-nya. Sehingga yang akan terlihat hanyalah sebuah titik kecil yang bergerak melintas di latar depan Matahari selama waktu tertentu yang disebut durasi transit.

Gambar 3. Replika Merkurius berbentuk bola kecil yang parasnya telah dipahat sesuai paras Merkurius berdasarkan hasil pemetaan wantariksa MESSENGER. Merkurius adalah planet terkecil dalam tata surya kita, yang hanya sedikit lebih besar dari Bulan dan bahkan lebih kecil ketimbang Ganymede (satelit alamiah Jupiter) maupun Titan (satelit alamiah Saturnus). Dipahat oleh George Ioannidis di London (Inggris). Sumber: LittlePlanetFactory.com, 2016.

Gambar 3. Replika Merkurius berbentuk bola kecil yang parasnya telah dipahat sesuai paras Merkurius berdasarkan hasil pemetaan wantariksa MESSENGER. Merkurius adalah planet terkecil dalam tata surya kita, yang hanya sedikit lebih besar dari Bulan dan bahkan lebih kecil ketimbang Ganymede (satelit alamiah Jupiter) maupun Titan (satelit alamiah Saturnus). Dipahat oleh George Ioannidis di London (Inggris). Sumber: LittlePlanetFactory.com, 2016.

Dibanding kejadian Gerhana Matahari, yang selalu ada setiap tahun meski wilayah gerhananya berubah-ubah, maka Transit Merkurius jauh lebih jarang terjadi. Dalam satu abad Tarikh Umum hanya akan terjadi 13 hingga 14 kali peristiwa Transit Merkurius saja. Ini pun sudah lumayan apabila dibandingkan dengan peristiwa Transit Venus, yang bahkan jauh lebih jarang lagi. Rata-rata sebuah babak Transit venus terjadi setiap 243 tahun sekali, dengan selisih waktu terpendek 105,5 tahun sekali. Transit Venus terakhir yang kita saksikan terjadi pada 6 Juni 2012 TU lalu dan takkan berulang hingga 11 Desember 2117 TU kelak.

Transit Merkurius selalu terjadi pada bulan Mei atau November. Jika transit terjadi saat Merkurius berada di titik aphelion (titik terjauh ke Matahari)-nya, maka Transit Merkurius terjadi di bulan Mei. Sebaliknya bila saat itu Merkurius menempati titik perihelion (titik terdekat ke Matahari)-nya, maka Transit Merkurius terjadi di bulan November. Peluang Transit Merkurius di bulan Mei lebih kecil dibanding bulan November. Dalam abad ke-21 TU ini akan terjadi 14 kali peristiwa Transit Venus, hanya 5 diantaranya yang terjadi di bulan Mei. Termasuk Transit Merkurius 2016.

Transit 2016

Transit Merkurius 2016 memiliki lima tahap. Tahap pertama adalah kontak I atau awal transit, yakni saat sisi barat cakram Merkurius tepat mulai bersentuhan dengan sisi timur cakram Matahari. Tahap ini terjadi pada pukul 18:12 WIB. Tahap berikutnya adalah kontak II, yang terjadi saat Merkurius tepat sepenuhnya memasuki cakram Matahari, atau teknisnya saat sisi timur cakram Merkurius tepat mulai meninggalkan sisi timur cakram Matahari. Momen ini terjadi pada pukul 18:16 WIB. Selanjutnya adalah tahap puncak transit yang terjadi pukul 21:57 WIB. Lantas diikuti dengan tahap keempat sebagai kontak III, yang terjadi saat sisi barat cakram Merkurius tepat mulai bersentuhan dengan sisi barat cakram Matahari. Ini terjadi pada Selasa dinihari 9 Mei 2016 TU pukul 01:39 WIB. Dan tahap pamungkas, yakni kontak IV yang juga adalah akhir transit, terjadi pada pukul 01:42 WIB. Sehingga secara keseluruhan durasi Transit Merkurius 2016 ini adalah 7 jam 30 menit.

Gambar 4. Peta wilayah Transit Merkurius 2016 dalam lingkup global. Wilayah transit ditandai dengan warna putih. Angka-angka I, II, III dan IV menunjukkan garis kontak I, kontak II, kontak III dan kontak IV. Sumber: Espenak, 2016.

Gambar 4. Peta wilayah Transit Merkurius 2016 dalam lingkup global. Wilayah transit ditandai dengan warna putih. Angka-angka I, II, III dan IV menunjukkan garis kontak I, kontak II, kontak III dan kontak IV. Sumber: Espenak, 2016.

Dengan durasinya yang cukup lama, sebagian besar paras Bumi masuk ke dalam wilayar transit, yakni wilayah yang berkesempatan menyaksikan Transit Merkurius 2016 ini baik dalam segenap tahap maupun sebagian saja. Hanya sebagian Asia Timur Jauh (tepatnya Jepang, Semenanjung Korea dan sebagian Cina), sebagian Asia Tenggara (tepatnya Filipina, Timor Leste, Brunei Darussalam, Vietnam, Laos, Singapura serta sebagian Kampuchea, sebagian Malaysia dan sebagian besar Indonesia) dan Australia (Australia, Selandia Baru dan Papua Nugini) yang tak tercakup ke dalam wilayah transit.

Di Indonesia, garis kontak I (garis khayali yang menghubungkan titik-titik yang mengalami kontak I tepat saat Matahari terbenam) melintas di sisi timur kota Pekanbaru (propinsi Riau) dari barat daya ke timur laut. Sementara garis kontak II (garis khayali yang menghubungkan titik-titik yang mengalami kontak II tepat saat Matahari terbenam) tepat melintasi kota Padang (propinsi Sumatra Barat). Ke timur laut, garis kontak II juga tepat melintasi Kuala Lumpur (Malaysia). Hanya daerah-daerah yang ada di sebelah barat garis kontak I yang tercakup ke dalam wilayah transit. Sehingga Transit Merkurius 2016 di Indonesia hanya dapat dinikmati di sebagian pulau Sumatra dan pulau-pulau kecil disekelilingnya saja. Tepatnya di propinsi Sumatra Barat, Riau, Sumatra Utara dan Aceh. Di seluruh tempat itu, Transit Merkurius 2016 dapat dinikmati kala senja menjelang Matahari terbenam.

Gambar 5. Peta wilayah Transit Merkurius 2016 dalam lingkup Indonesia. Wilayah transit terletak di sebelah barat garis kontak I, yakni meliputi sebagian pulau Sumatra dan pulau-pulau kecil disekelilingnya. Sumber: Sudibyo, 2016.

Gambar 5. Peta wilayah Transit Merkurius 2016 dalam lingkup Indonesia. Wilayah transit terletak di sebelah barat garis kontak I, yakni meliputi sebagian pulau Sumatra dan pulau-pulau kecil disekelilingnya. Sumber: Sudibyo, 2016.

Tempat terbaik untuk mengamati Transit Merkurius 2016 di Indonesia adalah kota Banda Aceh (propinsi Aceh) dan sekitarnya. Di kedua tempat tersebut Matahari terbenam pada pukul 18:46 WIB. Sehingga durasi-nampak transit, yakni durasi sejak awal transit hingga terbenamnya Matahari, adalah sebesar 34 menit. Tempat terbaik kedua adalah Medan (propinsi Sumatra Utara) dan sekitarnya. Di sini Matahari terbenam pada pukul 18:30 WIB sehingga durasi-nampak transit sebesar 18 menit.

Cara mengamati Transit Merkurius 2016 adalah sama persis dengan cara mengamati Gerhana Matahari. Bedanya, karena diameter sudut Merkurius yang sangat kecil (yakni hanya seper 158 Matahari) maka mutlak dibutuhkan teleskop dengan perbesaran minimal 50 kali. Teleskop ini diarahkan ke Matahari, bisa dengan dilengkapi filter Matahari yang sepadan dan aman agar bisa dilihat langsung dengan mata kita. Atau dapat pula dengan memanfaatkan teknik proyeksi, dimana hasil bidikan teleskop langsung disalurkan ke sebuah layar proyeksi.

Arti Penting

Transit Merkurius menjadi peristiwa astronomi yang tak sepopuler Gerhana Matahari maupun Gerhana Bulan. Namun ia memiliki sejumlah nilai sangat penting sepanjang sejarahnya.

Misalnya dalam hal penentuan jarak Bumi-Matahari yang lebih akurat. Jarak Bumi-Matahari menjadi komponen fundamental dalam memahami tata surya kita. Hukum Kepler III memperlihatkan hubungan antara jarak rata-rata atau setengah sumbu utama orbit (dinyatakan dalam satuan astronomi) sebuah benda langit pengorbit Matahari dengan periode revolusinya (dinyatakan dalam tahun Bumi atau tahun saja). 1 Satuan Astronomi (SA) adalah jarak rata-rata Bumi-Matahari. Salah satu cara untuk mengetahui nilai 1 SA adalah dengan pengukuran paralaks Matahari, yakni pengamatan Matahari dari minimal dua titik yang berbeda di Bumi (lebih baik jika kedua titik tersebut berselisih jarak sangat besar) pada waktu yang sama. Pengukuran paralaks seperti ini telah dimulai pada 23 abad silam, tepatnya di abad 3 STU oleh Aristarchus. Namun pengukuran yang tak akurat membuat Aristarchus mendapati 1 SA hanyalah sebesar 2,96 juta kilometer. Pengukuran ulang oleh Claudius Ptolomeus dalam seabad kemudian mendapatkan nilai 1 SA hanya 7,97 juta kilometer. Atau hanya 21 kali lipat jarak rata-rata Bumi-Bulan. Nilai 1 SA yang ‘kecil’ ini mungkin turut mendorong Ptolomeus mengapungkan model geosentrik dalam tata surya kita. Model yang bertahan hingga 17 abad kemudian.

Gambar 6. Contoh penggunaan teknik proyeksi teleskopik dengan menggunakan teleskop reflektor (pemantul) Newtonian. Teleskop diarahkan ke Matahari, sementara citra yang dihasilkan langsung disorotkan ke layar proyeksi (dalam hal ini sehelai kertas putih di papan tulis). Fokus okulernya diatur demikian rupa agar citra di layar proyeksi tajam. Payung digunakan untuk melindungi layar proyeksi sehingga kontrasnya lebih besar. Teknik ini digunakan dalam observasi Transit Venus 2012 di Gombong, Kabupaten Kebumen (Jawa Tengah) oleh Forum Kajian Ilmu Falak Gombong. Panah menunjukkan kedudukan Venus. Sumber: Sudibyo, 2012.

Gambar 6. Contoh penggunaan teknik proyeksi teleskopik dengan menggunakan teleskop reflektor (pemantul) Newtonian. Teleskop diarahkan ke Matahari, sementara citra yang dihasilkan langsung disorotkan ke layar proyeksi (dalam hal ini sehelai kertas putih di papan tulis). Fokus okulernya diatur demikian rupa agar citra di layar proyeksi tajam. Payung digunakan untuk melindungi layar proyeksi sehingga kontrasnya lebih besar. Teknik ini digunakan dalam observasi Transit Venus 2012 di Gombong, Kabupaten Kebumen (Jawa Tengah) oleh Forum Kajian Ilmu Falak Gombong. Panah menunjukkan kedudukan Venus. Sumber: Sudibyo, 2012.

Di awal mula berseminya fajar model heliosentrik, Copernicus melakukan pengukuran ulang paralaks Matahari. Ia mendapati nilai 1 SA yang tak jauh berbeda dari masa Ptolomeus, yakni 9,57 juta kilometer. Keadaan tak berubah hingga masa Edmund Halley (ya, sosoknyalah yang diabadikan sebagai nama komet legendaris itu). Memperbaiki gagasan James Gregory dari tahun 1663 TU, pada 1691 TU Halley memperhitungkan bahwa transit Merkurius atau Venus bisa dimanfaatkan untuk mengukur paralaks Matahari dengan akurasi jauh lebih tinggi dibanding era Copernicus. Ide Halley dipraktikkan dalam Transit Venus 1761 dan Transit Venus 1769. Inilah kesempatan dimana Jerome Lalande, setelah menganalisis data pengamatan transit tersebut, mendapatkan 1 SA adalah senilai 153 juta kilometer. Perhitungan ulang dengan memanfaatkan peristiwa transit sejenis yang berlangsung seabad kemudian, masing-masing Transit Venus 1874 dan Transit Venus 1882 membuat Simon Newcomb memperoleh nilai 1 SA yang lebih akurat lagi, yakni 149,59 juta kilometer. Inilah nilai modern untuk 1 Satuan Astronomi, yang telah disahihkan kembali lewat pengukuran-pengukuran berbasis wahana antariksa (wantariksa) yang diterbangkan ke planet-planet tetangga ataupun melanglang buana kita.

Sedikit berbeda dengan Transit Venus, awalnya Transit Merkurius agak sukar untuk diperhitungkan kejadiannya meski jauh lebih sering terjadi. Contoh menarik terjadi pada 1843 TU. Saat itu Urbain Le Verrier, sang penemu planet Neptunus secara matematis, memperlihatkan bahwa akan terjadi Transit Merkurius 1843. Namun kampanye observasi astronomi yang digalakkan tak mendeteksi kejadian tersebut. Transit Merkurius yang sesungguhnya justru baru terjadi dua tahun kemudian, yakni pada 9 Mei 1845 TU (waktu Indonesia) yang teramati di Australia. Keterlambatan ini mendorong Le Verrier mengapungkan gagasannya tentang adanya planet-tak-dikenal yang gravitasinya cukup kuat untuk memperlambat gerak Merkurius. Itulah yang kemudian dikenal sebagai Vulcan. Vulcan akhirnya tak pernah ditemukan (dan memang tak pernah ada), namun keganjilan kecil pada orbit Merkurius memang nyata adanya. Itulah presesi perihelion Merkurius. Kelak barulah setelah Albert Einstein menelurkan gagasan relativitas umumnya yang kesohor, terjadinya presesi perihelion Merkurius bisa dijelaskan. Presesi perihelion tersebut terjadi akibat melengkungnya ruang-waktu di sekeliling Matahari. Karena Merkurius menjadi planet terdekat dengan Matahari, maka ia yang paling merasakannya dibanding planet-planet lainnya.

Di masa kini, peristiwa Transit Merkurius menjadi sarana untuk menguji metode dan radas (instrumentasi) astronomi modern untuk menguak sistem keplanetan di luar tata surya kita. Perubahan sangat kecil yang dalam kecerlangan-nampak Matahari selama berlangsungnya Transit Merkurius akan membantu menemukan perubahan sejenis pada bintang tetangga yang memiliki planet-luartatasurya (eksoplanet) kecil. Demikian halnya pengukuran diameter sudut Merkurius saat transit dan pembandingannya dengan diameter Merkurius yang sesungguhnya akan sangat bermanfaat untuk menentukan ukuran eksoplanet kecil. Dengan kata lain, Transit Merkurius di era modern (seperti Transit Merkurius 2016) menjadi arena ujicoba untuk menemukan eksoplanet-eksoplanet yang lebih kecil di bintang-bintang tetangga kita.

Referensi :

Espenak. 2014. 2016 Transit of Mercury. Observer’s Handbook 2016, Royal Astronomical Society of Canada.

King. 1845. Observations transit of Mercury, May, 8, 1845. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Vol. 7 (Nov 1845), p.10.

Gunawan dkk. 2012. Kala Bintang Kejora Melintas Sang Surya, Transit Venus 2012. Buku elektronik, KafeAstronomi.com Publisher, 2012.

Kumamoto dan Drama Gempa yang ‘Menyerang’ Kota

Hingga Minggu 17 April 2016 Tarikh Umum (TU) tercatat 42 orang tewas. Dan lebih dari 3.000 orang lainnya mengalami luka-luka mulai dari yang ringan hingga berat. Diantara korban luka-luka tersebut terdapat dua orang berkewarganegaraan Indonesia, yang tertimpa barang saat mencoba menyelamatkan diri kala guncangan menerjang. Angka-angka ini hanyalah sementara, sebab hingga kini masih tak kurang dari 80 orang yang menghilang, diduga terperangkap dalam reruntuhan bangunan. Selain itu tak kurang dari 91.000 orang menjadi pengungsi, dievakuasi dari kawasan yang mengalami dampak terparah. Puluhan bangunan runtuh, termasuk jembatan, bangunan bersejarah dan sebuah rumah sakit. Pipa gas terputus dimana-mana dan sempat memicu kebakaran. Demikian halnya jaringan listrik. Bahkan transportasi kereta api sempat terhenti manakala sebuah kereta cepat Shinkanshen anjlok dari relnya. Tanah longsor terjadi di sejumlah titik. Dan sebagai pemuncaknya Gunung Aso, gunung berapi aktif terbesar di Jepang yang terakhir meletus setahun silam, mendadak menyemburkan kepulan debu vulkaniknya hingga setinggi 100 meter di atas kawah dalam sebuah letusan yang lemah.

Gambar 1. Satu jembatan yang runtuh ke dalam sungai seiring longsornya tebing sungai di Minami Aso dalam Gempa Kumamoto 2016. Tanda-tanda panah menunjukkan retakan di paras Bumi, yang adalah moletrack dari zona rekahan sumber gempa. Zona rekahan ini menampakkan tanda-tanda pergeseran ke kanan (menganan) atau dekstral. Sumber: People Daily China, 2016.

Gambar 1. Satu jembatan yang runtuh ke dalam sungai seiring longsornya tebing sungai di Minami Aso dalam Gempa Kumamoto 2016. Tanda-tanda panah menunjukkan retakan di paras Bumi, yang adalah moletrack dari zona rekahan sumber gempa. Zona rekahan ini menampakkan tanda-tanda pergeseran ke kanan (menganan) atau dekstral. Sumber: People Daily China, 2016.

Semua itu adalah bait-bait yang telah terucap dari drama yang sedang melanda prefektur Kumamoto di pulau Kyushu (Jepang). Tiga guncangan kuat menggetarkan pulau besar paling selatan dari kepulauan Jepang ini dalam kurun hanya 28 jam. Dalam catatan National Earthquake Information Center United States Geological Survey (USGS), guncangan kuat pertama terjadi pada Kamis 14 April 2016 TU pukul 19:27 WIB dengan magnitudo 6,2. Berselang dua setengah jam kemudian, tepatnya pukul 22:04 WIB, guncangan kedua datang menerjang dengan magnitudo 6,0. Dan puncaknya terjadi 28 jam kemudian, tepatnya pada Jumat 15 April 2016 TU pukul 23:25 WIB, dengan magnitudo 7,0. Dinamakan Gempa Kumamoto 2016, inilah kejadian gempa bumi tektonik terbesar di daratan Jepang sejak Gempa Iwate-Miyagi 2008 (magnitudo 6,9) dan Gempa Hanshin Agung-Awaji 1995 (magnitudo 6,9). Yang terakhir itu lebih populer sebagai Gempa Kobe 1995, gempa bumi yang menghasilkan kerugian material terbesar sepanjang sejarah Jepang sebelum kejadian Gempa akbar Tohoku 2011 beserta tsunaminya.

Gempa Kumamoto 2016 memperlihatkan dua hal kepada dunia, termasuk kita di Indonesia. Pertama, bagaimana sebuah gempa kuat merusak ternyata dapat menyerbu sebuah kota besar dan halaman belakangnya. Dan yang kedua, bagaimana upaya-upaya persiapan menghadapi bencana gempa ternyata membuahkan hasil yang (lumayan) manis.

Gambar 2. Hembusan debu vulkanik sering letusan Gunung Aso, yang terjadi hanya beberapa jam pasca gempa utama dalam Gempa Kumamoto 2016 terjadi. Letusan ini tergolong lemah, dengan kolom letusan hanya setinggi 100 meter di atas kawah. Sumber: Mikado Shimbun, 2016.

Gambar 2. Hembusan debu vulkanik sering letusan Gunung Aso, yang terjadi hanya beberapa jam pasca gempa utama dalam Gempa Kumamoto 2016 terjadi. Letusan ini tergolong lemah, dengan kolom letusan hanya setinggi 100 meter di atas kawah. Sumber: Mikado Shimbun, 2016.

