SISTEM TATA KOORDINAT HORIZON DAN KOORDINAT JAM/WAKTU BINTANG

SISTEM TATA KOORDINAT HORIZON DANKOORDINAT JAM/WAKTU BINTANGMakalahDisusun guna memenuhi tugasAstronomiDosen Pengampu : H. Slamet Hambali, M.SiOleh:Li’izza Diana ManzilNIM. 1600028006PROGRAM S2 ILMU FALAKFAKULTAS SYARIAH DAN HUKUMUNIVERSITAS ISLAM NEGERI WALISONGOSEMARANG2017

A. PendahuluanDalam astronomi untuk menyatakan letak suatu benda langitdiperlukan suatu sistem tata koordinat yang dapat menyatakan secara pastikedudukan benda langit tersebut. Tata koordinat tersebut diantaranya adalahtata koordinat horizon, tata koordinat ekuator dan tata koordinat ekliptika.Begitu juga perjalanan Matahari dari timur ke barat yang menyebabkanpergantian siang dan malam bukan perjalanan hakiki. Namun akibat dariperputaran Bumi pada porosnya (rotasi). Sebaliknya akibat semua benda langityang ada di sekitar Bumi tampak berjalan dari timur ke barat dan tegak lurusdengan poros Bumi atau poros langit.Benda-benda langit yang nampak berputar mengelilingi Bumi semuamenempati lingkaran yang melalui titik KLU dan KLS. Lingkaran-lingkaranyang melalui titik KLU dan KLS ini dinamakan lingkaran waktu, sebab bendalangit yang berada pada satu lingkaran waktu akan mencapai titik kulminasiatas pada waktu yang sama juga.1Tiap-tiap tata koordinat diatas tentunya mempuyai cara yang berbedabeda dalam hal penggunaan sistemnya sesuai dengan apa yang kita inginkanapakah akan digunakan dalam jangka waktu pendek atau panjang. Untuk itu,pada penjelasannya selanjutnya yang akan menjadi fokus pembahasan adalahmengenai tata koordinat horizon dan jam bintang, beserta hal-hal lain yangmasih memiliki keterkaitan dengan sistemnya.B. Sistem Tata Koordinat HorizonSebelum membahas lebih lanjut mengenai sistem koordinat horizon,ada beberapa istilah yang berkaitan dengan sistem koordinat horizon, yaituhorizon, garis vertikal, zenith, nadir, azimuth, dan tinggi bintang. Semuaistilah tersebut memiliki peran penting dalam perhitungan mencari letak suatubintang.1. Horizon, vertikal, Zenith dan Nadir1Abdur Rachim, Ilmu Falak, Yogyakarta: Liberty, 1983, h.7.1

Horizon adalah lingkaran pada bola langit yang menghubungkan titikutara, timur, selatan dan barat sampa ke utara lagi. Horizon merupakanbatas pemisah antara belahan langit atas dan bawah yang tidak tampak.2Ketika kita berdiri di suatu tempat terkesan kita seolah-olah menjadipusat dari sebuah bola raksasa (bola langit). Pada lingkaran besar tersebutlangit dan Bumi bertemu. Lingkaran inilah yang disebut horizon.Lingkaran horizon disebut juga ufuk atau kaki langit atau cakrawala.3Dalam ilmu falak atau astronomi dikenal ada tiga macam ufuk yaitu:4a. Ufuk hakiki atau ufuk sejatiDalam astronomi disebut true horizon, adalah bidang datar yang ditariktitik pusat Bumi tegak lurus dengan garis vertikal, sehingga iamembelah Bumi dan bola langit menjadi dua bagian sama besar,bagian atas dan bagian bawah.b. Ufuk hissi atau ufuk semuDalam astronomi disebut horizon astronomi adalah bidang datar yangditarik dari permukaan Bumi tegak lurus dengan garis vertikal. Ufukini dapat diketahui dengan alat Niveau atau Waterpass.c. Ufuk mar’i atau ufuk kodratDalam astronomi disebut visible horizon dalah ufuk yang terlihat olehmata, yaitu ketika seseorang berada di tepi pantai atau berada didataran yang sangat luas, maka akan tampak ada semacam garispertemuan antara langit dengan Bumi.Pada tata koordinat horizon, letak bintang ditentukan hanyaberdasarkan pandangan pengamat saja. Tata koordinat horizon tidak dapatmenggambarkan lintasan peredaran semu bintang dan letak bintang selaluberubah sejalan dengan waktu. Namun, tata koordinat horizon pentingdalam hal pengukuran absorbsi cahaya bintang.5Dalam horizon terdapat garis vertikal. Vertikal (garis tegak lurus)adalah garis tengah bola langit yang tegak lurus dengan garis tengahhorizon. Titik potong garis tegak lurus dengan bola langit yang terletak di23A. Jamil, Ilmu Falak, Jakarta: Amzah, 2011, h.11.Slamet Hambali, Ilmu Falak 1, Semarang: Program Pascasarjana IAIN Walisongo, 2011,h.50.45Muhyiddin Khazin, Kamus Ilmu Falak, Jogjakarta: Buana Pustaka, 2005, h.86-87.Slamet Hambali, Pengantar Ilmu Falak, Banyuwangi: Bismillah Publisher, 2012, h.300.2

