SlideShare uma empresa Scribd logo
1 de 62
Bintang Ganda
DND-2006
Periastron
Apastron
 Bintang ganda (double stars) adalah dua buah
bintang yang terikat satu sama lain oleh gaya tarik
gravitasi antar kedua bintang tersebut.
 Apabila sistem bintang ini lebih dari dua, maka
disebut bintang majemuk (multiple stars).
Bintang
primer
Bintang
sekunder



DND-2006
Dalam gerak orbitnya, kedua komponen bintang ganda
bergerak mengitari pusat massanya dalam lintasan
yang berupa elips dengan titik pusat massanya berada
pada titik fokus elips orbit tersebut.
orbit bintang
bermassa besar
orbit bintang
bermassa kecil
pusat massa
Bintang primer
Bintang sekunder



 



DND-2006
CM
Titik pusat massa selalu berada pada garis lurus yang
menghubungkan kedua bintang.
M1 = massa bintang kesatu
Misalkan,
M2 = massa bintang kedua
r1 = jarak bintang kesatu ke titik
pusat massa
r2 = jarak bintang kedua ke titik
pusat massa
r1 r2
M1
M2


DND-2006
Maka, M1 r1 = M2 r2 . . . . . . . . . . . . . . . (7-1)
Jika orbit dianggap lingkaran maka,
P
Vr =
2πr1
1 P
Vr =
2πr2
2
dan,
Periode
Kec. radial btg-1 Kec. radial btg-2
. . . . . . . (7-2)
Dari gerak sistem dua benda kita tahu bahwa orbit
kedua bintang dalam sistem bintang ganda terletak
dalam satu bidang yang disebut bidang orbit. Suatu
orbit bintang ganda akan dapat digambarkan secara
lengkap apabila komponen orbitnya dapat diketahui.
DND-2006
ω = bujur periastron (sudut di bidang orbit mulai dari garis node ke
periastron
 = kedudukan garis node (sudut di bidang langit dari utara ke garis
node)
i
Ω
ω
periastron
utara
pengamat
a = setengah sumbu besar
Komponen orbit bintang
ganda
a
i = inklinasi bidang orbit terhadap bidang langit
titik fokus
garis node :
garis potong antara bidang
orbit dengan bidang langit
yang melewati titik fokus
elips.
DND-2006
T = saat bintang melewati periastron
e = eksentrisitas
P = periode orbit atau kalaedar
i
Ω
ω
periastron
utara
pengamat
a
titik fokus
DND-2006
Jenis bintang ganda :
 Bintang ganda visual
 Bintang ganda astrometri
 Bintang ganda spektroskopi
 Bintang majemuk (lebih dari dua bintang)
 Bintang ganda gerhana
DND-2006
Bintang Ganda Visual
Bintang ganda visual adalah bintang ganda yang jarak
antara kedua anggotanya cukup besar sehingga
apabila dilihat melalui teleskop akan tampak sebagai
dua bintang.
 Jarak antara komponen bintang ganda visual
mencapai ratusan satuan astronomi …
 sehingga kala edarnya (periode orbitnya) sangat
lama, mencapai beberapa puluh sampai beberapa
ratus tahun.
DND-2006
Pasangan bintang ganda visual gerak orbitnya sangat
sukar diamati, karena gerakannya yang terlalu lambat.
 Bukti bahwa pasangan ini adalah bintang ganda,
terlihat dari gerak dirinya yang bersama-sama.
Contoh :
Bintang ganda visual
 Centauri
P = 79,92 th ~ 80 th
Jarak  Cen-A dan
 Cen-B = 11 ~ 35 au
DND-2006
 Cen-A  Cen-B
Warna Kuning Oranye
Kls. Spektrum G2 K1
Temperatur 5800 K 5300 K
Massa 1.09 M 0.90 M
Radius 1.2 R 0.8 R
Luminositas 1.54 L 0.44 L
Jarak (light-years) 4.35 4.35
Magnitudo visual -1,58 8,44
Umur (milyaran tahun) 5 - 6 5 - 6
Data Bintang  Centaurus
DND-2006
2060
2050
Pada pasangan bintang ganda visual, bintang primer
dipilih sebagai titik acu (pusat koordinat). Lintasan
bintang sekunder ditentukan relatif terhadap bintang
primer.
