Gerhana Matahari Total, Sebagian dan Cincin. Penjelasan Lengkap

Gerhana Matahari terjadi ketika kedudukan dengan urutan matahari, bulan dan bumi, membentuk garis lurus, atau dengan kata lain kedudukan bulan berada di antara bumi dan matahari. Gerhana matahari terjadi karena sinar matahari pada siang hari terhalang oleh bulan sehingga keadaan yang terang berangsur-angsur menjadi gelap seperti menjelang malam. Bayangan bulan mengenai sedikit bagian permukaan bumi. Oleh karena ukuran bulan lebih kecil, maka hanya sedikit saja permukaan bumi yang mengalami kegelapan. Walaupun bulan lebih kecil, bayangan bulan mampu melindungi cahaya matahari sepenuhnya karena bulan dengan jarak 384.400 km adalah lebih dekat kepada bumi daripada matahari yang mempunyai jarak 149.680.000 km. Gerhana matahari hanya dapat terjadi ketika bulan berada pada bulan baru dan ketika bulan berada di dekat salah satu simpul orbitnya.

Secara umum ada tiga jenis gerhana matahari, yaitu gerhana matahari total, gerhana matahari sebagian, dan gerhana matahari cincin. Gerhana matahari total hanya terjadi di permukaan bumi yang terkena bayangan umbra bulan.

Gerhana matahari total (GMT) selalu diawali dan diakhiri oleh gerhana matahari sebagian. GMT hanya dapat diamati dari daerah yang dilintasi bayangan umbra Bulan. Gerhana matahari sebagian terjadi di permukaan bumi yang terkena bayangan penumbra bulan. Adapun gerhana matahari cincin terjadi di permukaan bumi yang terkena lanjutan bayang-bayang inti. Hal itu terjadi karena bulan berada pada titik terjauhnya dari bumi.

Terjadinya Gerhana Matahari

Bulan berevolusi terhadap bumi, sedangkan bumi berevolusi terhadap matahari. Dengan demikian bulan melakukan tiga gerakan, yaitu rotasi dan berevolusi terhadap bumi, serta bersama-sama bumi mengelilingi matahari. Dengan keadaan demikian maka suatu waktu akan terjadi posisi, Matahari, bulan dan bumi berada pada garis lurus, pada saat fase bulan baru. Pada keadaan ini sinar matahari terhalang oleh bulan yang melintas. Keadaan demikian disebut dengan gerhana matahari.

Gerhana matahari terjadi karena bayangan bulan jatuh mengenai bumi. Gerhana ini terjadi saat bulan berada di antara Bumi dan Matahari. Kedudukan Matahari, Bulan dan Bumi berada pada satu garis lurus. Hal ini menyebabkan cahaya matahari yang seharusnya menuju Bumi terhalang oleh Bulan. Permukaan Bulan yang menghadap Bumi tidak terkena cahaya Matahari. Karena tidak terkena cahaya matahri maka permukaan bulan yang menghadap bumi terlihat gelap gulita. Peristiwa matahari dapat digambarkan secara sederhana, misalnya : saat kita menonton televisi, tiba-tiba ada orang yang lewat di antara televisi dan kita. Pada saat itu kita tidak bisa melihat siaran televisi. Kita akan melihat siaran televisi jika orang tersbut berlalu menjauh. Gerhana matahari dibagi tiga, yaitu gerhana matahari total, sebagian, dan cincin.

Mekanisme Terjadinya Gerhana Matahari Total

Gerhana matahari total

Gerhana matahari total disebut juga gerhana matahari sempurna. Gerhana matahari total terjadi ketika bayangan inti Bulan jatuh ke Bumi. Gerhana ini hanya terjadi di daerah permukaan Bumi yang terkena bayangan inti Bulan. Pada gerhana matahari ini, matahari ditutup sepenuhnya oleh bulan disebabkan bulan berada dekat ke bumi dalam orbit bujurnya.