atas kepala kita dimana titik puncak atau zenith dan titik potong yangterletak di bawah atau berlawanan dinamakan titik hakiki atau ranyangmenghubungkan titik zenith dan titik nadir melalui horizon tegak luruspada bidang horizon, sehingga setiap titik pada lingkaran horizon jaraknya90 dan dapat dibuat tidak terbatas (lingkaran di bola langit yang bergarismenengahkan garis vertikal).7Titik pertemuan antara garis vertikal dengan bola langit bagian atasdisebut titik zenith yang kemudian disingkat dengan huruf Z. Sedangkantitik pertemuan antara garis vertikal dengan bola langit bagian bawahdisebut titik nadir yang kemudian disingkat dengan huruf N.8Ket:UTSB bidang horizonUZS meridian langitZTNB lingkaran vertikalGaris ZN garis vertikalZ titik zenithN titik nadir6Den Hollander, Ilmu Falak, Jakarta: J.B Wolters, 1951, h.25.Simamora, Ilmu Falak Kosmografi, Jakarta: Pedjuang Bangsa, 1985, h.4.8Slamet Hambali, Ilmu. h.51.73

2. Azimuth dan tinggi bintangDi setiap tempat dipermukaan Bumi mempunyai lingkaran meridianyang berbeda-beda tergantung tempat bujur tempat itu (yang berbujursama mempunyai lingkaran meridian yang sama).Pada dasarnya garis Utara-Selatan adalah perpanjangan sumbu Bumiyang melalui kutub Utara dan kutub Selatan. Titik Utara di kutub Utarasering disebut titik Utara sejati (True North), dan sebaliknya titik Selatansejati (True South) yang mana letaknya berbeda dengan kutub Utaramagnetik dan kutub Selatan magnetik. Apabila dilihat dari zenith makadengan putaran searah jarum jam akan mendapatkan arah Utara, Timur,Selatan dan Barat dengan besar berbedaan sudutnya 90 .Dengan mengenal istilah tersebut maka akan memudahkan kita dalammemahami tata koordinat horizon dengan ordinatnya, yaitu azimuth dantinggi.Azimuth sebuah bintang adalah jarak yang dihitung dari titk utarasampai dengan lingkaran vertikal yang dilalui oleh bintang tersebutmelalui lingkaran ufuk atau horizon menurut arah perputaran arah jarumjam.9Tinggi benda langit dapat digambarkan pada bola langit denganmembuat lingkaran besar yang melalui zenith, benda langit itu tegak luruspada horizon (lingkaran vertikal). Tinggi benda langit merupakan suatusudut yang dibentuk oleh garis yang menghubungkan antara titik pusatdengan proyeksi bintang dengan garis yang menghubungkan antara titikpusat dengan bintang. Tinggi bintang diukur dari horizon keatas ufukdengan nilainya positif 0 sampai 90 , dan dari horizon kebawah ufukdengan nilai negatif 0 sampai -90 .10Untuk menyatakan azimuth terdapat dua versi, yaitu pertama,menggunakan acuan titik Selatan. Kedua, yang dianut Internasional untukastronomi dan navigasi yaitu menggunakan acuan titik Utara, berupa busurUTSB. Kedua versi tersebut menggunakan arah yang sama yaitu jika9Slamet Hambali, Ilmu. h.52.Simamora, Ilmu Falak. h.8.104

dilihat dari zenith arahnya searah perputaran jarum jam yang nilainya 0 360 .Ordinat-ordinat dalam tata koordinat horizon adalah:11a. Bujur suatu bintang dinyatakan dengan azimuth (Az). Azimuthumumnya diukur dari selatan ke barat sampai pada proyeksi bintangitu di horizon, seperti pada gambar di atas. Namun ada pula azimuthyang diukur dari utara ke timur.b. Lintang suatu bintang dinyatakan dengan tinggi bintang (a), yangdiukur dari proyeksi bintang di horizon ke arah bintang itu menuju kezenith. Tinggi bintang diukur 0 - 90 jika arahnya ke atas (menujuzenith) dam 0 - (-90 ) jika arahnya ke bawah (menuju nadir).3. Perhitungan tinggi bintang dan AzimuthUntuk mencari tinggi bintang menggunakan rumus:Sin h sin φ . sin δ cos φ . cos δ . cos tCos (90 – h) cos (90 – φ) . cos (90 – δo) sin (90 – φ) . sin (90 – δo) .cos tSin h sin φ . sin δ cos φ . cos δ . cos sistem-dan-tata-koordinat-benda-langit.htmldiakses pada tanggal 1 Juni 2017 pukul 13.20 WIB5