Futagawa-Hinagu

Layaknya Indonesia, kepulauan Jepang merupakan untaian pulau-pulau yang tumbuh akibat jepitan lempeng-lempeng tektonik. Ada empat lempeng tektonik yang berperan di sini. Satu adalah lempeng tektonik utama, yakni lempeng Pasifik. Sementara tiga sisanya adalah lempeng tektonik kecil/mikrolempeng, masing-masing mikrolempeng Filipina, Amuria dan Okhotsk. Lempeng Pasifik dan mikrolempeng Filipina bersifat oseanik (lempeng samudera) yang berat jenisnya lebih besar. Sebaliknya mikrolempeng Amuria dan Okhotsk bersifat kontinental (lempeng benua) dengan berat jenis lebih kecil. Interaksi mikrolempeng Amuria dan Filipina membentuk kepulauan Jepang bagian selatan, yang mencakup pulau Kyushu dan sebagian pulau Honshu. Interaksi tersebut berupa subduksi, dengan mikrolempeng Filipina melekuk dan menyelusup ke bawah mikrolempeng Amuria menuju lapisan selubung di bawah kerak seiring berat jenisnya yang lebih besar. Salah satu gejala subduksi ini adalah terbentuknya parit Nankai. Parit adalah cekungan memanjang di dasar samudera yang mirip palung namun lebih lebar dan lebih dangkal.

Gambar 3. Rona rupabumi pulau Kyushu (Jepang). nampak sesar besar Median Tectonic Line (MTL) melintas dari timur laut (kiri atas) untuk kemudian meliuk ke selatan sebagai sesar Usuki-Yatsushiro tectonic line. Salah satu cabang sesar MTL nampak melintas lurus melewati kota Kumamoto dan sekitarnya, yang berdiri di atas graben (lembah patahan) Beppu-Shimabara. Sesar cabang inilah yang bertanggungjawab atas Gempa Kumamoto 2016. Sumber: Earthoffire, 2014.

Gambar 3. Rona rupabumi pulau Kyushu (Jepang). nampak sesar besar Median Tectonic Line (MTL) melintas dari timur laut (kiri atas) untuk kemudian meliuk ke selatan sebagai sesar Usuki-Yatsushiro tectonic line. Salah satu cabang sesar MTL nampak melintas lurus melewati kota Kumamoto dan sekitarnya, yang berdiri di atas graben (lembah patahan) Beppu-Shimabara. Sesar cabang inilah yang bertanggungjawab atas Gempa Kumamoto 2016. Sumber: Earthoffire, 2014.

Situasi kepulauan Jepang bagian selatan mirip dengan pulau Sumatra di Indonesia. Di sini arah gerak mikrolempeng Filipina pun miring (tak tegak lurus) terhadap sumbu parit Nankai. Sehingga berimplikasi pada terbentuknya sistem sesar besar di daratan Jepang, yang dinamakan Median Tectonic Line (MTL). Sesar besar MTL merupakan sesar geser menganan (right-lateral). Dalam sesar geser menganan seperti ini, apabila kita berdiri tepat di salah satu sisi sesar ini maka kita akan melihat sisi lain sesar (yang tepat berada di hadapan kita) akan bergerak ke sisi kanan kita. Sesar besar MTL bergerak dengan kecepatan antara 5 hingga 10 mm/tahun. Posisinya mengikuti jajaran gunung-gemunung berapi di kepulauan Jepang. Segmen-segmen yang terkunci dan lalu melenting mendadak di sepanjang sesar besar MTL bertanggung jawab atas sejumlah kejadian gempa bumi di Jepang. Misalnya Gempa Hanshin Agung-Awaji 1995, yang terjadi pada salah satu cabang dari sistem sesar besar MTL.

Di pulau Kyushu, sesar besar MTL melintas dari timur laut dan berbelok melengkung hingga akhirnya ke selatan mengikuti jajaran gunung-gemunung berapi di sini. Sebuah sesar cabang memisah dari MTL dan menerus ke barat daya, melewati Gunung Aso. Inilah sesar Futagawa dan sesar Hinagu. Dua sesar ini secara teknis melintas tepat di sisi dan di bawah kota Kumamoto. Gempa Kumamoto 2016 bersumber dari sesar ini.

Karena magnitudonya lebih kecil, dua gempa pertama dari tiga gempa kuat dalam Gempa Kumamoto 2016 diidentifikasi sebagai gempa pendahulu (preshock). Analisis USGS memperlihatkan sumber Gempa Kumamoto 2016 adalah segmen seluas 80 x 20 kilometer persegi di sepanjang sesar Futagawa dan Hinagu. Setelah terpatahkan, ia bergerak melenting sejauh rata-rata 1 meter. Pergerakan ini tak homogen di segenap sudut segmen, karena ada bagian-bagian tertentu yang melenting hingga sejauh maksimal 4 meter. Khususnya di sekitar titik episentrum. Sumber gempanya sangat dangkal, yakni hanya 10 km di bawah paras laut rata-rata (dpl). Akibatnya pergerakan segmen yang terpatahkan ini terjadi hingga ke paras Bumi. Ia menciptakan apa yang disebut zona rekahan (rupture) dalam kelurusan tertentu. Dua sisi yang bersebelahan dalam zona rekahan ini telah bergeser horizontal sejauh 1 meter, berdasarkan jejaring radas GPS (global positioning system) dari Geospatial Information (GSI) Jepang.

Gambar 4. Episentrum gempa utama (M7,0) dan dua gempa pendahulu (M6,2 dan M6,0) dalam Gempa Kumamoto 2016. Nampak sesar Futagawa dan Hinagu, yang bertanggung jawab dalam gempa ini. Pola-pola warna pelangi menunjukkan pergeseran tanah Kumamoto dan sekitarnya akibat gempa ini berdasarkan citra radar satelit Palsar-2 yang diolah dengan teknik interferometri SAR (synthethic apperture radar). Sumber: GIS Japan, 2016.

Gambar 4. Episentrum gempa utama (M7,0) dan dua gempa pendahulu (M6,2 dan M6,0) dalam Gempa Kumamoto 2016. Nampak sesar Futagawa dan Hinagu, yang bertanggung jawab dalam gempa ini. Pola-pola warna pelangi menunjukkan pergeseran tanah Kumamoto dan sekitarnya akibat gempa ini berdasarkan citra radar satelit Palsar-2 yang diolah dengan teknik interferometri SAR (synthethic apperture radar). Sumber: GIS Japan, 2016.

Segmen yang cukup luas dan kedalaman sumber gempa yang sangat dangkal berimplikasi buruk terhadap kota Kumamoto dan halaman belakangnya. Sekujur kota terguncang sangat keras dengan intensitas getaran hingga 9 MMI (modified mercalli intensity). Praktis dalam guncangan sebesar ini hanya bangunan-bangunan yang memang dirancang tahan gempa sajalah yang masih sanggup bertahan. Guncangan yang sangat keras juga menyebabkan tebing-tebing yang relatif curam mengalami kegagalan. Massa tanah dan batuan di tebing-tebing tersebut pun bergerak melongsor, yang terjadi dimana-mana. Secara akumulatif 716 ribu jiwa tinggal di kawasan yang mengalami guncangan hingga sebesar 9 MMI. Sementara 391 ribu jiwa dan 551 ribu jiwa lainnya tinggal di kawasan yang masing-masing tergetarkan hingga 8 dan 7 MMI.

Gempa utama (magnitudo 7,0) dari pematahan ini melepaskan energi hingga 560 kiloton TNT. Ini hampir menyamai energi Peristiwa Chelyabinsk 2013 di Russia tiga tahun silam. Sementara dua gempa pendahulu dengan masing-masing magnitudo 6,2 dan 6,0 melepaskan energi 35 dan 18 kiloton TNT. Layaknya kejadian gempa bumi tektonik umumnya, Gempa Kumamoto 2016 juga diikuti dengan gempa-gempa susulan (aftershock). Ini merupakan rangkaian pelepasan energi tambahan sebagai bagian dari upaya segmen yang telah terpatahkan untuk menyetabilkan dirinya dan membentuk keseimbangan baru dengan lingkungannya. Hingga kini telah terjadi ratusan gempa susulan. Secara akumulatif, energi yang terlepaskan dan merambat dari tiga gempa kuat yang mengguncang Kumamoto dan ratusan gempa-gempa susulannya mungkin sudah melebihi 700 kiloton TNT. Sebagai pembanding, letusan bom nuklir Hiroshima melepaskan energi 20 kiloton TNT. Sehingga secara akumulatif energi yang terlepaskan dan merambat sebagai gelombang gempa dalam kejadian Gempa Kumamoto 2016 telah 35 kali lipat lebih besar dari bom nuklir Hiroshima.

Gambar 5. Kawasan yang mengalami getaran sangat kuat dengan intensitas mulai dari intensitas getaran 7 MMI hingga 9 MMI dalam Gempa Kumamoto 2016. Nampak hampir seluruh kota Kumamoto tercakup ke dalam kawasan dengan getaran hingga 9 MMI. Sumber: USGS, 2016.

Gambar 5. Kawasan yang mengalami getaran sangat kuat dengan intensitas mulai dari intensitas getaran 7 MMI hingga 9 MMI dalam Gempa Kumamoto 2016. Nampak hampir seluruh kota Kumamoto tercakup ke dalam kawasan dengan getaran hingga 9 MMI. Sumber: USGS, 2016.

Indonesia

Gempa Kumamoto 2016 memberikan gambaran yang menggelisahkan kepada dunia, tentang bagaimana gempa bumi tektonik ‘menyerang’ dan meluluhlantakkan sebuah kota. Kumamoto sejatinya bukanlah kota pertama di dunia yang mendapat serangan semacam ini. Jepang sendiri memiliki pengalaman buruk serupa, yang terakhir di Kobe dalam bencana Gempa Hanshin Agung-Awaji 1995. Di Indonesia, kita juga mengenal peristiwa Gempa Yogyakarta 2006 sebagai serangan yang hampir sama. Dan dalam lingkup global, kengerian yang dihadirkan oleh Gempa Haiti 2010, yang menyerang ibukota Port au Prince dan halaman belakangnya, masih sangat berbekas.

Gempa-gempa yang menyerang kota dalam sejarahnya tak perlu tergolong gempa besar. Dalam tiga kejadian tersebut, magnitudonya bahkan tak ada yang lebih besar dari 7,0. Namun kombinasi sumber gempa yang di dekat/tepat di bawah kota dengan kedalaman sumber yang sangat dangkal di satu sisi serta padatnya penduduk dan bangunan-bangunan yang bermutu buruk menyebabkan korban manusia dan kerugian material yang direnggutnya bisa melangit.

Jepang pernah merasakan pengalaman buruk sebelumnya di kota Kobe. Sebelum 1995 TU, Jepang tak menyangka bahwa Kobe bakal digempur gempa kuat. Kota ini relatif jauh dari lintasan sesar besar MTL. Baru di kemudian hari ketahuan bahwa salah satu cabang sesar besar MTL melintas di halaman belakang Kobe. Di lepas pantainya terdapat sebuah pulau Awaji yang kecil, dipisahkan oleh selat Akashi dengan daratan Kobe. Siapa sangka, dari pulau inilah bencana melanda. Sesar Nojima yang menyembul di sisi barat pulau mendadak terpatahkan pada Senin 17 Januari 1995 TU. Pematahan ini bahkan menjalar hingga ke sesar Suma, Suwayama dan Gosukebashi yang ada di daratan Kobe. Secara keseluruhan pematahan itu terjadi dalam segmen sepanjang lebih dari 50 km pada empat sesar tersebut, dengan lentingan mendatar menganan hingga sejauh 1,5 meter. Gempa dengan magnitudo 6,9 pun meletup, yang kemudian dikenal sebagai bencana Gempa Hanshin-Agung Awaji 1995. Inilah bencana gempa bumi tektonik termahal dalam sejarah Jepang sebelum 2011 TU. Selain merenggut nyawa lebih dari 6.000 orang, Gempa Hanshin Agung-Awaji 1995 juga meruntuhkan ribuan bangunan dan merusak banyak sarana infrastruktur dengan total kerugian hingga lebih dari US $ 200 milyar.

Gambar 6. Peta kota Kobe dan sekitarnya beserta sumber Gempa Hanshin Agung-Awaji 1995 yang meremukkan kota dan menjadikannya bencana alam termahal sepanjang sejarah Jepang sebelum 2011 TU. Nampak sesar Nojima (A) serta sesar Suma, Suwayama dan Gosukebashi (ketiganya di B). Jalinan sesar Nojima dengan sesar-sesar lainnya inilah yang membuat gelombang gempa memperoleh jalan tol-nya langsung ke kota Kobe. Sumber: Koketsu dkk, 1998.

Gambar 6. Peta kota Kobe dan sekitarnya beserta sumber Gempa Hanshin Agung-Awaji 1995 yang meremukkan kota dan menjadikannya bencana alam termahal sepanjang sejarah Jepang sebelum 2011 TU. Nampak sesar Nojima (A) serta sesar Suma, Suwayama dan Gosukebashi (ketiganya di B). Jalinan sesar Nojima dengan sesar-sesar lainnya inilah yang membuat gelombang gempa memperoleh jalan tol-nya langsung ke kota Kobe. Sumber: Koketsu dkk, 1998.

Indonesia juga punya pengalaman serupa yang mengambil tempat di Yogyakarta, di sisi selatan dan timur Gunung Merapi. Sebelum 2006 TU, di kawasan ini telah dikenal adanya sesar Opak meski aktif tidaknya masih menjadi perdebatan. Namun Indonesia tak pernah mengira bahwa sekira 10 km di sebelah timurnya dan sejajar dengan sesar Opak ada sesar lain yang siap terpatahkan. Inilah sesar Oya, yang mengukir paras Bumi diatasnya sebagai lembah yang dialiri Sungai Oya (anak Sungai Opak) di lingkup Pegunungan Seribu. Siapa sangka, Sabtu pagi 27 Mei 2006 TU segmen sepanjang 20 km dalam sesar ini terpatahkan. Meletuplah Gempa Yogyakarta 2006 yang bermagnitudo 6,4. Jalinan antar sesar yang rumit di kawasan ini, mulai dari sesar Oya, Siluk, Opak, Progo, Dengkeng dan lain-lain membuat gelombang gempa seakan menemui jalan bebas hambatan untuk merambat kemana-mana. Tak sekedar itu, getaran keras yang ditimbulkannya mengguncang dataran Bantul dan Prambanan-Klaten yang relatif lunak dan belum terpadatkan. Di sini gelombang gempa menjadi terkuatkan (teramplifikasi), hingga memproduksi getaran berintensitas 8 MMI. Akibatnya dataran Bantul dan Prambanan-Klaten pun hancur lebur. Puluhan ribu bangunan bermutu rendah dan medium ambruk, dengan lebih dari 5.000 jiwa terenggut.

Kasus paling ekstrim dari gempa bumi yang menyerang kota adalah Gempa Haiti 2010. Buruknya mutu bangunan di kawasan ibukota Port au Prince dan halaman belakangnya menghasilkan malapetaka luar biasa kala gempa bermagnitudo 7,0 menerjang pada Selasa sore 12 Januari 2010 TU. Sumbernya adalah sebuah sesar tak dikenal yang berhubungan dengan sistem sesar Enriquillo-Plantain Garden. Seperti halnya kejadian Gempa Yogyakarta 2006, pematahan yang terjadi pada sumber Gempa Haiti 2010 tak muncul ke paras Bumi. Namun dampaknya sangat menghancurkan. Port au Prince diporak-porandakan oleh getaran sangat keras, dengan intensitas hingga 9 MMI. Ratusan ribu bangunan ambruk. Korban jiwa tak dapat diketahui sepenuhnya seiring buruknya administrasi pemerintah Haiti, namun diperkirakan mencapai 160.000 orang. Pemerintah Haiti sendiri menyatakan korban jiwanya mencapai 316.000 orang, jumlah yang dianggap terlalu dibesar-besarkan oleh sejumlah kalangan.

Gambar 7. Jalinan rumit antar sesar di Pegunungan Seribu dan dataran Yogyakarta-Bantul (tidak semuanya diperlihatkan). Nampak sumber Gempa Yogyakarta 2006 di sesar Oya (lembah sungai Oya). Meski sumber gempa terletak di daerah yang batuannya relatif keras, namun jalinan sesar-sesar yang rumit membuat gelombang gempa melesat di jalan tol-nya menuju ke dataran Bantul dan Prambanan-Klaten yang lunak. Mayoritas korban gempa berjatuhan di sini. Sumber: Tsuji dkk, 2009 dan digambar ulang oleh Sudibyo, 2015.

Gambar 7. Jalinan rumit antar sesar di Pegunungan Seribu dan dataran Yogyakarta-Bantul (tidak semuanya diperlihatkan). Nampak sumber Gempa Yogyakarta 2006 di sesar Oya (lembah sungai Oya). Meski sumber gempa terletak di daerah yang batuannya relatif keras, namun jalinan sesar-sesar yang rumit membuat gelombang gempa melesat di jalan tol-nya menuju ke dataran Bantul dan Prambanan-Klaten yang lunak. Mayoritas korban gempa berjatuhan di sini. Sumber: Tsuji dkk, 2009 dan digambar ulang oleh Sudibyo, 2015.

Dibanding negara-negara lainnya yang berdiri di atas zona rawan gempa, Jepang relatif beruntung. Pengalaman buruk Gempa Hanshin Agung-Awaji 1995 dan gempa-gempa merusak mematikan sebelumnya sepanjang sejarah serta kemajuan ekonomi negeri sakura itu membuat mereka berani berinvestasi mahal dalam upaya mitigasi gempa bumi. Terutama terkait perangkat keras. Mayoritas bangunan modern di Jepang telah dirancang tahan gempa. Demikian halnya infrastruktur. Di sisi lain, perangkat lunak mitigasi seperti halnya sosialisasi penyelamatan diri saat bencana gempa menerjang pun telah menjadi bagian dari pendidikan sekolah.

Segala ketekunan dan kesabaran ini nampaknya terbayar pasca 1995 TU. Dalam kejadian Gempa akbar Tohoku 2011 (magnitudo 9,0), tak kurang dari 18.000 jiwa tewas atau hilang. Seluruhnya disebabkan oleh hantaman tsunami besar produk gempa ini, bukan akibat getarannya. Sebagai pembanding, bencana Gempa akbar Sumatra-Andaman 2004 (magnitudo 9,3) merenggut tak kurang dari 270.000 jiwa (tewas atau hilang) dengan tak kurang dari 207.000 jiwa diantaranya adalah warganegara Indonesia.

Indonesia memang bukan Jepang. Kondisi finansial negeri ini tak memungkinkan untuk menyelenggarakan mitigasi bencana gempa bumi secara massif dalam hal perangkat kerasnya. Namun tidak dengan perangkat lunaknya. Apa yang menggelisahkan dari fenomena gempa yang ‘menyerang’ kota adalah ternyata cukup banyak kota di Indonesia yang berdiri di atas atau di dekat sebuah sesar. Bahkan disebut-sebut tak kurang dari 60 % kota di Indonesia yang demikian. Memang belum tentu sesar yang ada di bawah atau di dekat sebuah kota tergolong aktif. Namun juga banyak yang belum diketahui apakah pernah memproduksi gempa tektonik di masa silam ataukah tidak. Padahal bila sesar tersebut aktif dan melepaskan energinya, dampak yang ditimbulkannya pada kota tersebut akan cukup besar.Siapkah kita?

Referensi :

United States Geological Survey. 2016. M7.0 – 1 km West of Kumamoto-shi, Japan.

Koketsu dkk. 1998. A Fault Model of the 1995 Kobe Earthquake Derived from the GPS Data on the Akashi Kaikyo Bridge and Other Datasets. Earth Planets Space, vol 50 (1998), pp. 803–811.