Gerhana Matahari Total

Gerhana total hanya dapat dilihat dari daerah permukaan bumi yang terkena bayangan umbra. Gerhana total sangat jarang terjadi. Gerhana matahari total merupakan sebuah pemandangan indah tetapi juga berbahaya bagi mata manusia. Ketika sinar matahari sudah tertutupi seluruhnya oleh bulan dan hanya ‘corona’ yakni lingkaran sinar yang mengelilingi matahari saja yang tersisa maka aman bagi kita untuk melihat tanpa adanaya pelindung pada mata kita.

Gerhana matahari sebagian

Gerhana matahari sebagian terjadi, ketika Bumi berada pada daerah bayangan penumbra Bulan. Pada saat kejadian ini, masih ada bagian matahari yang terlihat terang. Waktu berlangsungnya gerhana matahari sebagian lebih lama daripada waktu brlangsungnya gerhana Matahari total. Hal ini karena bayangan penumbra lebih luas daripada bayangan inti. Gerhana matahari sebagian juga merupakan tahap awal yang dilalui sebelum gerhana matahari total. Silakan lihat gambar paling atas dari artikel ini. Terlihat sebagian matahari tertutup bulan membentuk sabit besar matahari.

Gerhana matahari cincin

Gerhana Matahari Cincin

Gerhana ini terjadi ketika jarak bayangan bulan ke permukaan bumi berada di titik terjauhnya. Akibatnya, bayangan inti bayangan Bulan atau daerah umbra tidak dapat mencapai Bumi. Gerhana ini terjadi pada permukaan Bumi yang terkena lanjutan bayang-bayang inti. Saat itu Matahari terlihat berbentuk seperti cincin, sedangkan di bagian tengahnya kelihatan kabur atau hitam. bulan hanya menutup sebagian dari pada matahari dan cahaya matahari selebihnya membentuk cincin bercahaya sekeliling bayangan bulan yang dikenali sebagai ‘cincin’.Perhatikan gambar di bawah ini, daerah umbra tidak sampai pada permukaan bumi seperti pada gerhana matahari total. Daerah penumbra atas dan bawah tumpang tindih pada permukaan bumi sehingga menjadi daerah antumbra.

Bulan yang seharus nya membentuk bayangan sebuah “titik” dipermukaan bumi tidak dapat membentuk bayangan “titik” melainkan bayangan “titik yang kabur” karena jarak bulan dan bumi pada saat puncak gerhana terjadi terlalu jauh. Disisi lain, pengamat dipermukaan bumi melihat cakram bulan akan terlihat mengisi cakram matahari sehingga masih tersisa cakram matahari yang terlihat dilangit sebagai akibat kecil nya cakram bulan yang sedikit lebih kecil dari pada cakram bulan pada saat gerhana matahari total terjadi. Jarak bulan dengan bumi saat gerhana matahari terjadi merupakan salah satu faktor terpenting yang dapat menjadikan status gerhana matahari menjadi total atau menjadi cincin. Jika jaraknya dekat maka akan terjadi gerhana matahari total. Namun jika jaraknya jauh, maka yang akan teramati adalah gerhana matahari cincin.

Jarak rata-rata Bumi – Bulan merentang dari 356.395 km – 406.767 km dengan jarak rata-rata 384.460 km. Kerucut umbra yang terbentuk memiliki ukuran 379.322 km. Dari variasi jarak inilah, kenampakan piringan Bulan di langit juga memiliki ukuran yang berbeda.

Mekanisme Terjadinya Gerhana Matahari Cincin

Ketika Bulan berada dekat dekat dengan bumi maka kita akan melihat bulan tampak lebih besar. Bukan berarti bulan yang membesar, melainkan efek jarak yang membuat kita melihat sebuah benda tampak lebih besar atau kecil.

Pada saat gerhana matahari terjadi, kalau bulan berada pada jarak terjauh maka piringan bulan akan tampak lebih kecil atau si piringan matahari tampak lebih besar. Hasilnya, kerucut bayangan umbra yang terbentuk tidak mencapai permukaan bumi dan akan ada kerucut lanjutan yang disebut antumbra yang terbentuk dan mencapai bumi.

Pengamat yang berada dalam antumbra inilah yang akan melihat cincin api matahari terbentuk saat bulan melintas di antara bumi dan matahari. Waktu maksimum terjadinya gerhana matahari cincin adalah 12 menit 30 detik.