Dalam hal ini lintasan bintang sekunder akan berupa
lintasan elips dengan bintang primer terletak pada titik
fokus elips.
Contoh :
Lintasan bintang ganda
 Centauri
90o
0o
180o
270o
2040
2045
2055
2065
2070
2000
2005
2010
2015
2020
2025
2030
2035
α Cen-A
α Cen-B berada pada titik
fokus lintasan
DND-2006
DND-2006
Dari pengamatan terhadap bintang ganda visual, dapat
ditentukan beberapa komponennya, yaitu :
 sudut inklinasi (i)
 sudut setengah sumbu besar ( )
 eksentrisitas orbit (e)
 periode orbit (P )
Penentuan Massa Komponen Bintang Ganda
Visual
DND-2006
a = α d
jarak sistem bintang ganda
. . . . . . . . . . . . . . . . . (7-3)
dalam radian
a
d
α
pengamat
untuk α <<
Hubungan antara sudut setengah sumbu besar 
dengan setengah sumbu besar a adalah,
Apabila α dinyatakan dalam detik busur, maka
a = α d / 206265 . . . . . . . . . . . . . (7-4)
DND-2006
Pers. (3-11) : p = 206 265/d
a =  / p . . . . . . . . . . . . . . . . . (7-5)
dalam detik busur
dalam AU
Apabila jarak dinyatakan dalam AU dan dengan
mensubtitusikan
ke pers. (7-4) : a =  d / 206265
diperoleh,
Dari Hukum III Kepler (pers. 1-57) diperoleh :
a3
P2 4 2
G (M1 + M2)
= . . . . . . . . . . . (7-6)
M1 = massa bintang ke-1
M2 = massa bintang ke-2
DND-2006
= (M1 + M2) P2

p
3
Apabila massa bintang dinyatakan dalam massa
Matahari, jarak dalam satuan astronomi, dan waktu
dalam tahun, maka pers. (7-6) dituliskan menjadi :
a3
P2
= (M1 + M2) . . . . . . . . . . . . (7-7)
Selanjutnya subtitusikan pers. (7-5) :
ke pers. (7-7), diperoleh :
a =  / p
. . . . . . . . . (7-8)
dari pengamatan
dari paralaks trigonometri
dari pengamatan
dapat ditentukan
DND-2006
Untuk menentukan massa masing-masing bintang,
gunakan pers. (7-1) :
M1a1 = M2a2
. . . . . . . . . (7-14)
Contoh :
Untuk Bintang  Centauri : P = 79,92 tahun,  = 17,66
Dari persamaan (7-7) :
3
(M1 + M2) =
p3 P2
(17.66)3
=
(0,74)3 (79,92)2
= 2,13 M
(1,22 + 1)M2 = 2,13 M M2 = 0,96 M
dan M1 = 1,17 M
p = 0,74 dan M1 /M2 = 1,22
dimana : a = a1 + a2
DND-2006
Hubungan Massa - Luminositas
Pada sistem bintang ganda visual, magnitudo semu
bintang (magnitudo B dan V) dapat ditentukan.
 dari hubungan antara koreksi bolometrik dan indeks
warna, BC dapat ditentukan
 dari hubungan V  mbol = BC, magnitudo bolometrik
dapat ditentukan.
 dari hubungan mbol  Mbol = 5 + 5 log d, magnitudo
bolometrik mutlak dapat ditentukan.
 dari hubungan magnitudo mutlak bolometrik dan
luminositas, Mbol Mbol = 2,5 log L/L,
luminositas bintang dapat ditentukan.
DND-2006
Dari hasil pengamatan, untuk bintang normal tampak
adanya hubungan antara massa dengan luminositas.