Tsuji dkk. 2009. Earthquake Fault of the 26 May 2006 Yogyakarta Earthquake Observed by SAR Interferometry. Earth Planets Space, vol 61 (2009), pp. e29-e32.

Bila Jupiter Dihantam Komet dan Asteroid

Gerrit Kernbauer mengira ia akan menjalani Rabu 16 Maret 2016 Tarikh Umum (TU) malam seperti halnya malam-malam sebelumnya. Kala itu ia telah menyiapkan kembali senjata utamanya, teleskop reflektor (pemantul) becermin obyektif 20 sentimeter dan telah dirangkai kamera CCD (charged couple device). Sasarannya mengamati langit malam kala kondisi memungkinkan. Rutinitas semacam ini sudah dijalani teknisi CAD (computer aided design) di industri logam Austria dengan penuh semangat dalam 17 tahun terakhir. Di sisi bayang-bayang Pegunungan Alpin di kota kecil Modling, pinggiran metropolitan Wina, Kernbauer menggelar teleskopnya di halaman belakang kediamannya. Sepanjang malam itu teleskopnya mengarah ke beragam sudut langit. Terutama ke Jupiter, salah satu permata di langit malam yang juga planet terbesar se-tata surya kita. Teleskopnya bekerja secara otomatis. Sementara kameranya langsung terhubung dengan komputer jinjing (laptop), memungkinkan merekam dan menyimpan hasilnya dalam format video secara otomatis pula.

Gambar 1. Jupiter, diabadikan pada 27 Oktober 2014 TU dinihari. Nampak dua garis kehitaman di cakram planet ini, yang adalah pita ekuatorial sisi utara (kiri bawah) dan pita ekuatorial sisi selatan (kanan atas).Lewat teleskop dan wantariksa, umat manusia telah mengungkap sedikitnya tujuh peristiwa tumbukan komet / asteroid di Jupiter, hingga 2016 TU ini. Sumber: Sudibyo, 2014.

Gambar 1. Jupiter, diabadikan pada 27 Oktober 2014 TU dinihari. Nampak dua garis kehitaman di cakram planet ini, yang adalah pita ekuatorial sisi utara (kiri bawah) dan pita ekuatorial sisi selatan (kanan atas).Lewat teleskop dan wantariksa, umat manusia telah mengungkap sedikitnya tujuh peristiwa tumbukan komet / asteroid di Jupiter, hingga 2016 TU ini. Sumber: Sudibyo, 2014.

Kernbauer sama sekali tak pernah menduga bahwa malam itu berbeda. Malam yang akan membuatnya dikenal seantero dunia. Semula ia sedikit kecewa kala mengecek hasil rekamannya dan mendapati kualitasnya tidaklah sebagus harapannya. Hari-hari pun berlalu sebelum Kernbauer memutuskan mulai menganalisis, lebih dari seminggu kemudian. Didapati bahwa pada 17 Maret 2016 TU pukul 07:18:33 WIB teleskopnya merekam hal yang nampaknya tak biasa di Jupiter. Ada kelipan cahaya sangat singkat yang menyeruak di pinggir timur cakram planet itu. Singkat, hanya 2 hingga 3 detik saja, namun sudah cukup membuatnya terhenyak. Sontak ingatannya terbayang pada peristiwa menggemparkan di pertengahan 1994 TU, yakni saat Jupiter dihantam oleh keping-keping komet Shoemaker-Levy 9.

Namun sebelumnya Kernbauer harus memastikan lebih dahulu bahwa kelipan cahaya yang direkamnya benar-benar berasal dari Jupiter. Bukan akibat fenomena di udara di atas Modling, ataupun gangguan pada teleskop/kamera Kernbauer sendiri. Segera ia memublikasikan video rekamannya ke media sosial. Gayung bersambut. Tak butuh waktu lama sebelum rekaman sejenis mengapung ke jagat maya. Adalah John McKeon, astronom amatir dari Swords di pinggiran metropolitan Dublin (Irlandia) yang juga mengamati Jupiter pada saat yang sama, yang mendukung Kernbauer. Lewat teleskop 28 sentimeter-nya, McKeon merekam kelipan yang sama pula. Dengan dua pengamat berbeda, yang terpisahkan oleh jarak lebih dari 1.600 kilometer satu dengan yang lain, maka jelas sudah kelipan tersebut adalah fenomena yang benar-benar terjadi di Jupiter. Mengacu pada enam fenomena sejenis yang pernah terjadi (dan dianalisis) sebelumnya, dapat dipastikan pula bahwa kelipan cahaya tersebut diakibatkan oleh kepingan asteroid/komet yang jatuh menghantam Jupiter!

Gambar 2. Kelipan cahaya dari tumbukan 17 Maret 2016 di Jupiter dalam citra yang diekstrak dari rekaman observasi Gerrit Kernbauer (Austria) dan John McKeon (Irlandia) pada saat yang sama. Kedua citra telah menjalani pemrosesan citra yang cukup hati-hati untuk meningkatkan kualitasnya. Sumber: Sky & Telescope, 2016.

Gambar 2. Kelipan cahaya dari tumbukan 17 Maret 2016 di Jupiter dalam citra yang diekstrak dari rekaman observasi Gerrit Kernbauer (Austria) dan John McKeon (Irlandia) pada saat yang sama. Kedua citra telah menjalani pemrosesan citra yang cukup hati-hati untuk meningkatkan kualitasnya. Sumber: Sky & Telescope, 2016.

Shoemaker-Levy 9

Sebagai planet terbesar dan termassif se-tata surya kita, Jupiter memiliki wajah ganda dalam hal perilakunya terhadap benda-benda langit mini anggota tata surya yang dikenal sebagai komet dan asteroid. Di satu sisi ia berperan menjadi penggembala kawanan asteroid atau komet, yang membuat mereka stabil di kawasannya masing-masing. Inilah yang membentuk Sabuk Asteroid Utama di antara orbit Mars-Jupiter dan Kelompok Asteroid Trojan Jupiter yang berbagi orbit dengan planet raksasa tersebut. Namun di sisi lain, Jupiter juga kerap iseng mengganggu orbit-orbit komet dan asteroid. Astronomi telah lama mengenal kelompok komet keluarga Jupiter, yakni komet-komet periodik dengan periode pendek (kurang dari 20 tahun). Ciri khasnya adalah senantiasa berada di bawah telapak kaki penjajahan gravitasi Jupiter sepanjang hayatnya. Terhadap komet-komet ini, Jupiter akan mengubah orbitnya secara perlahan-lahan hingga mereka mati akibat kehabisan substansi mudah menguap di parasnya, atau lenyap keluar dari tata surya kita atau bahkan lenyap dari tata surya akibat bertumbukan dengan Jupiter maupun planet lain. Hal yang sama juga berlaku untuk asteroid yang diganggu Jupiter, minus kehilangan substansi mudah menguapnya (yang tak dimiliki asteroid).

Peristiwa tumbukan yang paling terkenal sekaligus melegenda di masa astronomi modern adalah tumbukan komet Shoemaker-Levy 9 (D/1993 F2) dengan Jupiter. Peristiwa tersebut berlangsung pada 16 hingga 22 Juli 1994 TU. Komet ini ditemukan pada 23 Maret 1993 TU malam oleh pasangan suami-istri Eugene Shoemaker dan Carolyn Shoemaker serta koleganya David Levy di Observatorium Gunung Palomar, sehingga mendapatkan namanya sebagai komet Shoemaker-Levy 9. Sedari awal komet ini telah memperlihatkan pemandangan, berbentuk untaian mirip mutiara.

Gambar 3. Jupiter dan keping-keping inti komet Shoemaker-Levy 9, dua bulan sebelum tumbukan terjadi berdasarkan bidikan teleskop antariksa Hubble. Jupiter diabadikan pada 18 Mei 1994 TU sementara komet Shoemaker-Levy 9 sehari sebelumnya. Hasil kedua bidikan yang berbeda lantas digabung menjadi satu untuk keperluan ilustrasi. Sumber; NASA, 1994.

Gambar 3. Jupiter dan keping-keping inti komet Shoemaker-Levy 9, dua bulan sebelum tumbukan terjadi berdasarkan bidikan teleskop antariksa Hubble. Jupiter diabadikan pada 18 Mei 1994 TU sementara komet Shoemaker-Levy 9 sehari sebelumnya. Hasil kedua bidikan yang berbeda lantas digabung menjadi satu untuk keperluan ilustrasi. Sumber; NASA, 1994.

Observasi lebih lanjut dan analisisnya menghasilkan kesimpulan mengejutkan. Komet Shoemaker-Levy 9 menampakkan bentuk mirip mutiaranya karena inti kometnya telah terpecah-belah menjadi sedikitnya 21 kepingan besar. Lebih mengejutkan lagi, komet Shoemaker-Levy 9 tidaklah mengedari Matahari layaknya komet-komet lainnya, melainkan mengelilingi Jupiter hingga berperan sebagai satelit alaminya. Ia beredar mengelilingi Jupiter dengan periode 2 tahun dalam orbit sangat lonjong. Titik apojove-nya, yakni titik terjauh dari pusat Jupiter, adalah 49 juta kilometer atau masih lebih jauh ketimbang satelit alamiah terjauh Jupiter yakni S/2000 J2 yang memiliki apojove 37 juta kilometer. Sebaliknya titik perijove-nya, yakni titik terdekat dari pusat Jupiter, hanya sebesar 45.000 kilometer saja atau jauh lebih kecil ketimbang jari-jari Jupiter (yakni 70.000 kilometer). Dengan orbit seperti ini kesimpulan mengejutkan berikutnya pun muncul: komet Shoemaker-Levy 9 akan menumbuk Jupiter kala hendak menjangkau titik perijove orbitnya.

Analisis memperlihatkan bahwa 21 kepingan inti komet Shoemaker-Levy 9, yang dimensinya bervariasi antara sekecil 45 meter hingga sebesar 1.270 meter, sebelumnya telah melintas di titik perijove-nya yang sejarak hanya 110.000 kilometer dari pusat Jupiter atau hanya 40.000 kilometer dari parasnya. Momen itu terjadi pada 7 Juli 1992 TU. Dengan jarak sedekat itu, gaya tidal Jupiter berdampak menghancurkan sehingga inti komet pun terpecah-belah ke dalam 21 keping besar. Analisis lebih lanjut juga memperlihatkan komet Shoemaker-Levy 9 mungkin telah mengedari Jupiter sejak 1970 TU. Yakni tatkala ia terperangkap gravitasi Jupiter akibat melintas terlalu dekat hingga dipaksa untuk berubah total menjadi mengedari Jupiter. Semula komet ini mengelilingi Matahari sebagai komet keluarga Jupiter. Sejak 1970 TU itu komet Shoemaker-Levy 9 telah menyelesaikan 9 putaran mengelilingi Jupiter dalam orbit yang ganjil, yakni sangat lonjong, berinklinasi sangat besar dan sangat takstabil. Sebelum terpecah-belah, inti komet Shoemaker-Levy 9 mungkin berdiameter 1,4 kilometer.

Gambar 4. Saat-saat salah satu keping inti komet Shoemaker-Levy 9 menumbuk Jupiter, menghasilkan bola api tumbukan yang sangat terang dalam spektrum cahaya inframerah (kiri). Titik terang di di sisi kanan cakram Jupiter adalah Io, salah satu satelit alamiahnya. Sumber; Max Planck Instutite for Astronomy, 1994.

Gambar 4. Saat-saat salah satu keping inti komet Shoemaker-Levy 9 menumbuk Jupiter, menghasilkan bola api tumbukan yang sangat terang dalam spektrum cahaya inframerah (kiri). Titik terang di di sisi kanan cakram Jupiter adalah Io, salah satu satelit alamiahnya. Sumber; Max Planck Instutite for Astronomy, 1994.

Tumbukan akhirnya terjadi pula sesuai dengan yang diprakirakan sebelumnya, yakni pada 16 hingga 22 Juli 1994 TU. Peristiwa ini menyedot perhatian yang teramat besar. Inilah untuk pertama kalinya umat manusia menyaksikan langsung kedahsyatan tubrukan kosmik kala benda langit mini (dalam hal ini komet) menumbuk sebuah planet dengan kedahsyatan yang tak pernah terbayangkan sebelumnya. Bumi mengalami kejadian serupa 65 juta tahun silam, yang melumat habis kehidupan kawanan dinosaurus hingga punah beserta 75 % kelimpahan makhluk hidup lainnya dalam momen yang dikenal sebagai Peristiwa Kapur-Tersier. Keping-keping komet Shoemaker-Levy 9 berjatuhan ke Jupiter dengan kecepatan 60 km/detik (216.000 km/jam). Total energi kinetik yang dilepaskannya mencapai 300 ribu megaton TNT, atau setara dengan kedahsyatan Letusan Toba Muda 74.000 tahun silam. Tumbukan menghasilkan bercak-bercak hitam mirip mata bengkak, terbesar selebar 12.000 kilometer atau seukuran Bumi kita! Bercak-bercak ini bertahan hingga berbulan-bulan kemudian. Sementara efek dari tumbukan itu sendiri bahkan masih bisa diamati dari Bumi hingga 15 tahun kemudian dalam bentuk melimpahnya kadar air di atmosfer belahan Jupiter bagian selatan.

Gambar 5. Jejak tumbukan komet Shoemaker-Levy 9 di Jupiter. Kiri: bercak-bercak hitam jejak tumbukan sejumlah kepingan inti komet (dilabeli dengan huruf-huruf tertentu) di hemisfer selatan Jupiter. Diabadikan teleskop antariksa Hubble dalam spektrum sinar ultraungu (panjang gelombang 2.550 Angstrom) pada 21 Juli 1994 TU. Kanan: distribusi kerapatan molekul air (per sentimeter persegi) di Jupiter pada 2009 TU, diabadikan dengan teleskop antariksa Herschel. Nampak konsentrasi molekul air di hemisfer selatan Jupiter, jejak yang masih tersisa dari peristiwa tumbukan dahsyat 15 tahun sebelumnya. Sumber: NASA, 1994 & ESA, 2009.

Gambar 5. Jejak tumbukan komet Shoemaker-Levy 9 di Jupiter. Kiri: bercak-bercak hitam jejak tumbukan sejumlah kepingan inti komet (dilabeli dengan huruf-huruf tertentu) di hemisfer selatan Jupiter. Diabadikan teleskop antariksa Hubble dalam spektrum sinar ultraungu (panjang gelombang 2.550 Angstrom) pada 21 Juli 1994 TU. Kanan: distribusi kerapatan molekul air (per sentimeter persegi) di Jupiter pada 2009 TU, diabadikan dengan teleskop antariksa Herschel. Nampak konsentrasi molekul air di hemisfer selatan Jupiter, jejak yang masih tersisa dari peristiwa tumbukan dahsyat 15 tahun sebelumnya. Sumber: NASA, 1994 & ESA, 2009.

Asteroid

Selain tumbukan komet Shoemaker-Levy 9 pada 1994 TU, Jupiter sesungguhnya telah teramati mengalami peristiwa tumbukan dengan benda langit mini hingga sedikitnya enam kali (terhitung sebelum 2016 TU). Peristiwa tumbukan pertama terjadi pada 5 Maret 1981 TU. Peristiwa itu sempat diindra wantariksa (wahana antariksa) Voyager 2 pasca melintas dekat Jupiter dalam perjalanannya mengarungi tata surya kita. Voyager 2 merekam kelipan redup, yang kemudian diidentifikasi sebagai meteor di Jupiter. Analisis memperlihatkan meteor tersebut semula adalah meteoroid yang mungkin berasal dari kepingan asteroid ataupun komet mati. Meteoroid ini kecil saja, diameternya hanya 44 sentimeter (apabila dari komet mati) dengan massa hanya 11 kilogram. Saat memasuki atmosfer Jupiter, ia melepaskan energi kinetik 5.000 kilogram TNT atau setara bom konvensional di Bumi.

Gambar 6. Dinamisnya bercak hitam jejak Tumbukan Wesley dalam 10 hari pertama, diabadikan teleskop IRTF NASA di Hawaii (Amerika Serikat) dan teleskop Carlos Sanchez di Canary (Spanyol) secara terpisah pada spektrum sinar inframerah dekat. Nampak perubahan bentuk bercak dari hari ke hari yang disebabkan oleh sirkulasi dalam atmosfer Jupiter. Sumber: Sanchez-Lavega dkk, 2011.

Gambar 6. Dinamisnya bercak hitam jejak Tumbukan Wesley dalam 10 hari pertama, diabadikan teleskop IRTF NASA di Hawaii (Amerika Serikat) dan teleskop Carlos Sanchez di Canary (Spanyol) secara terpisah pada spektrum sinar inframerah dekat. Nampak perubahan bentuk bercak dari hari ke hari yang disebabkan oleh sirkulasi dalam atmosfer Jupiter. Sumber: Sanchez-Lavega dkk, 2011.

Peristiwa kedua adalah tumbukan komet Shoemaker-Levy 9. Sementara peristiwa ketiga adalah kejadian 19 Juli 2009 TU, yang tak kalah menyita perhatian. Ia dikenal sebagai Tumbukan Wesley karena pertama kali dilaporkan Anthony Wesley, pemrogram komputer yang juga astronom amatir dari Murrumbateman (Australia). Selagi mengamati Jupiter dengan teleskop refraktor (pembias) berlensa obyektif 38 sentimeter yang terhubung kamera, Wesley menyadari hadirnya bercak hitam di hemisfer selatan Jupiter pada pukul 20:30 WIB. Observasi lebih lanjut melalui Teleskop Keck dan IRTF (infra red telescope facility) NASA, keduanya bertempat di puncak Gunung Manua Kea di Kepulauan Hawaii (Amerika Serikat), memastikan eksistensi bercak hitam yang dilaporkan Wesley. Bercak tersebut mengandung tanda-tanda yang serupa dengan bercak-bercak produk tumbukan komet Shoemaker-Levy 9 tepat 15 tahun sebelumnya. Sehingga jelas berasal dari peristiwa tumbukan.

Observasi lebih lanjut dan analisisnya memperlihatkan Tumbukan Wesley disebabkan oleh sekeping asteroid, terlihat dari jejak kaya silikat, silika dan hidrokarbon yang tertinggal dalam bercak serta minimnya karbon monoksida. Asteroid tersebut berukuran 500 meter dengan massa 65 juta ton. Ia jatuh menumbuk sisi jauh Jupiter, yakni hemisfer Jupiter yang sedang mengalami malam hari. Kejadian itu berlangsung dalam rentang waktu antara pukul 16:00 hingga 18:00 WIB. Wesley menjadi sosok pertama yang beruntung menyaksikan jejak tumbukannya. Tumbukan melepaskan energi luar biasa besar, yakni 28.000 megaton TNT atau hampir menyamai energi Letusan Tambora 1815. Tumbukan menciptakan bercak hitam seluas 190 juta kilometer persegi, atau seukuran Samudera Pasifik di Bumi. Area tersebut terpanaskan hingga 3° sampai 4° Celcius di atas suhu normalnya. Tumbukan Wesley sekaligus menjungkirbalikkan anggapan semula yang telah berakar kuat, dimana peluang guna mendeteksi peristiwa tumbukan di Jupiter berbasis teleskop kecil hingga medium (yang banyak digunakan kalangan astronom amatir) dianggap mustahil.

Wesley jugalah yang pertama kali mendeteksi adanya peristiwa tumbukan keempat. Yakni kala ia merekam kelipan cahaya singkat di dekat pinggir barat cakram Jupiter pada 4 Juni 2010 TU pukul 03:31 WIB. Wesley menggunakan radas (instrumen) yang sama persis dengan saat ia mendeteksi peristiwa tumbukan setahun sebelumnya. Namun berbeda dengan peristiwa Tumbukan Wesley, kali ini kelipan cahaya singkat itu tak diikuti munculnya fenomena bercak hitam atau sejenisnya. Mujurnya tak hanya Wesley yang merekam peristiwa ini. Seorang Christopher Go, astronom amatir dari Cebu (Filipina), pun mengamati Jupiter pada saat yang sama. Go bersenjatakan teleskop 28 sentimeter yang dilengkapi kamera. Rekamannya juga memperlihatkan kelipan cahaya singkat, pada waktu yang persis sama dengan hasil rekaman Wesley.