Pengaruh Gerhana Matahari Bagi Bumi

Sebagai peristiwa alam, gerhana matahari memiliki pengaruh terhadap bumi. Pengaruh tersebut berupa peningkatan daya tarik Matahari dan Bulan terhadap Bumi. Selain itu gerhana matahari juga mempengaruhi medan magnet bumi. Hal ini terjadi karena gerhana matahari akan menutup proses pemanasan dan ionisasi di lapisan ionosfer sehingga arus ionosfer terganggu.

Bahaya Melihat Gerhana Matahari Secara Langsung

Peristiwa gerhana matahari merupakan fonomena alam yang sangat disayangkan jika tidak diikuti. Namun demikian ada beberapa fase peristiwa gerhana matahari yang sangat berbahaya jika dilihat mata telanjang. Cahaya matahari terdiri dari berbagai gelombang sinar, baik sinar tampak seperti pelangi-merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan ungu dan juga sinar yang tidak tampak seperti ultraviolet (UV) yang memiliki energi, berfrekuensi tinggi yang memiliki panjang gelombang sampai 290 nm. Sinar UV tersebut jika masuk mata tanpa penghalang akan menyebabkan kerusakan pada retina yang berisi syaraf sensitif. kerusakan pada retina tersebut disebut dengan solar retinopathy. Gejalanya adalah titik-titik hitam pada pandangan mata Anda, dan itu sulit untuk dipulihkan.

Retina tidak memiliki sensor sakit sehingga saat kita menatap langsung, kita cenderung merasa biasa saja dan tidak menyadari bahwa mata kita sedang berada dalam keadaan berbahaya. Retina akan seperti terbakar, dan akan menyebabkan kerusakan parah, bahkan sampai menyebabkan kebutaan.

terjadinya gerhana matahari pada umumnya selalu ada fase gerhana, seperti gerhana matahari cincin, sabit, sebagian, sampai total (cahaya matahari tertutup oleh bulan seluruhnya). Hampir 99 persen cahaya matahari akan tertutup oleh bulan pada peristiwa gerhana matahari total, sehingga daerah umbra bumi menjadi gelap (seperti malam) namun tetap ada cahaya radiasi dari matahari yang sampai ke bumi dan sampai ke mata. Fase bulan yang berbahaya terletak pada fase gerhana matahari sebagian dan fase gerhana cincin. Saat gerhana matahari total, yaitu keadaan gelap gulita akibat cahaya matahari tertutup bulan justru tidak berbahaya.

Ketika dalam keadaan gerhana total, mata beradaptasi dengan gelap dan pupil terbuka penuh. Pupil mata membesar untuk menangkap cahaya sebanyak mungkin karena suasana yang gelap. Tapi ketika totalitas gerhana berakhir dan sinar matahari kembali muncul, pupil tidak cukup cepat menutup sehingga cahaya matahari berenergi tinggi akan masuk kemata kemudian merusak dan membakar kornea mata.

Tahap atau fase gerhana matahari

Matahari bersinar seperti biasa, kemudian bulan mulai menutupi sinar matahari, dalam keadaan ini. Melihat fase ini dengan mata telanjang sangat berbahaya, karena masih ada titik titik cahaya matahari yang menembus permukaan bulan yang tidak rata.

Pada tahap berikutnya bulan terus bergerak, sampai menutupi matahari, namun masih menyisakan satu titik cahaya di sisi bulan. Fase ini juga berbahaya untuk dilihat dengan mata telanjang. Fase berikutnya adalah fase dimana cahaya matahari tertutup semua oleh bulan. Fase ini aman untuk dilihat dengan mata telanjang. Intensitas sinar matahari pada saat ini relatif kecil. Namun perlu kehati hatian karena fase berikutnya akan nampak matahari seperti sabit, dan tidak aman untuk dilihat dengan mata telanjang.