+1
2
1
0
log L/L
log M/M
1 0,5 0 0,5
Kedudukan
Matahari
DND-2006
Hubungan massa-luminositas ini dapat didekati dengan
rumus empiris berikut,
log ( L / L ) = 4,1 log (M /M ) - 0,1 . . . (7-15)
dengan mensubtitusikan pers (4-15)
untuk log(L/L) > 1,2 (atau Mbol < 7,8)
Mbol Mbol = 2,5 log L/L,
ke pers (7-15), diperoleh
Mbol=  10,2 log (M /M ) + 4,9 . . . . . (7-16)
DND-2006
Keberadaan hubungan massa-luminostas
bintang ini telah diramalkan oleh
Eddington pada tahun 1926 berdasarkan
perhitungan struktur dalamnya bintang.
Secara umum hubungan massa-luminosi-
tas dinyatakan oleh :
L = a Mp . . . . . . . . . . . . . . (7-17)
parameter a dan p bergantung pada sifat fisis di dalam
bintang (komposisi kimia, mekanisme pembangkit
energi, dll)
A.S. Eddington
1882 - 1944
Beberapa pengamat mendapatkan hasil a dan p yang
berbeda-beda :
DND-2006
 untuk M 1,0 M a ≈ 1, p < 3,1 - 4,0
>
~
 untuk M 1,0 M a = 0,3 - 0,4 p ≈ 2
<
~
Tidak semua bintang mengikuti hubungan massa-lumi-
nositas.
✪ Bintang katai putih, menyimpang dari hubungan
massa-luminositas yang berlaku untuk bintang
normal.
✪ Juga beberapa bintang ganda berdekatan jaraknya,
ternyata massanya terlalu kecil bila ditinjau dari
luminositasnya
 disebut bintang berbobot kurang (undermassive)
atau terlampau terang (overluminous).
DND-2006
Apabila dari hubungan massa-luminositas dapat
ditentukan massa komponen bintang ganda, maka
paralaksnya dapat ditentukan, yaitu dari
pers. (7-8) : = (M1 + M2)P2

p
3
DND-2006
Paralaks Dinamika
Cara lain menentukan paralaks (jarak) dan massa
komponen bintang ganda adalah dengan paralaks
dinamika. Caranya adalah dengan mengiterasikan
persamaan (7-8) dan persamaan Pogson
mbol – Mbol = -5 + 5 log d . . . . . . . (7-18)
Untuk penetuan paralaks dinamika ini, harga , P, mbol1
dan mbol2 harus sudah diketahui (dari pengamatan), dan
langkah-langkah yang harus dilakukan adalah,
DND-2006
Tentukan paralaks sistem bintang ganda
p dengan menggunakan pers. (7-8)
(/p)3 = (M1 + M2)P2
Tentukan magnitudo mutlak bolometrik
untuk setiap bintang dengan mengguna-
kan persamaan Pogson (pers. 7-18)
Langkah 2 :
Langkah 3 :
mbol1 – Mbol1 = -5 + 5 log d
mbol2 – Mbol2 = -5 + 5 log d
Sebagai pendekatan pertama, ambil
massa total bintang M1 + M2 = 2
Langkah 1 :
DND-2006
Tentukan massa bintang ke-1 dan ke-2
dengan menggunakan hubungan massa-
luminositas (pers. 7-16)
Langkah 4 :
Mbol1=  10,2 log (M 1/M ) + 4,9
Mbol2=  10,2 log (M 2/M ) + 4,9
Langkah 5 : Ulangi langkah 2
Langkah 6 : Ulangi langkah 3
Langkah 7 : Ulangi langkah 4
Demikian seterusnya sampai beda harga p, M1 dan M2
dengan hasil yang diperoleh sebelumnya cukup kecil
(konvergen)
DND-2006
Bintang Ganda Astrometri
Bintang ganda visual yang pasangannya sangat lemah
sehingga tidak terlihat dengan mata, sehingga hanya
tampak sebagai bintang tunggal.