Gambar 7. Kelipan cahaya dari tumbukan 4 Juni 2010 di Jupiter dalam citra yang diekstrak dari rekaman observasi Anthony Wesley (Australia) dan Christopher Go (Filipina) pada saat yang sama. Kedua citra telah menjalani pemrosesan citra untuk meningkatkan kualitasnya. Sumber: Hueso dkk, 2013.

Gambar 7. Kelipan cahaya dari tumbukan 4 Juni 2010 di Jupiter dalam citra yang diekstrak dari rekaman observasi Anthony Wesley (Australia) dan Christopher Go (Filipina) pada saat yang sama. Kedua citra telah menjalani pemrosesan citra untuk meningkatkan kualitasnya. Sumber: Hueso dkk, 2013.

Berbekal dua rekaman video yang berbeda ini, maka kejadian tumbukan di Jupiter dapat dipastikan. Kelipan cahaya singkat tersebut adalah meteor-terang (fireball) di Jupiter. Semula ia merupakan meteoroid yang berasal dari kepingan asteroid ataupun komet mati. Diameter meteoroidnya adalah 18,2 meter (apabila dari komet mati), atau setara dengan meteoroid penyebab Peristiwa Chelyabinsk 2013. Dengan massa 790 ton, meteoroid ini melepaskan energi 340 kiloton TNT saat memasuki atmosfer Jupiter sebagai meteor-terang. Sukses Wesley dan Go memperlihatkan bahwa kini manusia memiliki peluang untuk mendeteksi tumbukan benda langit di Jupiter meski meteoroidnya relatif kecil.

Peristiwa tumbukan kelima juga terjadi pada 2010 TU, tepatnya pada 21 Agustus 2010 TU pukul 01:21 WIB. Kali ini giliran para astronom amatir Jepang yang tampil ke panggung. Awalnya Masayuki Takichawa dari Kumamoto yang melaporkan terdeteksinya kelipan cahaya singkat, pada posisi hampir di tengah cakram Jupiter, saat merekam planet itu dengan bersenjatakan teleskop refraktor berlensa obyektifnya 15 sentimeter dan terhubung kamera. Berjam-jam kemudian, konfirmasi datang dari dua astronom amatir berbeda, yakni dari Kazuo Aoki dari Tokyo dan Masayuki Ichimaru dari Toyama. Aoki dan Ichimaru masing-masing menggunakan teleskop refraktor berlensa obyektif berdiameter 23,5 sentimeter dan 12,5 sentimeter (!). Konfirmasi keempat datang dari Takanori Wakamatsu dari Arita. Dengan rekaman yang melimpah, kini dipahami bahwa peristiwa tersebut disebabkan oleh tumbukan meteoroid yang berasal dari kepingan asteroid ataupun komet mati. Diameternya sebesar 16,7 meter (apabila dari komet mati) dengan massa 608 ton. Saat masuk ke atmosfer Jupiter sebagai meteor-terang, ia melepaskan energi hingga 260 kiloton TNT atau 13 kali lebih dahsyat ketimbang letusan bom nuklir Hiroshima.

Gambar 8. Kelipan cahaya dari tumbukan 21 Agustus 2010 di Jupiter dalam citra yang diekstrak dari rekaman observasi Masayuki Takichawa, Kazuo Aoki dan Masayuki Ichimaru (ketiganya dari Jepang). Ketiga citra telah menjalani pemrosesan citra untuk meningkatkan kualitasnya. Benda langit kecil di sisi kanan bawah citra Takichawa dan Aoki adalah Ganymede, satelit alamiah terbesar Jupiter. Sumber: Hueso dkk, 2013.

Gambar 8. Kelipan cahaya dari tumbukan 21 Agustus 2010 di Jupiter dalam citra yang diekstrak dari rekaman observasi Masayuki Takichawa, Kazuo Aoki dan Masayuki Ichimaru (ketiganya dari Jepang). Ketiga citra telah menjalani pemrosesan citra untuk meningkatkan kualitasnya. Benda langit kecil di sisi kanan bawah citra Takichawa dan Aoki adalah Ganymede, satelit alamiah terbesar Jupiter. Sumber: Hueso dkk, 2013.

Dan peristiwa yang terakhir, yakni peristiwa tumbukan keenam, terjadi pada 2012 TU. Tepatnya pada 10 September 2012 pukul 18:35 WIB. Kali ini astronom-astronom amatir Amerika Serikat yang kebagian peranan. Dan berbeda dengan lima peristiwa sebelumnya, peristiwa keenam ini menjadi momen teramatinya tumbukan di Jupiter secara langsung (lewat mata) tanpa rekaman video. Adalah Dan Peterson dari kota kecil Racine (negara bagian Wisconsin) yang berkesempatan menyaksikannya melalui teleskop reflektor becermin obyektif 25 sentimeter. Kelipan cahaya singkat itu berdurasi 2 detik dan terjadi di tepi timur cakram Jupiter. Kelipan tersebut memiliki magnitudo semu sekitar +6, hampir setara magnitudo semu Europa (salah satu satelit alamiah Jupiter) yang ada didekatnya. Berjam-jam kemudian, rekaman videonya diunggah seorang George Hall dari kota Dallas (negara bagian Texas). Dengan rekaman ini maka kejadian tersebut dapat dianalisis lebih lanjut. Peristiwa tumbukan keenam tersebut disebabkan oleh meteoroid berdiameter 19,3 meter (apabila dari komet mati) dengan massa 940 ton yang masuk ke atmosfer Jupiter. Ia melepaskan energi hingga 405 kiloton TNT atau 20 kali lebih dahsyat ketimbang letusan bom nuklir Hiroshima.

Gambar 9. Kelipan cahaya dari tumbukan 10 September 2012 di Jupiter dalam citra yang diekstrak dari rekaman observasi George Hall (Amerika Serikat). Citra ini telah menjalani pemrosesan untuk meningkatkan kualitasnya. Sumber: Hueso dkk, 2013.

Gambar 9. Kelipan cahaya dari tumbukan 10 September 2012 di Jupiter dalam citra yang diekstrak dari rekaman observasi George Hall (Amerika Serikat). Citra ini telah menjalani pemrosesan untuk meningkatkan kualitasnya. Sumber: Hueso dkk, 2013.

Kekerapan

Rekaman hasil observasi Kernbauer dan McKeon memang belum masuk ke meja analisis. Tetapi karena mengandung ciri-ciri yang mirip dengan sedikitnya tiga peristiwa tumbukan terakhir di Jupiter, maka diduga kuat apa yang terekam dalam observasi Kernbauer dan McKeon adalah sebuah peristiwa tumbukan. Jika benar demikian, maka inilah peristiwa tumbukan ketujuh yang pernah teramati umat manusia di Jupiter.

Bagaimana nasib meteoroid, baik yang berasal dari komet maupun asteroid, kala menumbuk Jupiter? Meski dimensinya jauh lebih besar ketimbang Bumi dan demikian halnya massanya, Jupiter bukanlah planet seperti Bumi. Ia tidak memiliki paras (permukaan) keras layaknya Bumi. Struktur Jupiter berlapis-lapis, terbentuk oleh gas yang sifatnya bergantung pada tekanannya. Apa yang selama ini disebut paras Jupiter sejatinya adalah titik-titik yang memiliki tekanan gas 1 bar (setara tekanan atmosfer di paras Bumi). Dari paras ini hingga ke kedalaman tertentu Jupiter masih tetap merupakan lapisan gas. Tekanan gas dalam lapisan gas ini kian membesar sering bertambahnya kedalaman. Saat tekanannya cukup besar, di bawah lapisan gas ini mulailah eksis lapisan Hidrogen cair. Lapisan ini terbentuk tatkala besarnya tekanan gas menyebabkan molekul-molekul gas dipaksa saling mendekat sangat rapat. Di bawah lapisan Hidrogen cair ini terdapat lapisan Hidrogen metalik cair. Pada lapisan ini tekanan gasnya telah demikian besar, yakni minimal 250.000 atmosfer. Tekanan sebesar itu membuat Hidrogen cair mulai menampakkan sifat-sifat ikatan logam, karena inti-inti atom Hidrogennya telah kehilangan ikatan terhadap elektron-elektronnya. Lapisan ini bersifat penghantar listrik. Barulah di bawah lapisan ini, tepatnya di pusat Jupiter, kita akan bersua dengan satu-satunya bagian Jupiter yang padat. Yakni inti Jupiter.

Gambar 10. Bagaimana nasib sebuah meteoroid kecil yang menerobos masuk ke dalam atmosfer Jupiter dalam simulasi Hueso dkk (2013). 0,1 detik setelah memasuki atmosfer, meteoroid berubah menjadi meteor-terang dengan bentuk yang masih utuh di elevasi sekitar 204 kilometer dpj sembari mulai menghamburkan sebagian massanya dan hempasan gelombang kejut ke atmosfer. 0,5 detik setelah memasuki atmosfer, meteor-terang mulai memipih di elevasi sekitar 175 kilometer dpj. Kuantitas hamburan massa dan gelombang kejutnya kian meningkat. 0,75 detik setelah memasuki atmosfer, meteor-terang telah terfragmentasi demikian brutal di elevasi sekitar 160 kilometer dpj. 1,25 detik setelah memasuki atmosfer, meteor-terang telah teruapkan tak bersisa di elevasi sekitar 130 kilometer dpj. Hanya gelombang kejutnya yang masih menjalar. 1,6 detik setelah memasuki atmosfer, baik meteor-terang maupun gelombang kejutnya telah benar-benar menghilang di dalam atmosfer Jupiter. Sumber: Hueso dkk, 2013.

Gambar 10. Bagaimana nasib sebuah meteoroid kecil yang menerobos masuk ke dalam atmosfer Jupiter dalam simulasi Hueso dkk (2013). 0,1 detik setelah memasuki atmosfer, meteoroid berubah menjadi meteor-terang dengan bentuk yang masih utuh di elevasi sekitar 204 kilometer dpj sembari mulai menghamburkan sebagian massanya dan hempasan gelombang kejut ke atmosfer. 0,5 detik setelah memasuki atmosfer, meteor-terang mulai memipih di elevasi sekitar 175 kilometer dpj. Kuantitas hamburan massa dan gelombang kejutnya kian meningkat. 0,75 detik setelah memasuki atmosfer, meteor-terang telah terfragmentasi demikian brutal di elevasi sekitar 160 kilometer dpj. 1,25 detik setelah memasuki atmosfer, meteor-terang telah teruapkan tak bersisa di elevasi sekitar 130 kilometer dpj. Hanya gelombang kejutnya yang masih menjalar. 1,6 detik setelah memasuki atmosfer, baik meteor-terang maupun gelombang kejutnya telah benar-benar menghilang di dalam atmosfer Jupiter. Sumber: Hueso dkk, 2013.

Dengan dominasi gas di parasnya, bagaimana nasib sebuah meteoroid yang jatuh menumbuk Jupiter?

Pada dasarnya mirip dengan apa yang terjadi di Bumi. Saat sebuah meteoroid kecil, yakni yang diameternya kurang dari 20 meter, menerobos masuk atmosfer Jupiter maka simulasi Hueso dkk (2013) memperlihatkan ia akan mulai terpecah-belah (terfragmentasi) sejak elevasi sekitar 160 kilometer dpj (dari paras Jupiter). Fragmentasi itu kian brutal hingga mencapai puncaknya pada elevasi sekitar 120 kilometer dpj. Setiap pecahan lantas akan teruapkan oleh tekanan ram yang terbentuk. Pecahan terakhir akan sepenuhnya menghilang dalam rentang elevasi antara 100 hingga 80 kilometer dpj. Seluruh material meteoroid kecil lantas tercampur-baur dengan gas-gas dalam Jupiter. Pada meteoroid lebih besar atau bahkan raksasa, misalnya seperti dalam tumbukan komet Shoemaker-Levy 9, meteoroid menembus jauh lebih dalam lagi. Dan bahkan bisa mencapai paras Jupiter ataupun menembus lebih dalam lagi ke dalam lapisan gas. Namun tiadanya permukaan padat membuat hantaman meteroid raksasa pun tak meninggalkan jejak kawah. Hanya material meteoroidnya yang terdispersi ke dalam atmosfer atau lapisan gas untuk kemudian tersebar seiring dinamika atmosfer Jupiter.

Seberapa sering Jupiter menghadapi tumbukan meteoroid kecil? Menurut simulasi Hueso dkk, jika ukuran meteoroidnya ada di antara 5 hingga 20 meter dan bila menggunakan radas observasi astronomi amatir seperti saat ini, maka kekerapan tumbukan di Jupiter yang berpotensi untuk diamati adalah antara 12 hingga 60 kali per tahun. Sebanyak inilah jumlah kejadian tumbukan di Jupiter yang bisa disaksikan manusia, tentunya dalam kondisi ideal. Yakni kala langit benar-benar cerah dan gangguan polusi cahaya minimal.

Referensi :

Beatty. 2016. Another Impact on Jupiter? Sky & Telescope 29 March 2016, Observing News & Celestial Events.

Hueso dkk. 2013. Impact Flux on Jupiter, from Superbolides to Large Scale Collisions. Astronomy & Astrophysics vol. 560, no. A55 (2013), 14 pp.

Crawford. 1997. Comet Shoemaker-Levy 9 Fragment Size and Mass Estimates from Light Flux Observations. 28th Lunar and Planetary Science Conference, conference paper, p.267.

Cavalie dkk. 2013. Spatial Distribution of Water in the Stratosphere of Jupiter from Herschel HIFI and PACS Observations. Astronomy & Astrophysics vol. 553, no. A21 (2013), 16 pp.

Sanchez-Lavega dkk. 2011. Longterm Evolution of the Aerosol Debris Cloud Produced by the 2009 Impact of Jupiter. Icarus, vol. 214 no. 2 (August 2011), p 462-476.

Longsor Clapar (Banjarnegara) yang Membuat Hati Bergetar

Jembatan itu pendek saja. Ia membentang di sebuah batang air kecil tak bernama yang menghilir ke tenggara hingga bermuara di Sungai Serayu. Serayu adalah sungai legendaris yang menjadi uratnadi utama Kabupaten Banjarnegara dan kabupaten/kota lainnya di propinsi Jawa Tengah bagian barat daya. Pada jembatan pendek inilah membentang sepenggal jalur jalan raya utama penghubung Kecamatan Madukara dan kecamatan-kecamatan lainnya di pinggir timur dan utara Kabupaten Banjarnegara dengan ibukotanya. Selama ini ia berdiri kokoh menjalankan tugasnya. Tak terhitung kendaraan, baik bermotor maupun tidak, dan makhluk hidup, baik manusia maupun hewan, yang pernah melintasinya sepanjang masa tugasnya. Setidaknya hingga Kamis 24 Maret 2016 Tarikh Umum (TU) lalu kala sebuah peristiwa menggetarkan terjadi: bencana tanah longsor Clapar.

Gambar 1. Jembatan kecil yang menjadi saksi bisu bencana longsor Clapar pada hari-hari awal bencana itu. Jalan yang semula melintasi jembatan ini nampak sudah mulai terputus. Di hari-hari berikutnya penggal jalan raya ini kian jauh beringsut sekaligus tertimbuni lumpur oleh longsor rayapan yang terjadi. Sumber: Sutopo Purwo Nugroho/BNPB, 2016.

Gambar 1. Jembatan kecil yang menjadi saksi bisu bencana longsor Clapar pada hari-hari awal bencana itu. Jalan yang semula melintasi jembatan ini nampak sudah mulai terputus. Di hari-hari berikutnya penggal jalan raya ini kian jauh beringsut sekaligus tertimbuni lumpur oleh longsor rayapan yang terjadi. Sumber: Sutopo Purwo Nugroho/BNPB, 2016.

Dan kini jembatan tak bernama itu pula yang menjadi salah satu fokus perhatian dalam bencana tanah longsor Clapar. Betapa tidak, sepenggal jalan raya yang membentang dari jembatan, yang secara administratif terletak di Rukun Warga (RW) 01 Desa Clapar Kecamatan Madukara, mendadak meliuk. Tanah yang mengalasinya secara tiba-tiba lebih lembek menjadi fluida laksana bubur. Sepenggal jalan raya itu pun menghanyut oleh aliran massa tanah dalam bencana tersebut. Tak sekedar merusak jalan raya, gerakan tanah yang sama membuat banyak rumah dibikin berantakan.

Mujurnya bencana longsor Clapar berjenis longsor rayapan (soil creep) yang secara alamiah terjadi secara perlahan-lahan. Sehingga pada satu sisi memberikan kesempatan bagi masyarakat yang bertempat tinggal di lokasi bencana dan sekitarnya untuk menyelamatkan diri. Inilah yang membedakan bencana longsor Clapar dengan bencana longsor dahsyat yang mendera Banjarnegara sepanjang sejarahnya. Mulai dari bencana longsor Legetang, Sijeruk hingga yang termutakhir Jemblung. Meski di sisi lain, perkembangan longsor rayapan dapat membuat area yang terdampak meluas, yang berimbas pada membengkaknya kerugian material dan jumlah pengungsi.

Gambar 2. Salah satu rumah permanen yang menjadi korban bencana longsor Clapar di hari-hari awal. Nampak ia rusak parah, telah retak separuh. Pada hari-hari berikutnya rumah ini kian rusak dan akhirnya runtuh sepenuhnya seiring gerakan tanah yang terus terjadi dalam longsor rayapan ini. Sumber: Sutopo Purwo Nugroho/BNPB, 2016.

Gambar 2. Salah satu rumah permanen yang menjadi korban bencana longsor Clapar di hari-hari awal. Nampak ia rusak parah, telah retak separuh. Pada hari-hari berikutnya rumah ini kian rusak dan akhirnya runtuh sepenuhnya seiring gerakan tanah yang terus terjadi dalam longsor rayapan ini. Sumber: Sutopo Purwo Nugroho/BNPB, 2016.

Saat gerakan tanah diawali pada 24 Maret 2016 TU pukul 19:00 WIB, yang disusul pada 25 Maret 2016 TU pukul 01:30 WIB dan pukul 06:00 WIB, luas area longsornya masih sebatas 5 hektar dengan keliling area 1,2 kilometer. Dampak yang diakibatkannya meliputi 9 rumah rusak berat, 3 rumah rusak sedang dan 2 rusak ringan dengan 29 rumah lain didekatnya pun dalam kondisi terancam. Jumlah pengungsi mencapai 158 orang. Tetapi berselang seminggu kemudian, yakni Kamis 31 Maret 2016 TU, gerakan tanah yang terus terjadi selama seminggu tersebut menyebabkan luas area longsor membengkak menjadi 35 hektar. Jumlah pengungsi pun melonjak menjadi 296 jiwa yang terbagi ke dalam 85 keluarga.

Gambar 3. Lokasi bencana longsor Clapar dalam citra Google Earth tiga dimensi. Area longsor ditandai dengan daerah berbayang putih, khususnya pada hari-hari pertama, yang luasnya 5,3 hektar dengan keliling 1,2 kilometer. Nampak alur jalan raya Madukara-Banjarnegara yang melintasi area longsor. Di latar belakang terlihat kota Banjarnegara. Di hari-hari berikutnya area longsor Clapar kian meluas seiring terus terjadinya gerakan tanah dalam longsor rayapan. Sumber: Sudibyo, 2016 dengan basis Google Earth serta data dari Nurmansyah & Andri.