Sedangkan untuk mencari azimuth mneggunakan rumus:Cotan A - sin φ : tan t cos φ . tan δ : sin t Cotan A 1/tanTan A sin ACos A Sin A sin CSin asin cSin A sin tSin (90 – δ)sin cSin A sin t . cos δSin c Cos a cos b . cos c sin b . sin c . cos ACos (90 – δ) cos (90 – φ) . cos c sin (90 – φ) . sin c . cos ASin δ sin φ . cos c cos φ . sin c . cos ACos A sin δ – sin φ . cos cCos φ . sin c Tan A sin ACos A sin t . cos δ : sin csin δ – sin φ . cos c : cos φ . sin c sin t . cos δ x cos φ . sin cSin csin δ – sin φ . cos cTan A sin t . cos δ . cos φsin δ – sin φ . cos c Cos c cos b . cos a sin b . sin a . cos C cos (90 – φ) . cos (90 – δ) sin (90 – φ) . sin (90 – δ) . cos tCos c sin φ . sin δ cos φ . cos δ . cos tDi subtitusikan ke persamaan Tan ATan A sin t . cos δ . cos φsin δ – sin φ . cos c sin t . cos δ . cos φsin δ – sin φ . (sin φ . sin δ cos φ . cos δ . cos t)6

sin t . cos δ . cos φsin δ – (1 – cos2 φ) . sin δ - cos φ . cos δ . cos t . sin φ sin t . cos δ . cos φsin δ – sin δ cos φ . sin δ - cos φ . cos δ . cos t . sin φ sin t . cos δ . cos φcos φ . sin δ - cos φ . cos δ . cos t . sin φTan A sin t . cos δcos φ . sin δ - cos δ . cos t . sin φ Cotan A 1/Tan A 1/sin t . cos δ . cos φcos φ . sin δ - cos φ . cos δ . cos t . sin φ cos φ . sin δ - cos φ . cos δ . cos t . sin φsin t . cos δ . cos φ cos φ . sin δsin t . cos δ . cos φ-cos φ . cos δ . cos t . sin φsin t . cos δ . cos φ cos φ . tan δ : sin t – cotan t . sin φ cos φ . tan δ : sin t – (1/tan t) . sin φCotan A cos φ . tan δ : sin t – sin φ : tan tCotan A – sin φ : tan t cos φ . tan δ : sin tContoh:Berapa ketinggian dan azimuth Matahari pada jam 14.00 pada hari sabtutanggal 3 Juni 2017 di Menara al-Husna MAJT Semarang dengan lintang 6 59’ 4.42” LS dan bujur 110 26’ 47.7” BT, deklinasi 22 22’ 35”,Equation of Time 0 1’ 47”. Menghitung waktu hakikiWH WD e – (BD – BT) / 15 14.00 0 1’ 47” – (105 - 110 26’ 47.7”) / 15 14: 23: 34.18 Menghitung sudut waktut (WH – 12 ) x 15 (14: 23: 34.18 – 12) x 15 35 53’ 32.7”7

Menghitung ketinggian MatahariSin h sin φ . sin δ cos φ . cos δ . cos t sin -6 59’ 4.42” . sin 22 22’ 35” cos -6 59’ 4.42” . cos22 22’ 35” . cos 35 53’ 32.7” 44 12’ 29.58” Menghitung azimuth MatahariCotan A – sin φ : tan t cos φ . tan δ : sin t - sin -6 59’ 4.42” : tan 35 53’ 32.7” cos -6 59’ 4.42” .tan 22 22’ 35” : sin 35 53’ 32.7” 49 8’ 19.52”Jadi arah Matahari pada tanggal 3 Juni 2017 di menara al-Husnaadalah sebesar 49 8’ 19.52”.C. Sistem Koordinat Jam/waktu BintangMelalui kutub utara dan kutub selatan pada bola langit terbentuklingkaran yang berpusat pada poros Bumi. Lingkaran ini disebut lingkaranwaktu dan membentuk sudut 90 dengan equator langit. Setiap lingkaranwaktu membentuk sudut dengan lingkaran meridian yang disebut sudut waktu.Pada sistem koordinat sudut waktu penentuan benda langitmemerlukan sudut jam bintang (t) dan deklinasi bintang (δ).Jika sebuah bintang berada di meridian, maka lingkaran waktuberimpit dengan meridian, tetapi jika bintang tersebut tidak berada dimeridian, maka lingkaran waktu dengan meridian akan membentuk sudut.12Sehingga sudut waktu merupakan sebuah sudut yang dibentuk oleh lingkaranmeridian langit dengan lingkaran waktu.Dinamakan sudut waktu karena bagi semua benda langit yang terletakpada lingkaran waktu yang sama, maka benda-benda langit tersebutberkulminasi pada waktu yang sama pula.13 Besar sudut waktu menunjukkanberapa jumlah waktu yang memisahkan benda langit yang bersangkutan darikedudukannya ketika berkulminasi.1213Abdur Rachim, Ilmu. h.7.Muhyiddin Khazin, Ilmu Falak dalam Teori dan Praktik, Yogyakarta: Buana Pustaka, 2004,h.83.8