 Bukti bahwa bintang ini adalah bintang ganda,
terlihat dari gerakan bintang primer yang berkelok-
kelok, karena bintang tersebut mengelilingi titik pusat
massanya sendiri yang bergerak lurus dalam ruang.
gerak titik
pusat massa
gerak bintang primer
DND-2006
Secara optis, bintang primer 100.000 kali
lebih terang daripada bintang sekunder
(katai putih).
Contoh : Bintang Sirius
P = 50 tahun
m1 = – 1,58
m2 = 8,44
 Penentuan massa untuk bintang ganda visual
berlaku juga untuk bintang ganda Astrometri.
Barat
Utara
1910
1920
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
Sirius-A
Sirius-B
DND-2006
Bintang Sirius yang diabadikan dalam panjang
gelombang
Sirius-A
Sirius-B
Sirius-A
Sirius-B
Visual (kiri) Sinar-X (kanan)
DND-2006
Bintang Ganda Spektroskopi
Bintang ganda spektroskopi adalah bintang ganda yang
jaraknya antara dua komponennya sangat berdekatan
sehingga teleskop yang paling kuat pun tidak dapat
memisahkannya :
 tampak sebagai bintang tunggal
 periode orbitnya hanya beberapa hari.
 untuk mendeteksinya, digunakan pengamatan
spektroskopi.
DND-2006
Karena jarak kedua bintang berdekatan, menurut
Hukum III Kepler, kecepatan orbit kedua bintang sangat
besar (beberapa ratus km/det.)
 Kedua bintang mempunyai komponen yg mendekati
dan menjauhi pengamat secara bergantian
Akibat gerakan orbit ini, garis spektrum mengalami efek
Doppler :
 garis bergerak ke arah merah
 garis bergerak ke arah biru
bintang menjauh
bintang mendekat
DND-2006
Kecepatan radial bintang ganda spektroskopi dapat
ditentukan dari pergeseran Doppler-nya (pers. 6-9)


Vr
c
=
Akibat gerak orbitnya, Vr selalu berubah terhadap waktu,
 Kurva yang menunjukkan perubahan kecepatan
radial terhadap waktu disebut kurva kecepatan
radial.
Bentuk kurva kecepatan radial bergantung pada
eksentrisitas orbit (e) dan bujur periastron (ω).
DND-2006
Dengan menganalisis kurva kecepatan radial, dapat
ditentukan :
i  tidak dapat ditentukan secara langsung
e = eksentrisitas orbit
 = bujur periastron
T = saat bintang lewat di periastron
P = periode orbit
a1 sin i = proyeksi a1 pada bidang langit
a2 sin i = proyeksi a2 pada bidang langit
DND-2006
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisamples/RadialVelocityCurve.html
Animasi Kurva Kecepatan Radial :
Kurva Kecepatan Radial :
DND-2006
Bintang ganda spektroskopi dibagi dua :
 Bintang ganda spektroskopi bergaris tunggal
Jika salah satu komponen bintangnya merupakan
bintang yang sangat lemah cahayanya
akibatnya, hanya spektrum bintang terang saja
yang tampak.
DND-2006
 Bintang ganda spektroskopi bergaris ganda
Jika spektrum kedua komponen bintang ganda dapat
diamati.
DND-2006
Dalam pengamatan bintang ganda spektoskopi, gerak
bintang ditinjau relatif terhadap titik pusat massa.