Gambar 3. Lokasi bencana longsor Clapar dalam citra Google Earth tiga dimensi. Area longsor ditandai dengan daerah berbayang putih, khususnya pada hari-hari pertama, yang luasnya 5,3 hektar dengan keliling 1,2 kilometer. Nampak alur jalan raya Madukara-Banjarnegara yang melintasi area longsor. Di latar belakang terlihat kota Banjarnegara. Di hari-hari berikutnya area longsor Clapar kian meluas seiring terus terjadinya gerakan tanah dalam longsor rayapan. Sumber: Sudibyo, 2016 dengan basis Google Earth serta data dari Nurmansyah & Andri.

Mengapa bencana tanah longsor Clapar bisa terjadi?

Kemiringan dan Kondisi

Longsor rayapan di Clapar tak bisa dilepaskan dari takdir kebumian Banjarnegara dengan geologinya yang khas. Sebagai daerah yang bertempat di kawasan Pegunungan Serayu dan tepat di sisi utara daerah Karangsambung (Kebumen), Banjarnegara menderita tekanan yang kuat dari arah selatan selama berjuta-juta tahun. Akibatnya lempung dan napal yang mengalasi sebagian Banjarnegara seakan diremas-remas dengan sangat kuat, membuatnya rapuh. Tak hanya itu, tanah Banjarnegara pun dicabik-cabik oleh aktivitas tektonik. Sehingga beragam jenis sesar saling silang siur di kawasan ini. Proses serupa juga dialami Kebumen bagian utara, yang bahkan lebih kompleks sehingga membentuk daerah Karangsambung yang khas.

Desa Clapar dan sekitarnya berdiri di atas bebatuan sedimen formasi Rambatan yang terdiri atas serpih, napal dan batupasir mengandung gamping (karbonat). Dengan ketebalan sekitar 370 meter, formasi Rambatan dibentuk oleh pengendapan di lingkungan dasar laut yang terbuka. Pengendapan terjadi pada masa Miosen Awal hingga Miosen Tengah (23 hingga 16 juta tahun silam), menjadikannya satuan batuan tertua di Banjarnegara. Evaluasi oleh Fadlin, geolog Universitas Jenderal Soedirman Purwokerto, di lokasi bencana Clapar, menguak kekhasan lain. Batuan formasi Rambatan di Clapar telah cukup lapuk akibat dipanasi secara terus-menerus dalam periode yang cukup lama pada waktu tertentu, kemungkinan di kala Pleistosen (antara 2,5 hingga 0,1 juta tahun silam).

Gambar 4. Penampang melintang lereng bukit yang mengalami longsor rayapan dalam bencana longsor Clapar, di hari-hari pertama. Penampang melintang ini berimpit dengan sumbu area longsor yang berarah barat-barat daya ke timur-tenggara. Nampak posisi mahkota longsor dan lidah longsor serta jalan raya Madukara-Banjarnegara. Panah tebal putus-putus menunjukkan arah gerakan tanah. sementara tanda persen (%) menunjukkan persentase kemiringan lereng pada suatu titik. Sumber: Sudibyo, 2016 dengan basis Google Earth serta data dari Nurmansyah.

Gambar 4. Penampang melintang lereng bukit yang mengalami longsor rayapan dalam bencana longsor Clapar, di hari-hari pertama. Penampang melintang ini berimpit dengan sumbu area longsor yang berarah barat-barat daya ke timur-tenggara. Nampak posisi mahkota longsor dan lidah longsor serta jalan raya Madukara-Banjarnegara. Panah tebal putus-putus menunjukkan arah gerakan tanah. sementara tanda persen (%) menunjukkan persentase kemiringan lereng pada suatu titik. Sumber: Sudibyo, 2016 dengan basis Google Earth serta data dari Nurmansyah.

Sumber panasnya adalah magma, yang melesapkan cairan hidrotermal ke dalam lapisan batuan formasi Rambatan disekelilingnya. Sehingga terjadi proses alterasi hidrotermal yang kuat. Jejak magma tersebut masih terlihat di kecamatan Pagentan sebagai batuan beku terobosan (intrusi) sejarak 4 kilometer sebelah utara-timur laut Clapar. Batuan beku dalam intrusi tersebut merupakan diorit, terbentuk saat magma panas membeku secara berangsur-angsur jauh di dalam tanah sehingga menghasilkan bekuan gelap dengan butir-butir sedang hingga kasar. Apabila magma panas tersebut sempat keluar ke paras Bumi, maka ia akan membentuk batuan beku andesit. Intrusi diorit di Pagentan bisa saja merupakan fosil gunung berapi, yakni gunung berapi yang telah mati dan tererosi demikian brutal seiring waktu sehingga tinggal menyisakan bagian terkerasnya. Namun untuk itu dibutuhkan penyelidikan lebih lanjut. Yang jelas saat batupasir formasi Rambatan dikukus magma panas secara terus-menerus untuk jangka waktu yang lama, ia pun melapuk. Terbentuklah butir-butir lempung yang terkenal licin sehingga berperan menjadi bidang gelincir dalam banyak bencana tanah longsor.

Selain batuan yang lapuk dan penuh lempung, kekhasan lainnya yang diduga turut berkontribusi dalam bencana Clapar adalah adanya sesar (patahan). Sebuah sesar geser dengan arah utara-selatan melintas di sini. Aktivitasnya tidak diketahui dan kemungkinan besar tak aktif di masa kini. Namun keberadaan sebuah sesar apapun senantiasa diiringi eksisnya zona hancuran. Yakni sebentuk zona selebar beberapa meter hingga beberapa kilometer yang terbentuk sebagai akibat penghancuran batuan akibat gerakan sesar hingga berkumpul di jalur tertentu tepat di mana sesar tersebut melintas. Zona hancuran senantiasa menjadi zona lemah nan rapuh di paras Bumi. Lokasi bencana longsor Clapar nampaknya terletak di sekitar zona hancuran sesar geser tersebut.

Gambar 5. Peta zona kerentanan gerakan tanah sebagian Kabupaten Banjarnegara khususnya kecamatan Madukara dan sekitarnya. Lokasi bencana longsor Clapar ditandai dengan lingkaran merah. Area bencana terletak di zona rentan menengah (untuk lereng bagian atas) dan zona rentan rendah (untuk lereng bagian bawah). Sumber: PVMBG, 2014.

Gambar 5. Peta zona kerentanan gerakan tanah sebagian Kabupaten Banjarnegara khususnya kecamatan Madukara dan sekitarnya. Lokasi bencana longsor Clapar ditandai dengan lingkaran merah. Area bencana terletak di zona rentan menengah (untuk lereng bagian atas) dan zona rentan rendah (untuk lereng bagian bawah). Sumber: PVMBG, 2014.

Dengan kekhasan tersebut, bagaimana longsor Clapar mengambil bentuk yang berbeda dibandingkan kejadian di Legetang, Sijeruk dan Jemblung?

Salah satu faktornya mungkin terletak pada kemiringan lereng di Clapar. Mahkota longsor Clapar terletak di elevasi 837 meter dpl (dari paras laut rata-rata) dengan kemiringan 23 %. Sementara ujung lidah longsor Clapar terletak pada elevasi 705 meter dpl dengan kemiringan 12%. Maka terdapat selisih elevasi 132 meter. Sebagai pembanding mari gunakan kejadian bencana longsor dahsyat Jemblung. Mahkota longsor Jemblung terletak pada elevasi 1.056 meter dpl sementara bagian terendahnya pada elevasi 931 meter dpl. Sehingga selisih elevasi longsor Jemblung adalah 125 meter, sedikit lebih kecil dibanding selisih elevasi longsor Clapar. Akan tetapi kemiringan lereng Jemblung jauh lebih besar, yakni mencapai 47 % di mahkota longsor. Sehingga kemiringan lereng Jemblung terkategori sangat curam. Sebaliknya kemiringan lereng Clapar masih dikategorikan sebagai agak curam. Perbedaan kemiringan lereng ini mungkin menjadi faktor kunci mengapa bencana longsor Clapar bersifat rayapan. Tak mengambil bentuk yang sama dengan bencana longsor Jemblung, walaupun selisih elevasi keduanya relatif mirip.

Kemiringan lereng yang lebih rendah ini pula yang nampaknya mendasari Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi (PVMBG) Badan Geologi Kementerian ESDM RI menempatkan area di sekitar lokasi longsor Clapar dalam zona rentan menengah (untuk lereng bagian atas) dan zona rentan rendah (untuk lereng bagian bawah). Bagi zona rentan rendah, potensi terjadinya gerakan tanah akan timbul manakala terjadi gangguan pada lereng tersebut. Sementara bagi zona rentan menengah, potensi gerakan tanahnya adalah lebih besar dibanding zona rentan rendah. Selain gangguan pada lereng, potensi gerakan tanah di zona rentan menengah bisa terjadi pada lereng yang berbatasan dengan lembah sungai, tebing jalan maupun gawir. Terutama saat terjadi hujan deras.

Gambar 6. Peta geologi Kabupaten Banjarnegara bagian timur, yang telah dilekatkan ke citra Google Earth tiga dimensi. Nampak lokasi bencana Clapar terletak di batuan formasi Rambatan, batuan tertua di Banjarnegara. Sedikit ke utara-timur laut dalam jarak sekitar 4 kilometer terdapat intrusi diorit Pagentan, magma yang menelusup di masa silam dan kemudian membeku. Intrusi ini mungkin melesapkan cairan hidrotermal ke batuan disekelilingnya hingga menciptakan fenomena alterasi hidrotermal. Di latar belakang nampak Gunung Telagalele, lokasi bencana longsor dahsyat Jemblung pada 2014 TU silam. Sumber: Sudibyo, 2016 dengan peta geologi dari P3G, 1998.

Gambar 6. Peta geologi Kabupaten Banjarnegara bagian timur, yang telah dilekatkan ke citra Google Earth tiga dimensi. Nampak lokasi bencana Clapar terletak di batuan formasi Rambatan, batuan tertua di Banjarnegara. Sedikit ke utara-timur laut dalam jarak sekitar 4 kilometer terdapat intrusi diorit Pagentan, magma yang menelusup di masa silam dan kemudian membeku. Intrusi ini mungkin melesapkan cairan hidrotermal ke batuan disekelilingnya hingga menciptakan fenomena alterasi hidrotermal. Di latar belakang nampak Gunung Telagalele, lokasi bencana longsor dahsyat Jemblung pada 2014 TU silam. Sumber: Sudibyo, 2016 dengan peta geologi dari P3G, 1998.

Evaluasi Fadlin memperlihatkan area lereng di sekitar mahkota longsor Clapar telah berubah menjadi kebun dengan tanaman budidaya berupa salak. Sebagai tumbuhan monokotil, salak memiliki sistem akar serabut. Ia membuat tanah tempatnya tumbuh menjadi gembur. Maka perkebunan salak yang ada pada sebuah lereng menyebabkan lereng tersebut menjadi gembur, sebuah gangguan bagi lereng tersebut. Terletak di zona rentan menengah, maka curahan hujan deras pada lereng yang telah terganggu tersebut akan meningkatkan potensi terjadinya gerakan tanah.

Faktor lainnya yang juga mungkin berperan adalah kondisi tanah. Terkait hal ini ada penelitian menarik dari Purwanto & Listyani (2008), dua geolog dari UPN Veteran dan STTNAS Yogyakarta. Di bawah tajuk tinjauan hidrogeologi dan evaluasi gerakan tanah Kabupaten Banjarnegara, Purwanto & Listyani memperlihatkan bahwa dari 18 titik di 18 desa (pada 11 kecamatan yangberbeda) di Kabupaten Banjarnegara, hampir seluruhnya terkategori sebagai daerah yang labil dan kritis dalam hal keamanan lereng. Dari ke-18 titik tersebut, tujuh diantaranya berada di sekitar Desa Clapar yakni di kecamatan Pagentan dan Wanayasa. Dan dari ketujuh titik tersebut, hanya dua desa yang lebih baik karena tergolong daerah kritis untuk keamanan lereng. Masing-masing desa Pandansari (kecamatan Wanayasa) dan desa Larangan (kecamatan Pagentan). Sisa lima desa lainnya seluruhnya tergolong daerah labil untuk keamanan lereng, sehingga lebih buruk. Yakni desa Karangnangka, Metawana, Sokaraja, Gumingsir (seluruhnya di kecamatan Pagentan) dan desa Suwidak (kecamatan Wanayasa).

Gambar 7. Distribusi rumah-rumah yang mengalami kerusakan dalam aneka tingkatan pada bencana longsor Clapar, hingga Sabtu 26 Maret 2016 TU. Sumber: JejakData.id, 2016.

Gambar 7. Distribusi rumah-rumah yang mengalami kerusakan dalam aneka tingkatan pada bencana longsor Clapar, hingga Sabtu 26 Maret 2016 TU. Sumber: JejakData.id, 2016.

Mayoritas dari ketujuh tempat tersebut memiliki sifat fisik-mekanik tanah yang dipicu oleh airtanah. Beberapa juga memiliki sifat fisik-mekanik litologi yang dapat berubah jika terkena air yang cukup banyak, membuat terjadinya penambahan kadar air yang berlebihan dan tiba-tiba di kala hujan terjadi. Seluruhnya juga memiliki pengaliran air permukaan yang kurang baik, sehingga luapan air pada saat hujan tak bisa segera dibuang. Situasi ini menjadikan tanah tersebut mudah jenuh air. Dan dengan keamanan lereng yang rendah (karena terkategori sebagai daerah kritis atau bahkan labil), potensi terjadinya bencana longsor di musim hujan menjadi sangat besar.

Catatan distribusi curah hujan sepanjang Februari 2016 TU dari Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) Stasiun Klimatologi Semarang memperlihatkan Kabupaten Banjarnegara bagian timur menerima curah hujan yang tinggi, yakni antara 301 hingga 400 milimeter untuk bulan itu. Sehari sebelum bencana longsor Clapar terjadi, hujan deras pun masih mendera kawasan ini. Kombinasi lereng yang telah terganggu (akibat berkembangnya perkebunan salak), kondisi tanah yang pengaliran air permukaannya kurang baik sehingga luapan air saat hujan tak bisa segera hilang dan akumulasi hujan deras yang mungkin menjenuhkan kadar air dalam tanah nampaknya menjadi faktor-faktor yang berkontribusi dalam bencana ini.

Gambar 8. Dinamika curah hujan berdasarkan citra satelit pada Rabu 23 Maret 2016 TU antara pukul 15:00 hingga 20:00 WIB, sehari sebelum bencana longsor Clapar mulai terjadi. Dibangkitkan dengan kanal Hydro Estimator Rainfall pada laman RealEarth. Sumber: RealEarth, 2016.

Gambar 8. Dinamika curah hujan berdasarkan citra satelit pada Rabu 23 Maret 2016 TU antara pukul 15:00 hingga 20:00 WIB, sehari sebelum bencana longsor Clapar mulai terjadi. Dibangkitkan dengan kanal Hydro Estimator Rainfall pada laman RealEarth. Sumber: RealEarth, 2016.

Berbenah

Bencana Clapar memang berjenis rayapan, sehingga tak merenggut korban luka-luka atau bahkan korban jiwa. Maka ia tidaklah sedramatis bencana longsor dahsyat seperti di Jemblung pada akhir 2014 TU yang merenggut lebih dari 100 nyawa. Namun begitu ia tetap menghadirkan keperihan teramat dalam yang menggetarkan hati. Banyak penyintas (survivor) yang terguncang saat mendapati tempat tinggal mereka mendadak retak-retak parah, yang memaksanya harus mengungsi. Rasa kaget yang lebih besar terjadi di hari-hari berikutnya, saat rumah-rumah yang ditinggal mengungsi ternyata sudah lenyap dari paras Bumi, hancur porak-poranda seiring gerakan tanah yang terus terjadi.

Gambar 9. Akumulasi curah hujan di propinsi Jawa Tengah sepanjang Februari 2016 TU. Nampak lokasi bencana longsor Clap[ar berada di kawasan yang mengalami curah hujan akumulatif tinggi, yakni antara 301 hingga 400 milimeter dalam bulan itu. Sumber: BMKG, 2016.

Gambar 9. Akumulasi curah hujan di propinsi Jawa Tengah sepanjang Februari 2016 TU. Nampak lokasi bencana longsor Clap[ar berada di kawasan yang mengalami curah hujan akumulatif tinggi, yakni antara 301 hingga 400 milimeter dalam bulan itu. Sumber: BMKG, 2016.

Relokasi para korban ke tempat pemukiman yang baru menjadi kebutuhan mutlak untuk jangka pendek. Demikian halnya relokasi sepenggal jalan raya Madukara-Banjarnegara yang terputus dalam bencana ini. Dalam jangka panjang, Pemerintah Kabupaten Banjarnegara nampaknya musti berbenah. Pemukiman-pemukiman yang terletak di area rawan musti dipetakan. Sistem peringatan dini bencana longsor sebaiknya juga dipasang di tempat-tempat rawan. Dan yang lebih penting lagi, bagaimana mengupayakan rekayasa teknik untuk meminimalkan potensi gerakan tanah. Kita memang tak dapat berbuat apa-apa dengan kondisi tanah dan curah hujan. Namun pengaliran air permukaan di area yang rawan dapat diperbaiki dengan pembuatan dan pemeliharaan sistem drainase secara rutin.

Referensi :

Nurmansyah. 2016. komunikasi personal.

Andri Sulistyo. 2016. komunikasi personal.

Purwanto & Listyani. 2008. Tinjauan Hidrogeologi dan Evaluasi Gerakan Tanah di Wilayah Kabupaten Banjarnegara. Makalah dalam Seminar Nasional Aplikasi Sains dan Teknologi 2008, Institut Sains dan Teknologi AKPRIND, Yogyakarta.

Kamtono dkk. 2005. Studi Potensi Batuan Induk pada Sub Cekungan Banyumas dan Serayu Utara. RISET – Geologi dan Pertambangan jilid 15 no. 1 Tahun 2005.

Iswinarno. 2016. Akademisi Anggap Longsor di Desa Clapar Akibat Manusia dan Alam. Reportase Merdeka.com Rabu 30 Maret 2016.

Gerhana Bulan Penumbral 23 Maret 2016, Gerhana yang tak Diikuti Shalat Gerhana

Rabu 23 Maret 2016 senja. Jika Matahari terbenam, atau azan Maghrib telah berkumandang, layangkanlah pandangan mata anda ke arah timur. Bila langit cerah atau berbalut sedikit awan, akan terlihat Bulan mengapung rendah di atas ufuk timur. Sekilas pandang, kita akan melihatnya sebagai Bulan bulat bundar penuh khas purnama. Tetapi sesungguhnya sejak terbit hingga pukul 20:53 WIB nanti, Bulan sedang dalam kondisi gerhana Bulan. Inilah gerhana unik yang bernama resmi Gerhana Bulan Penumbral, atau kadang disebut juga gerhana Bulan samar. Inilah jenis Gerhana Bulan yang tak akrab bagi telinga kita. Sebab dalam gerhana jenis ini, jangankan menyaksikan Bulan menghilang sepenuhnya bergantikan obyek sangat redup berwarna kemerah-merahan dalam puncak gerhananya, Bulan setengah meredup pun tak bakal dijumpai.

Gambar 1. Bulan saat mengalami fase gerhana penumbral (kiri) dan purnama pasca gerhana (kanan), diabadikan dengan teleskop yang terangkai kamera dalam momen Gerhana Bulan 4 April 2015 silam. Nampak Bulan sedikit menggelap di sudut kanan atasnya pada saat fase penumbral terjadi. Secara kasat mata penggelapan ini tak teramati. Sumber: Sudibyo, 2016.

Gambar 1. Bulan saat mengalami fase gerhana penumbral (kiri) dan purnama pasca gerhana (kanan), diabadikan dengan teleskop yang terangkai kamera dalam momen Gerhana Bulan 4 April 2015 silam. Nampak Bulan sedikit menggelap di sudut kanan atasnya pada saat fase penumbral terjadi. Secara kasat mata penggelapan ini tak teramati. Sumber: Sudibyo, 2016.