Untuk menghindari gangguan dan kerusakan mata karena peristiwa gerhana matari, penggunaan kacamata khusus gerhana matahari sangat dianjurkan. Alat lain juga dapat digunakan seperti kacamata tukang las no 14. Selain itu cara aman melihat dengan aman terjadinya gerhana matahari adalah dengan melihat bayangan dari permukaan air yang tenang. Bisa kolam, atau air yang kita taruh di atas wadah.

Pengaruh Gerhana Matahari Terhadap Bumi

Secara umum gerhana tersebut tidak akan menimbulkan dampak langsung bagi Bumi, terutama soal perubahan cuaca yang sekarang ini banyak dikaitkan dengan fenomena alam tersebut. dampak Gerhana Matahari ini lebih kepada magnet bumi, gravitasi, tidak ada berpengaruh pada iklim.

Gernaha Matahari menyebabkan peningkatan daya tarik Matahari dan Bulan terhadap Bumi, inilah satu-satunya dampak yang dapat diteliti dan dipelajari. Perubahan tersebut diamati dengan pengukuran gravitasi di suatu tempat secara berkelanjutan dan hasilnya akan dibandingkan nilai Bouguer Anomali (BA) jauh sebelum (1 bulan) dan sesudah (1 bulan) terjadi gerhana dengan nilai BA saat terjadi gerhana.

Selain efek di atas, Peristiwa Gerhana Matahari Total akan menutup proses pemanasan dan ionisasi di lapisan ionosfer sehingga arus ionosfer terganggu, kejadian ini akan mengakibatkan gangguan medan magnet bumi. Hal ini dapat dibuktikan dengan membandingkan pengamatan magnet bumi di tempat-tempat yang dilalui gerhana serta stasiun-stasiun geomagnet di luar lintasan gerhana.

Pembuktian teori Einstein

Teori relativitas umum yang dikemukakan fisikawan besar Albert Einstein tahun 1915 telah mengubah cara pandang manusia tentang alam semesta dan lingkungannya. Keberhasilan sejumlah uji yang dilakukan beberapa masa setelahnya oleh ilmuwan dari seluruh dunia smakin mempertegas ketepatan teori tersebut dan mengukuhkan kegeniusan Einstein.

Salah satu akibat atau implikasi yang diprediksi teori relativitas umum Einstein adalah pembelokan atau pelengkungan jalur rambat cahaya di sekitar benda bermassa besar. Gravitasi benda bermassa besar akan melengkungkan rajutan dimensi ruang dan waktu di sekitarnya. Cahaya yang melintasi dimensi ruang dan waktu yang melengkung itu juga akan berbelok mengikuti kelengkungan ruang dan waktu yang dilaluinya. Konsekuensinya, semakin besar masa benda maka pembelokan cahaya di dekat benda tersebut juga akan semakin teramati.

Pembelokan Cahaya pada Dimensi Ruang dan Waktu di Sekitar Benda Bermasa Besar - Pembuktian Teori Relativitas Einstein

Sejak dikemukakan Einstein, teori relativitas umum tersebut menarik banyak ilmuan yang tergoda untuk membuktikannya. Meskipun demikian, proses pembuktian pembelokan cahaya bintang oleh gravitasi itu sudah dilakukan jauh sebelum Einstein menyampaikan teorinya. Pembelokan cahaya bintang oleh gravitasi suatu benda sebenarnya sudah diprediksi berdasar teori Newton yang dikemukakan Isaac Newton sejak akhir abad ke-17.

Salah satu penghitungan pembelokan cahaya bintang menggunakan teori Newton dilakukan Johann Georg von Soldner pada 1801. Hasilnya, cahaya bintang di dekat piringan Matahari mengalami pembelokan sebesar 0,87 detik busur. Dengan teknologi saat itu, pembelokan sekecil itu sulit dibuktikan. Pembelokan sekecil itu setara lebar uang logam Rp 1000 yang dilihat dari jarak 6 kilometer.

Perhitungan Einstein pada 1915 menggunakan teori relativitas umum menghasilkan pembelokan cahaya bintang di sekitar Matahari 1,74 detik busur atau dua kali perhitungan Soldner. Pembelokan lebih besar itu memudahkan mengukurnya sehingga bisa dibuktikan teori siapa yang lebih tepat memprediksi pembelokan cahaya bintang: Newton atau Einstein.