a2 = setengah sumbu besar bintang sekunder
Misal : a1 = setengah sumbu besar bintang primer
M1 M2
CM
a1 a2
a = a1 + a2 a1 = a  a2
a2 = a  a1
. . . . . . . . . (7-19)
DND-2006
M1a1 = M2a2
Dari pers. (7-14) :
Diperoleh, a2 = a1
M2
M1 . . . . . . . . . . . . . . . . . (7-20)
Dari pers. (7-19) : a2 = a  a1
dan pers. (7-20), diperoleh,
a1 = a
M1 + M2
M2
. . . . . . . . . . . . . . . (7-21)
Dengan cara yang sama diperoleh
a2 = a
M1 + M2
M1
. . . . . . . . . . . . . . . (7-22)
DND-2006
Penentuan Massa Komponen Bintang Ganda
Spektroskopi
 Bintang ganda spektroskopi bergaris ganda
Informasi massa komponen dapat ditentukan
sebagai berikut :
a3
P2
= (M1 + M2)
ke pers. (7-7) :
Subtitusikan pers. (7-14) : M1a1 = M2a2
diperoleh,
a3
P2
= (M1 + M1)
a1
a2
. . . . . . . (7-23)
DND-2006
P2 1 +
a1
a2
a3
M1 =
P2 1 +
a1
a2
(a1 + a2)3
=
atau . . . . . . (7-24)
Karena yang dapat diamati adalah a1 sin i dan a2 sin i ,
maka kalikan ruas kiri dan kanan pers. (7-24) dengan
sin3i, diperoleh :
M1 sin3 i =
P2 1 +
a1 sin3 i
a2 sin3 i
(a1 sin i + a2 sin i)3
. . . . . . (7-25)
Dengan demikian, M1 sin3i dapat dihitung
DND-2006
Dengan cara yang sama diperoleh :
M2 sin3 i =
P2 1 +
a2 sin3 i
a1 sin3 i
(a1 sin i + a2 sin i)3
. . . . . . . (7-26)
M1 dan M2 tidak dapat dipisahkan dari i. Karena sin i 
1, maka informasi yang diperoleh adalah batas bawah
harga M1 dan M2.
Sebagai contoh, apabila untuk suatu bintang ganda
diperoleh M1 sin3i = 10 M, maka massa bintang
tersebut > 10 M.
DND-2006
 Bintang ganda bergaris tunggal
Informasi yang diperoleh hanya dari pengamatan
satu komponen saja.
a3
P2
= (M1 + M2)
Dari pers. (7-7) :
a1 = a
M1 + M2
M2
dan pers. (7-21) :
diperoleh =
P2
a1
3 sin3 i
M2
3 sin3 i
(M1 + M2)2
. . . . . . . . (7-27)
Karena a1 sin i dan P dapat diamati, maka ruas kiri
dapat dihitung.
DND-2006
f(M1, M2) =
M2
3 sin3 i
(M1 + M2)2
. . . . . . . . (7-28)
fungsi massa
=
P2
a1
3 sin3 i
M2
3 sin3 i
(M1 + M2)2
. . . . . . . . (7-27)
DND-2006
Bintang Ganda Gerhana
Bintang ganda gerhana adalah bintang ganda yang
berdekatan dimana salah satu komponennya melintasi
dan menutupi pasangannya secara bergantian
Karena ada bagian bintang yang tertutup, maka cahaya
bintang akan tampak lebih redup pada saat gerhana.
 Akibatnya, cahaya pasangan bintang ini tampak
berubah-ubah secara berkala: redup, terang
(variabel).
DND-2006
Perubahan cahaya bintang ganda gerhana dapat
diamati dengan fotometri
 Kurva yang menunjukkan perubahan kuat cahaya
terhadap waktu disebut kurva cahaya
DND-2006
DND-2006
Seperti halnya kecepatan radial, kurva cahaya juga
dapat memberikan informasi mengengenai e dan ω.
 Analisis yang cermat pada kurva cahaya, juga
memberikan informasi mengenai sudut inklinasi i.
 Gambar a dan b kurva
cahaya untuk bintang ganda
gerhana yang radius kedua
komponennya sama besar
 Gambar c dan d kurva cahaya
untuk bintang ganda gerhana
yang radius kedua kompo-
nennya berbeda
i = 90o
i < 90o
Periode
i = 90o
i < 90o
a
b
c
d
DND-2006
 Jarak yang dekat menyebabkan kecepatan orbit
besar. Karena itu, sebagian besar bintang ganda
gerhana adalah juga bintang ganda spektroskopi.
Kemungkinan terjadi gerhana pada pasangan bintang
ganda lebih besar jika jarak antara kedua bintang
berdekatan.
 Bila jaraknya cukup dekat, gerhana dapat terjadi
walaupun inklinasi (kemiringan) orbit terhadap
bidang langit (sudut i) berbeda cukup besar (> 90o).