Lah bagaimana bisa Bulan yang tampak sebagai purnama sesungguhnya sedang mengalami gerhana? Pada dasarnya peristiwa Gerhana Bulan terjadi tatkala tiga benda langit dalam tata surya kita yakni Matahari, Bulan dan Bumi tepat berada dalam satu garis lurus secara tiga dimensi. Atau dalam istilah teknisnya mereka membentuk konfigurasi syzygy. Di tengah-tengah konfigurasi tersebut terletak Bumi. Akibatnya pancaran sinar Matahari yang seharusnya tiba di paras Bulan terhalangi oleh Bumi. Sehingga membuat Bulan tak memperoleh sinar Matahari yang mencukupi. Atau bahkan tak mendapatkannya sama sekali untuk periode waktu tertentu.

Sebagai imbasnya, Bulan yang sejatinya sedang berada dalam fase Bulan purnama pun temaram atau bahkan sangat redup kemerah–merahan dalam beberapa jam kemudian. Sedikit berbeda dengan Gerhana Matahari, Gerhana Bulan memiliki wilayah gerhana cukup luas meliputi lebih dari separuh bola Bumi yang sedang berada dalam suasana malam. Karena garis tengah Matahari jauh lebih besar ketimbang Bumi, maka Bumi tak sepenuhnya menghalangi pancaran sinar Matahari yang menuju ke Bulan. Sehingga bakal masih ada bagian sinar Matahari yang lolos meski intensitasnya berkurang. Ini membuat wilayah gerhana Bulan pun terbagi ke dalam zona penumbra (bayangan tambahan) dan zona umbra (bayangan utama).

Jenis

Bagaimana gerhana samar yang unik ini bisa terjadi? Pada dasarnya ada tiga jenis Gerhana Bulan. Yang pertama adalah Gerhana Bulan Total (GBT), terjadi kala bayangan utama Bumi sepenuhnya menutupi cakram Bulan tanpa terkecuali. Sehingga Bulan akan nyaris menghilang sepenuhnya saat puncak gerhana tiba, menampakkan diri sebagai benda langit sangat redup berwarna kemerah–merahan. Yang kedua adalah Gerhana Bulan Sebagian (GBS), terjadi kala bayangan utama Bumi tak sepenuhnya menutupi cakram Bulan. Akibatnya Bulan hanya akan lebih redup dan terlihat ‘robek’ di salah satu sisinya dengan persentase tertentu di puncak gerhana. Dan yang terakhir adalah Gerhana Bulan Penumbral (GBP) atau gerhana Bulan samar, yang bisa terjadi kala hanya bayangan tambahan Bumi yang menutupi cakram Bulan, baik menutupi sepenuhnya maupun separo. Tak ada bayangan utama Bumi yang turut menutupi. Dalam gerhana samar ini, Bulan masih tetap mendapatkan sinar Matahari meski intensitasnya sedikit lebih rendah dibanding seharusnya.

Bila Gerhana Bulan Total dan Gerhana Bulan Sebagian mudah diidentifikasi secara kasat mata, tidak demikian halnya dengan Gerhana Bulan Penumbral. Dalam pandangan mata kita, kala Gerhana Bulan Penumbral terjadi Bulan akan tetap terlihat bulat bundar penuh sebagai purnama. Hanya melalui teleskop yang dilengkapi kamera memadai sajalah fenomena gerhana Bulan samar ini bisa disaksikan.

Gerhana Bulan 23 Maret 2016 merupakan gerhana Bulan samar, yang terjadi sebagai konsekuensi dari Gerhana Matahari 9 Maret 2016 tepat 14 hari sebelumnya. Ya, ada hubungan antara dua gerhana tersebut. Pada dasarnya tidak setiap saat purnama diikuti dengan peristiwa Gerhana Bulan, meskipun Gerhana Bulan selalu terjadi tepat pada saat Bulan purnama. Musababnya adalah orbit Bulan yang tak berimpit dengan ekliptika (bidang edar Bumi mengelilingi Matahari), melainkan membentuk sudut sebesar 5°. Karena menyudut seperti ini maka terdapat dua titik potong antara orbit Bulan dan ekliptika, yang dinamakan titik nodal. Mengikuti arah gerak Bulan dalam mengelilingi Bumi, maka kedua titik nodal tersebut terdiri dari titik nodal naik (ascending node) dan titik nodal turun (descending node).

Gambar 2. Peta wilayah Gerhana Bulan Penumbral 23 Maret 2016 untuk lingkup global. Perhatikan bahwa hanya di wilayah A dan B (baik B1 maupun B2) saja Gerhana Bulan ini bisa dilihat, sepanjang langit tak berawan. Sumber: Sudibyo, 2016.

Gambar 2. Peta wilayah Gerhana Bulan Penumbral 23 Maret 2016 untuk lingkup global. Perhatikan bahwa hanya di wilayah A dan B (baik B1 maupun B2) saja Gerhana Bulan ini bisa dilihat, sepanjang langit tak berawan. Sumber: Sudibyo, 2016.

Tidak setiap saat purnama terjadi bertepatan dengan Bulan menempati salah satu dari dua titik nodal ini. Namun begitu Bulan berada di titik ini atau hanya didekatnya saja saat purnama terjadi, peristiwa Gerhana Bulan pun berlangsung. Saat Bulan menempati salah satu titik nodalnya pada saat purnama, maka berselisih setengah bulan kalender kemudian maupun sebelumnya Bulan juga menempati titik nodalnya yang lain bertepatan dengan momen Bulan baru. Inilah yang menyebabkan peristiwa Gerhana Matahari. Dengan kekhasan tersebut, tiap kali terjadi sebuah peristiwa Gerhana Matahari (dimanapun tempatnya di Bumi), maka 14 hari sebelumnya atau 14 hari sesudahnya bakal terjadi Gerhana Bulan. Pada saat tertentu yang jarang terjadi, sebuah peristiwa Gerhana Matahari bahkan bisa didahului dengan Gerhana Bulan pada 14 hari sebelumnya dan diikuti lagi dengan Gerhana Bulan yang lain 14 hari sesudahnya. Jadi ada tiga gerhana berturut-turut, membentuk sebuah parade gerhana.

Indonesia

Gerhana Bulan Penumbral 23 Maret 2016 hanya terdiri dari tiga tahap. Tahap pertama adalah awal gerhana atau kontak awal penumbra (P1) yang terjadi pada pukul 16:40 WIB. Sementara tahap kedua adalah puncak gerhana, yang terjadi pada pukul 18:47 WIB. Magnitudo gerhana saat puncak adalah 0,77. Artinya 77 % cakram Bulan pada saat itu tercakup ke dalam bayangan tambahan Bumi. Dan yang terakhir adalah tahap akhir gerhana atau kontak akhir penumbra (P4) yang terjadi pukul 20:53 WIB. Dengan demikian durasi gerhana Bulan samar ini mencapai 4 jam 13 menit.

Wilayah gerhana untuk Gerhana Bulan Penumbral 23 Maret 2016 melingkupi sebagian besar benua Asia, Australia dan sebagian besar benua Amerika. Hanya Eropa, Afrika, kawasan Timur Tengah dan separuh Brazil yang tak tercakup ke dalam zona gerhana ini. Jika ditelaah lebih detil lagi, wilayah gerhana terbagi menjadi tiga sub-area. Sub-area pertama (sub area A) mengalami seluruh tahap gerhana secara utuh sehingga durasi-tampak di sini setara dengan durasi gerhana. Sub-area ini hanya meliputi Jepang, Indonesia bagian timur, Papua Nugini, sebagian besar Australia, Selandia Baru, Alaska (Amerika Serikat) dan sebagian Canada. Sementara sub-area kedua adalah yang mengalami gerhana secara tak utuh karena gerhana sudah terjadi sebelum Bulan terbit setempat (sub-area B1). Dengan demikian durasi-tampak gerhana pun lebih kecil ketimbang durasi gerhana. Sub-area ini meliputi mayoritas Asia dan sebagian Australia (bagian barat). Dan sub-area ketiga juga mengalami gerhana secara tak utuh, namun karena gerhana belum berakhir meski Bulan sudah terbenam setempat (sub-area B2). Dengan demikian durasi-tampak gerhana pun lebih kecil ketimbang durasi gerhana. Sub-area ini meliputi mayoritas Amerika saja.

Gambar 3. Peta wilayah Gerhana Bulan Penumbral 23 Maret 2016 untuk Indonesia. Garis P1 adalah garis yang menghubungkan titik-titik dimana kontak awal penumbra terjadi tepat pada saat Bulan terbit. Sementara garis puncak menghubungkan titik-titik yang mengalami puncak gerhana tepat pada saat Bulan terbit. Seluruh Indonesia mampu menyaksikan peristiwa Gerhana Bulan ini, sepanjang langit tak berawan. Sumber: Sudibyo, 2016.

Gambar 3. Peta wilayah Gerhana Bulan Penumbral 23 Maret 2016 untuk Indonesia. Garis P1 adalah garis yang menghubungkan titik-titik dimana kontak awal penumbra terjadi tepat pada saat Bulan terbit. Sementara garis puncak menghubungkan titik-titik yang mengalami puncak gerhana tepat pada saat Bulan terbit. Seluruh Indonesia mampu menyaksikan peristiwa Gerhana Bulan ini, sepanjang langit tak berawan. Sumber: Sudibyo, 2016.

Indonesia secara umum terbelah menjadi dua. Garis P4, yakni himpunan titik-titik yang mengalami terbitnya Bulan bersamaan dengan awal gerhana, melintas mulai dari sisi barat kepulauan Halmahera di utara, sisi timur Pulau Buru di tengah dan ujung timor pulau Timor di selatan. Seluruh wilayah yang terletak di sebelah timur garis ini tercakup ke dalam sub-area A sehingga mengalami gerhana secara utuh. Termasuk ke dalam kawasan ini adalah segenap pulau Irian, kepulauan Halmahera dan kepulauan Maluku. Hanya di tempat–tempat inilah gerhana terjadi setelah Bulan terbit (atau setelah Matahari terbenam). Sementara sisa Indonesia lainnya harus berpuas diri mengalami gerhana Bulan samar yang tak utuh karena tergolong ke dalam sub-area B1. Bahkan di kota Aceh (propinsi Aceh), Bulan terbit bersamaan dengan puncak gerhana.

Sesuai namanya, gerhana Bulan samar ini nyaris tak dapat dibedakan dengan Bulan purnama biasa. Butuh teleskop dengan kemampuan baik untuk dapat melihatnya. Untuk memotretnya, butuh kamera dengan pengaturan (setting) yang lebih kompleks dan bisa disetel secara manual. Dalam puncak gerhana Bulan samar, jika cara pengaturan kamera kita tepat maka Bulan akan terlihat menggelap di salah satu sudutnya. Detail teknis pemotretan untuk mengabadikan gerhana ini dengan menggunakan kamera DSLR (digital single lens reflex) tersaji berikut ini :

Sayangnya, prakiraan cuaca mengindikasikan sebagian besar Indonesia mungkin tak berpeluang menyaksikan gerhana unik ini. Kanal SADEWA (Satellite Disaster Early Warning System) dari LAPAN (Lembaga Antariksa dan Penerbangan Nasional) mengindikasikan bahwa pada 23 Maret 2016 senja sebagian besar Indonesia diliputi tutupan awan. Tak hanya itu, potensi hujan pun ada dan bahkan di beberapa tempat diprakirakan mengalami hujan deras.

Gambar 4. Prakiraan tutupan awan di Indonesia pada 23 Maret 2016 TU pukul 18:00 WIB berdasarkan analisis kanal SADEWA di LAPAN. Nampak sebagian besar Indonesia tertutupi awan. Sumber: LAPAN, 2016.

Gambar 4. Prakiraan tutupan awan di Indonesia pada 23 Maret 2016 TU pukul 18:00 WIB berdasarkan analisis kanal SADEWA di LAPAN. Nampak sebagian besar Indonesia tertutupi awan. Sumber: LAPAN, 2016.

Tanpa Shalat Gerhana

Meski tak familiar di telinga kita, namun gerhana Bulan samar bukanlah fenomena yang jarang terjadi. Sepanjang 2016 Tarikh Umum (TU) ini akan terjadi empat gerhana, masing–masing dua gerhana Bulan dan dua gerhana Matahari. Dan seluruh gerhana Bulan di tahun ini merupakan gerhana Bulan samar.

Bagi Umat Islam ada anjuran untuk menyelenggarakan shalat gerhana baik di kala terjadi peristiwa Gerhana Matahari maupun Gerhana Bulan. Tapi hal tersebut tak berlaku dalam kejadian Gerhana Bulan Penumbral ini. Musababnya gerhana Bulan samar dapat dikatakan mustahil untuk bisa diindra dengan mata manusia secara langsung. Padahal dasar penyelenggaraan shalat gerhana adalah saat gerhana tersebut dapat dilihat, seperti dinyatakan dalam hadits Bukhari, Muslim dan Malik yang bersumber dari Aisyah RA. Pendapat ini pula yang dipegang oleh dua ormas Islam terbesar di Indonesia, yakni Nahdlatul ‘Ulama dan Muhammadiyah. Keduanya sepakat bahwa saat gerhana tak bisa disaksikan (secara langsung), maka shalat gerhana tak dilaksanakan.

Gambar 5. Prakiraan curah hujan (resolusi 5 kilometer) di Indonesia pada 23 Maret 2016 TU pukul 18:00 WIB berdasarkan analisis kanal SADEWA di LAPAN. Semakin gelap maka semakin deras hujan yang diprakirakan bakal turun. Nampak hujan diprakirakan bakal terjadi di hampir segenap pulau Sumatra dan sebagian pulau Jawa (kecuali Jawa bagian tengah). Sumber: LAPAN, 2016.

Gambar 5. Prakiraan curah hujan (resolusi 5 kilometer) di Indonesia pada 23 Maret 2016 TU pukul 18:00 WIB berdasarkan analisis kanal SADEWA di LAPAN. Semakin gelap maka semakin deras hujan yang diprakirakan bakal turun. Nampak hujan diprakirakan bakal terjadi di hampir segenap pulau Sumatra dan sebagian pulau Jawa (kecuali Jawa bagian tengah). Sumber: LAPAN, 2016.

Sekilas, tak diselenggarakannya shalat gerhana dalam Gerhana Bulan Penumbral terkesan sedikit mengganjal. Sebab jika dibandingkan dengan penilaian terhadap fenomena alam lainnya, yakni hilaal yang berperanan dalam penentuan awal bulan kalender Hijriyyah khususnya bulan suci Ramadhan dan hari raya Idul Fitri/Idul Adha, sebagian kalangan Umat Islam di Indonesia memiliki tafsiran yang ‘lebih maju’ dari batasan literal. Misalnya Muhammadiyah, yang berpendapat bahwa kosakata “melihat hilaal” dapat disubstitusi menjadi “memperhitungkan“. Sehingga dalam praktiknya penentuan awal bulan kalender Hijriyyah cukup dilakukan dengan perhitungan (hisab). Di sisi lain ada juga Kementerian Agama RI, yang berpendapat kosakata “melihat hilaal” dapat dipertajam menjadi “melihat hilaal dengan peralatan” dan belakangan bahkan “melihat hilaal dengan peralatan dan pengolahan citra/foto.”

Tafsir-tafsir tersebut itu terkesan inkonsisten bila mengantisipasi peristiwa Gerhana Bulan Penumbral ini tak dianjurkan menyelenggarakan shalat gerhana. Secara kasat mata gerhana ini memang sangat sulit disaksikan, bahkan andaikata kita menggunakan teleskop sekalipun. Namun secara perhitungan, Gerhana Bulan sudah terjadi lho (entah apapun jenisnya). Dan jika pengamatan dilengkapi dengan teknik pengolahan citra yang menjadi standar bagi astronomi, gerhana yang samar ini juga bakal terlihat lho. Jadi?

Planet Kesembilan dan Perburuannya di Halaman Belakang Tata Surya

Di satu tempat di luar sana, pada jarak yang teramat jauh dari kita, benda langit itu (mungkin) berada. Ia bergerak melata di halaman belakang tata surya, kawasan pinggiran yang demikian dingin membekukan melebihi menggigilnya Antartika. Di sini Matahari demikian redup, laksana bola lampu pijar kecil meski gravitasinya tetap mendominasi. Tak mengherankan bila benda langit ini pun sangat redup. Jarak demikian jauh pula yang menjadikannya beringsut sangat perlahan di tengah angkasa yang penuh bintang. Sehingga sepintas sulit dibedakan dengan bintang-bintang di latar belakang. Hanya teleskop-teleskop raksasa tercanggih dan terkini di Bumi yang berkemungkinan melihatnya. Namun begitu di kawasan sangat dingin tersebut, ia menjadi raja. Mendominasi. Dengan dimensi diprakirakan sedikit lebih kecil dari planet Neptunus sementara massanya sekitar 10 kali Bumi, gravitasi benda langit ini mengacak-acak sisi luar kawasan Sabuk Kuiper-Edgeworth demikian rupa. Benda-benda langit didalamnya dipaksa mengorbit Matahari sedemikian rupa sehingga perihelionnya seakan saling berkumpul di satu lokasi yang sama.

Gambar 1. Ilustrasi Planet Kesembilan di pinggiran tata surya dengan Matahari yang cukup redup nampak di kejauhan (kanan atas), 'dikelilingi' orbit Neptunus. Planet Kesembilan digambarkan sebagai raksasa gas yang mirip Neptunus, namun dengan dimensi dan massa lebih kecil. Sumber: Tomruen & Nagual Design, 2016.

Gambar 1. Ilustrasi Planet Kesembilan di pinggiran tata surya dengan Matahari yang cukup redup nampak di kejauhan (kanan atas), ‘dikelilingi’ orbit Neptunus. Planet Kesembilan digambarkan sebagai raksasa gas yang mirip Neptunus, namun dengan dimensi dan massa lebih kecil. Sumber: Tomruen & Nagual Design, 2016.

Itulah Planet Kesembilan, sebuah hipotesis yang menggemparkan jagat astronomi di 2016 Tarikh Umum (TU) ini. Adalah Michael (Mike) Brown dan Konstantin Batygin, dua astronom dari California Intitute of Technology (Amerika Serikat) yang pertama kali mengapungkan hipotesis Planet Kesembilan pada 20 Januari 2016 TU lalu. Meski Planet Kesembilan masih sebatas ‘planet di atas kertas’ dan harus ditemukan terlebih dahulu, namun kerja keras duo Brown & Batygin ini menggamit kembali ingatan akan upaya manusia mengeksplorasi tata surya hingga ke halaman belakangnya, ke tapal batas terakhir.

Uranus hingga Pluto

Umat manusia telah mengenal lima bintang kembara atau planet di langit sejak awal peradaban. Disebut bintang kembara karena posisinya selalu berubah-ubah dari hari ke hari bila dibandingkan dengan konfigurasi bintang-bintang pada umumnya. Merkurius dan Venus mudah dikenali karena hanya menggantung rendah di langit barat hingga beberapa saat pasca terbenamnya Matahari. Atau berbinar terang di langit timur sejak beberapa saat sebelum Matahari terbit. Begitu halnya Mars, meski lumayan redup namun mudah ditandai karena warna kemerah-merahannya yang khas. Pada saat tertentu, baik Mars, Jupiter maupun Saturnus akan nongol di langit sepanjang malam. Ditambah dengan Bumi, maka hingga tahun 1781 TU terdapat enam planet anggota tata surya kita yang telah dikenal manusia.

Perubahan mulai terjadi sejak 13 Maret 1781 TU. Malam itu Sir William Herschel, bangsawan kelahiran Jerman yang bermigrasi ke Inggris yang lantas populer dengan kegiatan-kegiatan musiknya di kota kecil Bath dan menggemari astronomi, secara insidental melihat sebuah benda langit berbentuk cakram suram sangat kecil melalui teleskop buatan sendiri. Sebelum momen ini, Herschel telah berpengalaman melacak dan memetakan sistem bintang ganda di langit selama bertahun-tahun. Berbekal pengalaman tersebut, ia menyadari cakram suram ini bukanlah bintang. Semula diduga sebagai komet, belakangan disadari cakram suram itu sesungguhnya adalah sebuah planet. Planet yang belum pernah ditemukan, yang turut mengedari Matahari layaknya Bumi kita. Itulah Uranus, planet ketujuh di tata surya kita yang beredar mengelilingi Matahari pada periode revolusi 84 tahun.