Perhitungan Einstein itu memancing sejumlah ahli untuk membuktikannya. Salah satunya fisikawan asal Cambridge, Inggris, Arthur Eddington. Sejak 1916, ia merancang proses pembuktian dengan menghitung pembelokan bintang di sekitar Matahari saat gerhana matahari total (GMT) pada 29 Mei 1919.

Matahari dipilih sebagai benda yang membelokkan cahaya bintang karena Matahari benda terbesar dan termasif di tata surya.

Skematik Pembelokan Cahaya di Sekitar Benda Bermasa Besar: Matahari

GMT dipilih sebagai momentum penghitungan karena saat tak terjadi gerhana, cahaya bintang di belakang Matahari tidak bisa dilihat, terkalahkan terangnya sinar Matahari. Karena itu, GMT satu-satunya cara melihat pembelokan cahaya bintang di sekitar Matahari karena selama GMT, sesaat siang berubah jadi malam sehingga bintang-bintang di sekitar Matahari terlihat.

Citra langit di belakang Matahari yang dipotret saat GMT berlangsung akan dibandingkan dengan citra langit di areal yang sama saat tidak ada Matahari. Biasanya, citra langit di lokasi yang sama itu dipotret dengan jeda enam bulan sebelum atau sesudah GMT terjadi.

GMT pada 29 Mei 1919 yang dijadikan obyek penelitian Eddington melihat pembelokan cahaya bintang itu melintasi Brasil, Samudra Atlantik, dan berakhir di Afrika Barat. Eddington bersama rekannya, Frank Dyson, mengamati GMT di Pulau Principe, Afrika Barat. Saat gerhana, Matahari tepat di depan gugus bintang Hyades di bagian kepala rasi Taurus.

Meski sempat terkendala akibat Perang Dunia I, Eddington dan Dyson berhasil mengambil citra langit saat GMT. Dengan membandingkan citra langit di arah yang sama beberapa waktu kemudian, Eddington mengukur pembelokan bintang-bintang di gugus Hyades sebesar 1,61 detik busur. Hasil yang mendekati perhitungan Einstein itu membuktikan teori Einstein-lah yang lebih tepat menjelaskan fenomena pembelokan cahaya bintang oleh benda bermassa besar.

Mitos-mitos pada gerhana matahari

Zaman dahulu banyak mitos yang berkembang tentang bagaimana gerhana matahari dapat terjadi. Dalam peradaban masyarakat kuno penganut animisme, gerhana bulan atau matahari selalu diiringi ketakutan dan dikaitkan dengan berbagai hal buruk dan bencana. Mulai dari adanya kisah dewa yang memakan matahari, binatang liar yang lapar sampai pertarungan sengit antara bulan dan matahari. Kisah serupa dongeng juga tak sedikit mengiringi terkait fenomena gerhana matahari. Menurut E.C. Krupp, Direktur dari Griffith Observatory di Los Angeles, California, dikutip dari National Geographic, bahwa orang Korea menganggap gerhana terjadi karena seekor anjing api yang ingin mencuri matahari dan bulan. Sementara versi dalam kebudayaan Vietnam, berkisah tentang hilangnya matahari diyakini karena dimakan seekor katak. Sedangkan versi yang paling disukai Krupp sendiri yakni kisah tentang pertarungan antara bulan dan matahari yang dibawakan oleh orang-orang Batammaliba di Togo dan Benin.

Bagaimana dengan mitos di Indonesia? Sejarah budaya dan keyakinan yang panjang tentang gerhana di bumi nusantara ternyata memiliki kesamaan dengan suku Inca di Amerika Utara tentang perlunya membuat gaduh suasana dengan bermacam bunyi-bunyian. Tidak kurang masyarakat di wilayah Jawa, Bali, sampai Halmahera melakukan hal tersebut. Ditambah dengan keyakinan di beberapa tempat bahwa gerhana terjadi akibat Batara Kala Rau menelan Dewi Ratih. Agaknya kisah ini berasal dari kisah yang ada di agama Hindu.

Panorama Gerhana Matahari Total

Daily Science and Technology