Gambar 2. Uranus (tanda panah) pada momen Gerhana Bulan Total 8 Oktober 2014, diabadikan dengan kamera dari Jember (Jawa Timur). Uranus merupakan planet ketujuh dalam tata surya kita sekaligus planet pertama yang ditemukan dalam era astronomi modern pasca penemuan teleskop. Uranus ditemukan secara insidental oleh Sir William Herschel pada 13 Maret 1781 TU. Sumber: Chandra Firmansyah, 2014.

Sebaliknya Neptunus, planet kedelapan, ditemukan lewat upaya pencarian sistematis. Empat dasawarsa setelah Uranus muncul dari persembunyiannya, mulai disadari adanya selisih posisi antara hasil perhitungan dan pengamatan terhadap planet ini. Selisih tersebut segera menerbitkan kecurigaan adanya planet-tak-dikenal yang belum ditemukan saat itu. Planet-tak-dikenal itu harus cukup massif sehingga gravitasinya mampu membuat orbit Uranus menyimpang sedikit. Butuh waktu dua dekade lagi sebelum dua astronom teoritis, yakni John Couch Adams (Inggris) dan Urbain Le Verrier (Perancis), mulai bekerja secara terpisah untuk memprediksi posisi planet-tak-dikenal tersebut. Adams menyajikan hasil perhitungannya ke Observatorium Greenwich, namun diabaikan. Sementara Le Verrier mengirim hasilnya ke Observatorium Paris dan juga Greenwich serta Berlin (Jerman). Di Greenwich, planet-tak-dikenal itu sejatinya telah teramati secara tak sengaja pada 4 dan 12 Agustus 1846 TU malam. Namun peta bintang yang usang membuat Observatorium Greenwich tak mampu mengenalinya. Sebaliknya Johann Galle dan Heinrich d’Arrest, duo astronom Observatorium Berlin, telah memiliki peta bintang terbaru. Sehingga kala mengoperasikan teleskopnya pada 23 November 1846 TU malam menyapu kawasan yang diprediksikan Le Verrier, mereka segera menjumpai planet-tak-dikenal itu. Ia hanya berjarak 1° saja dari prediksi Le Verrier dan 12° dari prediksi Adams. Inilah Neptunus, yang melata mengelilingi Matahari dengan periode revolusi 165 tahun.

Pluto sempat dinobatkan sebagai planet yang kesembilan. Walaupun Neptunus telah ditemukan dan gangguan gravitasinya lantas diperhitungkan terhadap Uranus, ternyata masih saja tersisa ketidaksesuaian posisi Uranus antara hasil pengamatan dan perhitungan. Belakangan Neptunus bahkan juga menunjukkan gejala serupa. Terinspirasi oleh penemuan Neptunus, Le Verrier segera mengumumkan hipotesisnya akan planet-tak-dikenal lain yang lebih jauh ketimbang Neptunus. Inilah yang di kemudian hari berkembang demikian rupa menjadi pencarian Planet X, yang sangat menyita perhatian astronomi hingga lebih dari seabad kemudian. Di lain kesempatan, saat menyadari Merkurius juga mengalami ketidaksesuaian posisi antara perhitungan dengan pengamatan, Le Verrier juga meluncurkan hipotesis yang mirip. Segera nama Planet Vulcan berkumandang, sebagai planet-tak-dikenal yang lebih dekat ke Matahari ketimbang Merkurius. Di kemudian hari diketahui Vulcan ternyata tak pernah ada dan ketidaksesuaian Merkurius lebih akibat posisinya yang terlalu dekat dengan Matahari sehingga menerima efek relativitas umum terbesar.

Pluto ditemukan lewat pencarian sistematis di tanah Amerika Serikat. Adalah Clyde Tombaugh, putra petani Kansas yang meminati astronomi, yang pertama kali melihatnya lewat radas (instrumen) pembanding kelip-nya saat menyandingkan hasil observasi 23 dan 29 Januari 1930 TU di Observatorium Lowell, Arizona (Amerika Serikat). Penemuan ini dipublikasikan pada 13 Maret 1930 TU, tanggal yang sama dengan saat Herschel menemukan Uranus berabad sebelumnya. Semula Pluto dikira sebagai Planet X yang dicari-cari itu. Massanya diperkirakan setara dengan Bumi. Namun belakangan hal itu mengecewakan. Massa Pluto hanyalah seper 460 kali lipat Bumi, atau hanya seperenam Bulan. Garis tengahnya bahkan hanya tiga perempat Bulan. Lebih mengecewakan lagi, saat hasil pengukuran massa Neptunus lewat penjelajahan wantariksa Voyager 2 dimasukkan ke dalam perhitungan, ternyata ketidaksesuaian posisi Uranus (antara perhitungan dan pengamatan) tak dijumpai lagi. Maka pada 1992 TU itu gagasan Planet X pun kontan meredup, menghilang dari layar. Ia hanya sebatas populer di kalangan penggemar konspirasi dan sebangsanya, yang bermutasi menjadi aneka hal tak keruan yang kadang menggemparkan. Misalnya sebagai ‘planet Nibiru‘ dan dianggap bertanggung jawab akan Kiamat 2012 (yang tak terjadi).

Pada tahun 1992 TU pula disadari bahwa Pluto tidaklah sendirian dalam kawasannya. Benda-benda langit lebih kecil dengan komposisi mirip, yakni didominasi es dan bekuan senyawa karbon, mulai ditemukan. Lambat laun diketahui ternyata mereka berjumlah banyak, menggerombol demikian rupa laksana kawanan asteroid. Mereka menghuni sebuah kawasan luas mulai dari orbit Neptunus hingga sejarak 50 SA (satuan astronomi) dari Matahari. Inilah kawasan Sabuk Kuiper-Edgeworth. Benda-benda langit didalamnya disebut benda langit anggota Sabuk Kuiper-Edgeworth, atau juga disebut benda langit transneptunik. Kini disadari bahwa penemuan Pluto lebih merupakan kebetulan, karena Pluto adalah benda transneptunik terbesar. Dan banyak di antara benda langit transneptunik yang berbagi orbit demikian rupa dengan Pluto. Sehingga orbit Pluto tidaklah bersih seperti halnya planet-planet lainnya.

Gambar 3. Pluto (dalam lingkaran merah) di rasi Sagittarius, diabadikan pada 26 Juni 2015 TU dari Sri Damansara (Malaysia) oleh Shahrin Ahmad. Pluto (magnitudo +14,1) dicitra dengan menggunakan kamera Canon 1200D yang dirangkai Astrograph TS65Q 65 mm. Sempat menyandang status planet selama 76 tahun sejak penemuannya, kini Pluto tergolong ke dalam kelompok baru, yakni kelompok planet-kerdil. Sumber: Ahmad, 2015.

Gambar 3. Pluto (dalam lingkaran merah) di rasi Sagittarius, diabadikan pada 26 Juni 2015 TU dari Sri Damansara (Malaysia) oleh Shahrin Ahmad. Pluto (magnitudo +14,1) dicitra dengan menggunakan kamera Canon 1200D yang dirangkai Astrograph TS65Q 65 mm. Sempat menyandang status planet selama 76 tahun sejak penemuannya, kini Pluto tergolong ke dalam kelompok baru, yakni kelompok planet-kerdil. Sumber: Ahmad, 2015.

Fakta-fakta inilah yang mendorong astronomi mulai mempertanyakan status Pluto. Hingga pada Agustus 2006 TU, melalui pemungutan suara, resolusi IAU (International Astronomical Union) menetapkan definisi baru tentang planet. Pluto pun dilorot dari statusnya dan dijebloskan ke dalam kasta baru: planet-kerdil (bersama dengan Ceres, Haumea, Makemake dan Eris). Terjerembabnya Pluto dari kasta planet menemukan perlawanan di Amerika Serikat, tanah yang terikat secara emosional dengan Pluto. Beberapa negara bagian Amerika Serikat pun mendeklarasikan (melalui Senat atau DPR masing-masing) bahwa Pluto tetaplah planet. Begitupun, hingga saat ini status Pluto dalam jagat astronomi tetaplah sebagai planet-kerdil.

Bagaimana dengan Planet Kesembilan?

Prakiraan Orbit

Mengapungnya hipotesis Planet Kesembilan ke pentas astronomi terkini memiliki analogi dengan kisah ketidaksesuaian pada Uranus yang berujung penemuan Neptunus. Hanya saja bukan ketidaksesuaian orbit planet lain yang mendasarinya, melainkan keselarasan yang dijumpai pada sejumlah benda langit transneptunik ekstrim. Duo Brown & Batygin menegakkan hipotesanya di atas elemen orbit mereka. Yakni pada enam benda langit traneptunik ekstrim, dengan ciri khasnya adalah berorbit stabil serta memiliki perihelion lebih besar dari 30 SA dan setengah sumbu utama orbit (a) lebih besar dari 250 SA. Mereka adalah Sedna dan 2004 VN112 (keduanya ditemukan pada 2004 TU), 2007 TG422 (ditemukan pada 2007 TU), 2010 GB174 (ditemukan pada 2010 TU), 2012 VP113 (ditemukan pada 2012 TU) serta 2013 RF98 (ditemukan pada 2013 TU). Keenamnya ditemukan secara terpisah lewat enam teleskop yang berbeda, juga oleh tim astronom yang berbeda pula.

Menariknya, mereka memiliki nilai argumen perihelion yang saling berdekatan satu dengan yang lain, yakni mulai dari 292,9° hingga 347,7°. Argumen perihelion adalah sudut yang dibentuk antara titik nodal naik (yakni salah satu titik potong orbit benda langit dengan ekliptika) dan titik perihelion pada bidang orbit sebuah benda langit. Menariknya lagi, mereka selaras pada arah yang sama di ruang fisik dan terletak pada bidang yang sama pula. Analisis duo Brown & Batygin memperlihatkan peluang terjadinya keunikan semacam ini di kawasan Sabuk Kuiper-Edgeworth adalah sangat kecil. Yakni hanya 0,007 %. Sehingga sangat besar kemungkinannya keunikan itu dipengaruhi faktor eksternal. Yakni oleh benda langit-tak-dikenal yang cukup massif dan layak menyandang status planet. Planet-tak-dikenal itu secara informal disebut Planet Kesembilan.

Gambar 4. Elemen orbit dan fisik enam benda langit transneptunik ekstrim dengan perihelion lebih besar dari 30 SA dan setengah sumbu utama orbit lebih besar dari 250 SA. Perhatikan bahwa semuanya memiliki nilai argumen perihelion dan longitud perihelion yang saling berdekatan satu dengan yang lain. Sumber: IAU Minor Planet Center, 2016

Gambar 4. Elemen orbit dan fisik enam benda langit transneptunik ekstrim dengan perihelion lebih besar dari 30 SA dan setengah sumbu utama orbit lebih besar dari 250 SA. Perhatikan bahwa semuanya memiliki nilai argumen perihelion dan longitud perihelion yang saling berdekatan satu dengan yang lain. Sumber: IAU Minor Planet Center, 2016

Duo Brown & Batygin memperlihatkan bahwa agar bisa menghasilkan keunikan tersebut, Planet Kesembilan sebaiknya memiliki massa 10 kali lipat Bumi kita, diameter 40.000 kilometer (3 kali lipat Bumi kita), perihelion sekitar 200 SA, aphelion sekitar 1.200 SA, setengah sumbu utama orbit sekitar 700 SA, inklinasi orbit sekitar 30°, periode revolusi antara 10.000 hingga 20.000 tahun, argumen perihelion sekitar 150° dan eksentrisitas orbit sekitar 0,6.

P9_gb4-b_elemen-orbit-P9Selain menghasilkan keunikan pada orbit keenam benda langit transneptunik ekstrim, eksistensi Planet Kesembilan (bilamana ada) juga akan memproduksi sedikitnya lima efek khas. Simulasi duo Brown & Batygin memperlihatkan efek pertama adalah terbentuk dan mengelompoknya benda-benda langit transneptunik yang terpisah dari kawasan Sabuk Kuiper-Edgeworth. Sementara efek kedua adalah terjadinya keselarasan fisis (resonansi) antara Planet Kesembilan dengan benda-benda transneptunik tertentu. Resonansi ini membuat peluang mereka saling bertubrukan menjadi mustahil.

Efek ketiga adalah munculnya kelompok benda-benda langit transneptunik yang berinklinasi tinggi, hal yang aneh bagi kawasan Sabuk Kuiper-Edgeworth. Beberapa benda langit seperti 2012 DR30 dan 2008 KV42 dicurigai merupakan bagian dari kelompok ini. Efek keempat adalah terbentuknya kelompok benda-benda langit transneptunik yang lebih jauh dari Planet Kesembilan, namun selaras dengannya. Dan efek kelima adalah kemampuan Planet Kesembilan untuk ‘menyapu’ kawasan Sabuk Kuiper-Edgeworth sisi luar hingga mengubah posisi benda langit didalamnya. Dalam 500 juta tahun ke depan, benda langit seperti Sedna akan didorong Planet Kesembilan untuk lebih mendekat ke arah Matahari sehingga praktis berada di sisi luar Sabuk Kuiper-Edgeworth. Sebaliknya benda-benda langit transneptunik yang semula bertengger disana akan dihentakkan demikian rupa sehingga menempati orbit baru di kawasan orbit Sedna sekarang.

Simulasi duo Brown & Batygin juga memperlihatkan bahwa eksistensi Planet Kesembilan (bila ada) tak menyebabkan gangguan gravitasi pada mayoritas benda langit transneptunik yang memiliki setengah sumbu utama orbit kurang dari 150 SA. Dengan demikian planet kesembilan juga takkan memberikan gangguan signifikan pada dua planet terluar, yakni Uranus dan Neptunus. Maka hipotesis Planet Kesembilan ini sejatinya mengambil bentuk yang sangat berbeda dibanding hipotesis Planet X yang sudah punah itu. Ide Planet Kesembilan juga tak menyelisihi hasil observasi teleskop antariksa WISE, yang menghilangkan kemungkinan adanya benda langit seukuran Jupiter (massa 318 kali Bumi) hingga jarak 26.000 SA dari Matahari serta benda langit seukuran Saturnus (massa 95 kali Bumi) hingga radius 10.000 SA dari Matahari. Sementara massa Planet Kesembilan diperkirakan jauh lebih kecil ketimbang Jupiter maupun Saturnus.

Dimana Planet Kesembilan terbentuk?

Simulasi duo Brown & Batygin menunjukkan bahwa Planet Kesembilan (bila ada) seharusnya lahir di kawasan yang jauh lebih dekat ke Matahari dibanding saat ini. Adalah penataan ulang tata surya di kala usianya masih sangat muda yang membuatnya (dipaksa) pindah ke pinggiran tata surya. Kala tata surya kita terbentuk, kemungkinan ada lima planet raksasa yang berdesakan dalam jarak antara 5,5 hingga 17 SA dari Matahari. Empat diantaranya yang kini menjadi Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus. Posisi Jupiter purba kala itu sedikit lebih jauh dibanding orbitnya sekarang. Sementara Neptunus purba dan Uranus purba terlihat ganjil. Neptunus purba justru lebih dekat ke Matahari ketimbang Uranus purba. Sementara ruang pada jarak antara 17 hingga 35 SA disesaki oleh planetisimal bebatuan dan es dalam jumlah tak terhitung, yang secara akumulatif mungkin massanya hingga 35 kali lipat Bumi.

Gambar 5. Prakiraan orbit Planet Kesembilan di antara orbit enam benda langit transneptunik ekstrim dan tiga planet terluar tata surya kita (Saturnus, Uranus dan Neptunus). Nampak bahwa perihelion dan arah orbit prakiraan Planet Kesembilan bertolak belakang dengan keenam benda langit transneptunik. Sumber: Brown & Batygin, 2016.

Gambar 5. Prakiraan orbit Planet Kesembilan di antara orbit enam benda langit transneptunik ekstrim dan tiga planet terluar tata surya kita (Saturnus, Uranus dan Neptunus). Nampak bahwa perihelion dan arah orbit prakiraan Planet Kesembilan bertolak belakang dengan keenam benda langit transneptunik. Sumber: Brown & Batygin, 2016.

Segera Jupiter purba dan Saturnus purba mulai memperlihatkan tanda-tanda saling tertarik. Selama ratusan juta tahun kemudian dua planet raksasa itu saling tarik-menarik satu dengan yang lain lewat gravitasinya yang kuat. Hingga tibalah pada momen yang mendebarkan, yakni saat keduanya mengalami resonansi orbital 1:2. Pada saat itu bilamana Jupiter purba tepat mengelilingi Matahari sekali, maka Saturnus purba tepat telah dua kali mengitari Matahari. Resonansi ini menghancurkan ketertarikan tersebut. Jupiter purba lantas terdorong untuk sedikit lebih mendekat ke arah Matahari. Sebaliknya Saturnus purba dipaksa untuk sedikit menjauh dari Matahari. Gerak menjauh Saturnus purba juga mengusir Neptunus purba dan Uranus purba untuk lebih bergerak keluar. Neptunus purba menempuh gerakan paling liar hingga akhirnya menempati jarak yang lebih jauh dari Matahari ketimbang Uranus purba. Sementara planet raksasa kelima mungkin terusir keluar dari lingkungan tata surya dan menjadi planet yatim. Ia mengelana dalam ruang antarbintang, mengelilingi pusat galaksi Bima Sakti.

Penataan ulang ini menyebabkan planetisimal-planetisimal terusir lintang pukang hingga akhirnya membentuk tiga kawasan berbeda, masing-masing kawasan Sabuk Asteroid Utama, Sabuk Kuiper-Edgeworth dan Awan Komet Opik-Oort. Salah satu yang turut terusir keluar adalah planetisimal besar yang kemudian menjadi Planet Kesembilan. Meski simulasi kemudian dari duo Brown & Batygin memperlihatkan Planet Kesembilan mungkin terusir lebih awal, yakni antara 3 hingga 10 juta tahun pasca lahirnya tata surya.

Pencarian

Baiklah, gagasan Brown & Batygin terlihat cukup elok. Sejauh ini dibandingkan dengan gagasan planet di tepi tata surya pasca Planet X, misalnya gagasan Planet Tyche dari trio John Matese, Patrick Whitman dan Daniel Whitmire, hipotesa Planet Kesembilan ditegakkan di atas landasan yang terlihat cukup kuat. Masalah utamanya adalah apakah Planet Kesembilan ini benar-benar ada ?

Pertanyaan inilah yang sedang dicoba dicari jawabannya. Perhitungan duo Brown & Batygin memperlihatkan Planet Kesembilan akan sangat redup. Magnitudonya lebih besar dari +22 sehingga ia minimal 600 kali lebih redup ketimbang planet-kerdil Pluto. Butuh teleskop besar tercanggih untuk menyeretnya keluar dari goa persembunyiannya. Dan karena diprakirakan berada di belahan langit bagian utara, pada saat ini hanya Teleskop Subaru milik Jepang (diameter cermin obyektif 8,2 meter) yang berpangkalan di puncak Gunung Mauna Kea, Hawaii (Amerika Serikat) yang berkemungkinan melacaknya. Sejauh ini upaya untuk mendeteksinya belum membuahkan hasil. Mike Brown sendiri memperkirakan peluang adanya Planet Kesembilan di tata surya kita sekitar 90 %, sementara astronom lainnya seperti Greg Laughlin menempatkan peluangnya sedikit lebih rendah yakni 68,3 %. Mungkin butuh waktu hingga bertahun-tahun mendatang untuk menemukannya.

Gambar 6. Prakiraan pergeseran posisi Planet Kesembilan dalam 2.000 tahun sebagai salah satu hasil simulasi duo Brown & Batygin. Dalam simulasi ini, Planet Kesembilan saat ini diprakirakan berada di dalam rasi Waluku (Orion). Titik terang di dekat bintang Aldebaran adalah Jupiter, yang diabadikan pada Agustus 2012 TU. Sumber: Sudibyo, 2016.

Gambar 6. Prakiraan pergeseran posisi Planet Kesembilan dalam 2.000 tahun sebagai salah satu hasil simulasi duo Brown & Batygin. Dalam simulasi ini, Planet Kesembilan saat ini diprakirakan berada di dalam rasi Waluku (Orion). Titik terang di dekat bintang Aldebaran adalah Jupiter, yang diabadikan pada Agustus 2012 TU. Sumber: Sudibyo, 2016.

Dengan prakiraan dimensinya yang besar, mungkin Planet Kesembilan juga memancarkan gelombang elektromagnetik lemah yang khas planet. Dengan perkiraan suhu permukaannya berkisar minus 226° Celcius, maka puncak emisi gelombang elektromagnetik dari Planet Kesembilan mungkin berada dalam spektrum sinar inframerah. Maka teleskop-teleskop inframerah di Bumi seperti ALMA (Atacama Large Milimeter Array) di Gurun Atacama (Chile) pun berpeluang ‘menangkap’ Planet Kesembilan. Demikian halnya dengan teleskop antariksa James Webb, pengganti teleskop antariksa Hubble, yang masih akan mengudara pada 2018 TU kelak.

Meski begitu dukungan bagi hipotesa Planet Kesembilan sudah mulai berdatangan. Misalnya dari analisis posisi Saturnus berdasarkan data wantariksa (wahana antariksa) yang masih aktif disana, yakni Cassini. Keberadaan Cassini di orbit Saturnus memungkinkan kita memperoleh posisi planet bercincin itu dari waktu ke waktu dengan sangat teliti. Sehingga gangguan sangat lembut terhadap posisi planet Saturnus dapat diindra dengan tepat. Hasilnya, Planet Kesembilan (bila memang ada) mungkin terletak di sudut anomali nyata 107,8° hingga 128,8°. Anomali nyata adalah sudut yang dibentuk antara titik perihelion dengan posisi benda langit saat itu, dipandang dari Matahari. Keberadaan Planet Kesembilan pada anomali nyata antara minus 130° hingga minus 110° dan antara minus 65° hingga 85° adalah sangat kecil dan secara teknis bisa dianggap mustahil. Analisis yang sama juga memperlihatkan bahwa saat ini Planet Kesembilan mungkin ada pada jarak 630 SA dari Matahari.

Jadi apakah Planet Kesembilan benar-benar ada? Mari kita tunggu!

Referensi :

Brown & Batygin. 2016. Evidence for a Distant Giant Planet in the Solar System. The Astronomical Journal, vol. 151 (2016), Issue 2, article id. 22, pp. 12.

Malhotra dkk. 2016. Corralling a Distant Planet with Extreme Resonant Kuiper Belt Objects. ArXiv Earth & Planetary Astrophysics, arXiv:1603.02196 [astro-ph.EP].

Fienga dkk. 2016. Constraints on the Location of a Possible 9th Planet Derived from the Cassini Data. ArXiv Earth & Planetary Astrophysics, arXiv:1602.06116 [astro-ph.EP].

Sang Surya Meredup di Kebumen, Notasi Gerhana Matahari 9 Maret 2016

Gelaran Nonton Bareng dan Shalat Gerhana Matahari Total 9 Maret 2016 yang dihelat di kompleks Masjid al Mujahidin Kauman, Karanganyar Kab. Kebumen (propinsi Jawa Tengah) akhirnya terlaksana dengan sukses pada Rabu 9 Maret 2016 Tarikh Umum (TU) lalu. Sebelumnya gelaran yang diselenggarakan oleh lajnah falakiyyah al-Kawaakib pondok pesantren Mamba’ul Ihsan Karanganyar bekerja sama dengan Badan Hisab dan Rukyat (BHR) Daerah Kebumen dan lembaga falakiyyah PCNU Kebumen itu telah disosialisasikan ke publik lewat beragam cara. Mulai dari media sosial di bawah tagar (hashtag) #GerhanadiKebumen, media cetak melalui wawancara dan opini hingga media elektronik melalui siaran televisi lokal.

Gambar 1. Matahari dalam berbagai waktu yang berbeda sepanjang durasi Gerhana Matahari Total 9 Maret 2016, yang nampak di Kebumen sebagai gerhana sebagian. Sumber: Sudibyo, 2016.

Gambar 1. Matahari dalam berbagai waktu yang berbeda sepanjang durasi Gerhana Matahari Total 9 Maret 2016, yang nampak di Kebumen sebagai gerhana sebagian. Sumber: Sudibyo, 2016.

Sosialisasi dan publikasi yang lumayan massif dikombinasikan dengan intensifnya publikasi even GMT 2016 dalam lingkup nasional nampaknya menggamit ketertarikan masyarakat Kabupaten Kebumen. Rencana shalat Gerhana Matahari siap digelar dimana-mana mengacu pada jadwal yang panitia publikasikan. Bahkan calon-calon khatib shalat gerhana pun ramai menghubungi panitia, mencoba mencari bahan-bahan untuk pelaksanaan khutbah shalat Gerhana Matahari nanti.

Gelaran Nonton Bareng dan Shalat Gerhana Matahari Total 9 Maret 2016 ini mengambil bentuk berbeda dibandingkan even astronomi/ilmu falak sebelumnya di Kabupaten Kebumen. Kali ini pelibatan publik yang lebih luas lebih dimaksimalkan. Undangan untuk kalangan tertentu juga diajukan. Termasuk untuk sosok nomor satu di Kabupaten Kebumen, yakni Bupati Kebumen. Meski bupati tak hadir hingga gelaran berakhir, namun acara ini menggaet tak kurang dari seribuan orang. Menjadikannya even astronomi/iilmu falak terbesar sepanjang sejarah Kabupaten Kebumen.

GMT_gbr2_teleskop-gerhana

Gambar 2. Atas: salah satu teleskop iOptron Cube E-R80 yang digunakan untuk pengamatan. Teleskop ini dihubungkan dengan kamera CCD yang dicolokkan ke komputer jinjing. Bawah: hasil observasi teleskop yang langsung disajikan ke layar melalui proyektor. Nampak terlihat citra Matahari yang sudah 'robek' di bagian atas (sisi barat) karena tutupan cakram Bulan. Sumber: Sudibyo, 2016.

Gambar 2. Atas: salah satu teleskop iOptron Cube E-R80 yang digunakan untuk pengamatan. Teleskop ini dihubungkan dengan kamera CCD yang dicolokkan ke komputer jinjing. Bawah: hasil observasi teleskop yang langsung disajikan ke layar melalui proyektor. Nampak terlihat citra Matahari yang sudah ‘robek’ di bagian atas (sisi barat) karena tutupan cakram Bulan. Sumber: Sudibyo, 2016.

Agar mampu melayani publik dalam jumlah besar, dua teleskop semi-robotik refraktor yakni iOptron Cube E-R80 pun dikerahkan, masing-masing di dua titik yang berbeda. Di salah satu titik, teleskop tersebut dilengkapi dengan kamera CCD yang langsung tersambung dengan perangkat komputer jinjing dan proyektor, sehingga hasil bidikan teleskop langsung tersaji pada satu titik di dalam kompleks masjid. Selain mengujicoba sistem observasi secara elektronik, konfigurasi ini juga ditujukan agar kelak bisa dikembangkan ke arah live streaming untuk peristiwa astronomi/ilmu falak di masa depan. Disamping kedua teleskop tersebut, sebuah teleskop manual Celestron Astromaster 130EQ juga dipasang. Kacamata Matahari pun turut disediakan dalam tempat tersendiri.

Gambar 3. Citra radar cuaca dari stasiun geofisika BMKG Yogyakarta untuk 9 Maret 2016 TU pukul 07:00 WIB. Nampak segenap Kabupaten kebumen bebas dari tutupan awan maupun kabut. Sumber: BMKG, 2016.

Gambar 3. Citra radar cuaca dari stasiun geofisika BMKG Yogyakarta untuk 9 Maret 2016 TU pukul 07:00 WIB. Nampak segenap Kabupaten Kebumen bebas dari tutupan awan maupun kabut. Sumber: BMKG, 2016.

Langit yang cerah mendukung suksesnya gelaran ini. Meski gerimis sempat mengguyur di malam sebelumnya, namun sejak Rabu dinihari awan-awan telah menyibak. Bintang-bintang dan beberapa planet terang pun terlihat, memudahkan panitia dalam mengkalibrasi radas-radas. Citra radar cuaca dari stasiun geofisika BMKG (Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika) Yogyakarta per pukul 07:00 WIB memperlihatkan ruang udara Kabupaten Kebumen relatif bersih dari awan. Ini kontras bila dibandingkan misalnya dengan Yogyakarta dan sekitarnya yang ditutupi kabut tipis. Langit yang cerah membuat publik pun berduyun-duyun mendatangi kompleks Masjid al-Mujahidin sejak sebelum pukul 06:00 WIB. Shalat Gerhana Matahari diselenggarakan pukul 06:30 WIB, atau hanya sepuluh menit setelah cakram Bulan terdeteksi mulai bersentuhan dengan bundaran Matahari dalam layar proyeksi. Shalat gerhana lantas disusul dengan khutbah gerhana yang secara keseluruhan memakan waktu 30 menit.

Gambar 4. Pelaksanaan shalat gerhana dalam gelaran Nonton Bareng dan Shalat Gerhana Matahari Total 9 Maret 2016 di Masjid al-Mujahidin Karanganyar, Kebumen (Jawa Tengah). Sumber: Sudibyo, 2016.

Gambar 4. Pelaksanaan shalat gerhana dalam gelaran Nonton Bareng dan Shalat Gerhana Matahari Total 9 Maret 2016 di Masjid al-Mujahidin Karanganyar, Kebumen (Jawa Tengah). Sumber: Sudibyo, 2016.

Tahap-tahap Gerhana Matahari yang teramati dalam gelaran ini relatif konsisten dengan apa yang sebelumnya diperhitungkan dengan bantuan perangkat lunak Emapwin 1.21 karya Shinobu Takesako. Awal gerhana terdeteksi terjadi pada pukul 06:20 WIB atau konsisten dengan hasil perhitungan. Sementara akhir gerhana terdeteksi terjadi semenit lebih cepat dibanding hasil perhitungan, yakni pukul 08:33 WIB. Dengan demikian durasi gerhana yang terlihat adalah 133 menit. Kendala teknis yang mendadak muncul saat perekaman sedang dilakukan membuat kapan puncak gerhana terjadi tak bisa terdeteksi dengan baik.

Gambar 5. Salah satu hasil rekaman video dalam gelaran Nonton Bareng dan Shalat Gerhana Matahari Total 9 Maret 2016. Nampak bundaran Matahari kian 'robek' akibat cakram Bulan yang terus merasuk. Sumber: Sudibyo, 2016.

Gambar 5. Salah satu hasil rekaman video dalam gelaran Nonton Bareng dan Shalat Gerhana Matahari Total 9 Maret 2016. Nampak bundaran Matahari kian ‘robek’ akibat cakram Bulan yang terus merasuk. Sumber: Sudibyo, 2016.

Fenomena lain yang juga konsisten dengan apa yang telah diprakirakan sebelumnya adalah meredupnya langit. Perbandingan antara citra (foto) lingkungan saat diperhitungkan puncak gerhana terjadi dengan lingkungan yang sama setengah jam sebelumnya secara gamblang memperlihatkan bagaimana langit memang meredup.

Gambar 6. Dua citra yang diambil lewat kamera dengan setting yang sama dan lokasi yang sama namun pada jam yang berbeda dengan jelas menunjukkan bagaimana perubahan dramatis pencahayaan Matahari selama gerhana. Kiri: 20 menit sebelum puncak gerhana. Kanan: tepat saat puncak gerhana. Sumber: Sudibyo, 2016.

Gambar 6. Dua citra yang diambil lewat kamera dengan setting yang sama dan lokasi yang sama namun pada jam yang berbeda dengan jelas menunjukkan bagaimana perubahan dramatis pencahayaan Matahari selama gerhana. Kiri: 20 menit sebelum puncak gerhana. Kanan: tepat saat puncak gerhana. Sumber: Sudibyo, 2016.

Pembaharuan: Gerhana Matahari dan Konjungsi (Ijtima’)

Salah satu temuan menarik dalam gelaran ini adalah hubungan Gerhana Matahari dengan konjungsi Bulan-Matahari (ijtima’). Telah menjadi pengetahuan bersama bahwa dalam kondisi normal, peristiwa konjungsi Bulan-Matahari nyaris mustahil untuk disaksikan, kecuali dalam kasus khusus. Nah Gerhana Matahari kerap disebut sebagai kasus khusus tersebut, menjadikannya peristiwa konjungsi Bulan-Matahari yang bisa disaksikan manusia.

Dalam peradaban manusia konjungsi Bulan-Matahari memiliki peranan penting khususnya dalam ranah kultural dan religius, yakni untuk kepentingan sistem penanggalan (kalender). Misalnya bagi Umat Islam, peristiwa konjungsi Bulan-Matahari merupakan titik acuan (titik nol) bagi parameter umur Bulan. Umur Bulan didefinisikan sebagai selang masa (waktu) sejak peristiwa konjungsi Bulan-Matahari hingga saat tertentu yang umumnya adalah saat Matahari terbenam (ghurub). Di Indonesia, penentuan awal bulan kalender Hijriyyah yang berbasis hisab (perhitungan) dengan acuan “kriteria” imkan rukyat revisi menyertakan elemen umur Bulan sebagai salah satu syarat. Dimana umur Bulan harus minimal 8 jam. Sementara hisab yang lain yang mengacu “kriteria” wujudul hilaal pun menjadikan umur Bulan sebagai salah satu syarat, meski tak langsung. Yakni umur Bulan harus lebih besar dari 0 (nol) jam.

Dalam hisab dikenal ada tiga kelompok sistem hisab. Kelompok termutakhir dinamakan sistem hisab kontemporer (haqiqi bittahqiq), yang perhitungannya telah melibatkan serangkaian persamaan kompleks yang membentuk algoritma. Pada dasarnya hisab kontemporer adalah perhitungan astronomi modern yang telah disesuaikan untuk aspek-aspek ilmu falak. Sistem hisab kontemporer didaku sebagai sistem hisab yang paling akurat, dengan kemelesetan terhadap observasi hanya dalam orde detik.

Beragam sistem hisab kontemporer memperlihatkan konjungsi Bulan-Matahari akan terjadi pada Rabu 9 Maret 2016 TU pukul 08:54 WIB. Peristiwa ini berlaku universal untuk semua titik di paras Bumi. Sementara perhitungan berbasis Emapwin 1.21 dengan titik acu di kota Kebumen, Kabupaten Kebumen (Jawa Tengah) memberikan hasil bahwa awal gerhana akan terjadi pukul 06:20 WIB. Sedangkan puncak gerhana pada pukul 07:23 WIB dan akhir gerhana pada pukul 08:34 WIB. Hasil observasi dalam gelaran Nonton Bareng & Shalat Gerhana Matahari 9 Maret 2016 di kompleks Masjid al-Mujahidin Karanganyar Kebumen memperlihatkan awal gerhana terjadi sesuai perhitungan, yakni pukul 06:20 WIB. Sementara akhir gerhana pada pukul 08:33 WIB atau semenit lebih cepat ketimbang hasil perhitungan.

Terlihat jelas bahwa bahkan pada saat Gerhana Matahari sudah usai di Kebumen, ternyata konjungsi Bulan-Matahari belum terjadi (!) Padahal peristiwa langka inilah yang kerap digadang-gadang sebagai momen dimana konjungsi Bulan-Matahari dapat dilihat. Sepanjang pengalaman saya pribadi, ini bukan yang pertama. Dalam Gerhana Matahari 26 Januari 2009 pun terjadi hal serupa. dengan titik observasi di kota Cirebon (propinsi Jawa Barat), saat itu awal gerhana teramati terjadi pada pukul 15:21 WIB. Perhitungan berbasis Emapwin 1.21 juga menyajikan angka serupa. Puncak gerhana diperhitungkan terjadi pada pukul 16:40 WIB yang juga terdeteksi dalam observasi meski Matahari mulai ditutupi awan. Tutupan awan pula yang membuat akhir gerhana tidak teramati. Sebaliknya perhitungan sistem hisab kontemporer menunjukkan konjungsi Bulan-Matahari terjadi pada pukul 14:55 WIB atau sebelum Gerhana Matahari terjadi (!)

Gambar 7. Perbandingan observasi dua Gerhana Matahari, yakni antara Gerhana Matahari Total 9 Maret 2016 (terlihat di karanganyar Kebumen sebagai gerhana sebagian) dan Gerhana Matahari Cincin 26 Januari 2009 (terlihat di Cirebon sebagai gerhana sebagian). Dua observasi ini memperlihatkan dengan jelas bahwa konjungsi (dalam hal ini sejatinya konjungsi geosentrik) berselisih waktu terhadap peristiwa Gerhana Matahari. Sumber: Sudibyo, 2016.

Gambar 7. Perbandingan observasi dua Gerhana Matahari, yakni antara Gerhana Matahari Total 9 Maret 2016 (terlihat di karanganyar Kebumen sebagai gerhana sebagian) dan Gerhana Matahari Cincin 26 Januari 2009 (terlihat di Cirebon sebagai gerhana sebagian). Dua observasi ini memperlihatkan dengan jelas bahwa konjungsi (dalam hal ini sejatinya konjungsi geosentrik) berselisih waktu terhadap peristiwa Gerhana Matahari. Sumber: Sudibyo, 2016.

Mengapa ketidaksesuaian ini terjadi?

Masalahnya bukan pada sistem hisabnya. Namun lebih pada bagaimana kita mendefinisikan peristiwa konjungsi Bulan-Matahari. Sejatinya terdapat dua jenis konjungsi Bulan-Matahari. Yang pertama adalah konjungsi geosentris Bulan-Matahari (ijtima’ hakiki), yakni peristiwa dimana Matahari dan Bulan terletak dalam satu garis bujur ekliptika yang sama ditinjau dari titik di pusat (inti) Bumi. Dalam terminologi ini Bumi dianggap sebagai titik kecil tanpa volume. Sehingga saat terjadinya konjungsi geosentris Bulan-Matahari adalah sama bagi segenap koordinat manapun di paras (permukaan) Bumi. Dan yang kedua konjungsi toposentris Bulan-Matahari (ijtima’ mar’i), sebagai peristiwa dimana Matahari dan Bulan terletak dalam satu garis bujur ekliptika yang sama ditinjau dari satu titik di paras Bumi. Dalam konjungsi toposentris ini Bumi dianggap sebagai bola besar bervolume dengan jari-jari 6.378 kilometer. Konjungsi toposentris bersifat khas untuk suatu titik koordinat, sehingga antara suatu tempat dengan tempat yang lain akan berbeda.

Konjungsi geosentris Bulan-Matahari jauh lebih populer ketimbang konjungsi toposentris Bulan-Matahari. Saat berbicara awal bulan suci Ramadhan dan/atau dua hari raya (Idul Fitri/Idul Adha), yang dimaksud “konjungsi” selalu mengacu pada konjungsi geosentris. Namun observasi Gerhana Matahari memperlihatkan konjungsi geosentris tak berlaku bagi setiap titik koordinat di paras Bumi. Konjungsi toposentris-lah yang berlaku (dan lebih rasional). Hal ini seyogyanya berimplikasi pada redefinisi (pendefinisian ulang) konsep konjungsi (ijtima’) yang selama ini diterapkan dalam penentuan awal bulan kalender Hijriyyah. Baik di Indonesia maupun negara-negara Islam/berpenduduk mayoritas Muslim lainnya.