Animasi Bintang Ganda Gerhana
1. http://instruct1.cit.cornell.edu/courses/astro101/java/eclipse/eclipse.htm
2. Starlight Project
DND-2006
RA
Penentuan Radius Komponen Bintang Ganda
Gerhana
2RB
dt
de
te
tt
t
I
Perhatikanlah gambar di samping.
dt = 2RA 2RB
de = 2RA + 2RB
dt = ?
de = ?
 de ditempuh dalam waktu te
te dan tt dapat ditentukan
dari kurva cahaya
 dt ditempuh dalam waktu tt
Bintang A
Bintang B
. . . . . . (7-29)
. . . . . . (7-30)
de dan te = jarak dan waktu yg diperlukan
ketika mulai terjadi kontak/gerhana
dt dan tt = jarak dan waktu yg diperlukan
ketika terjadi gerhana total
DND-2006
Misalkan bintang B mengorbit bintang A dalam lintasan
yang berupa lingkaran dengan radius rB
Bintang A
Bintang B
rB
Jika P adalah periode orbit
bintang B, maka kecepatan
radial bintang B adalah,
Vr = 2π rB / P . . . . . . . . (7-31)
Dapat ditentukan dari
spektrumnya (pergeseran
Doppler)
dapat ditentukan dari
kurva cahaya
dapat dicari
DND-2006
(2RA  2RB)
2π rB
tt
P
= . . . . . . . . . . . . . . (7-32)
(2RA + 2RB)
2π rB
te
P
=
. . . . . . . . . . . . . . (7-33)
Periode orbit bintang B (P) sebanding dengan tt dan te,
sehingga
dan
Kurangkan pers. (7-33) dengan (7-32) diperoleh,
π rB (te  tt)
2P
RB = . . . . . . . . . . . . . . . (7-34)
DND-2006
Selanjutnya tambahkan pers. (7-33) dengan (7-32)
diperoleh,
π rB (te + tt)
2P
RA = . . . . . . . . . . . . . . (7-34)
Karena te, tt, rB dan P dapat ditentukan, maka RA dan RB
dapat dicari.
DND-2006
Penentuan Massa Bintang Ganda Gerhana
Karena bintang ganda gerhana termasuk juga bintang
ganda spektroskopi, maka :
 a1 sin i dan a2 sin i dapat diamati
 sehingga M1 sin3i dan M2 sin3i dapat ditentukan.
Catatan : Untuk bintang ganda gerhana i > 75o
sehingga sin3i ≥ 0,90  Jika ada kesalahan dalam
penentuan i, kesalahannya paling besar 10%
 karena i dapat ditentukan dari kurva cahayanya
maka M1 dan M2 dapat ditentukan.
 Karena M1, M2, R1 dan R2 dapat ditentukan, maka
volume kedua bintang juga dapat ditentukan.
DND-2006
Kurva cahaya dan kurva kecepatan radial bintang
ganda gerhana ζ Phoenicis
DND-2006
Bintang ganda 61 Cygni adalah bintang yang pertama
diukur parallaksnya. Dari hasil pengukuran tersebut
diperoleh : parallaks p = 0,”29, separasi sudut  = 30”,
magnitudo semunya m1 = 5,2 dan m2 = 6,0, dan
periodenya P = 722 tahun. Tentukanlah massa total
sistem bintang ganda ini.
Contoh Soal :
DND-2006
Jawab :
Jarak 61 Cygni adalah r = 1/p = 1/0,29 = 3,448 pc
Karena  = 30” = (30/3600)(0,0175) = 0,0001454 rad
<<, maka jarak kedua bintang adalah,
a = r  = 3,448(0,0001454) = 0,00050 pc = 103,1 AU
Massa kedua bintang dapat ditentukan dari pers
.m1 + m2 = a3/P2 = (103,1)2/(722)2 = 2,1 M
DND-2006
1. Sebuah bintang ganda astrometrik mempunyai periode
44,5 tahun dan jarak pisah kedua bintang adalah 100
au. Tentukanlah massa total kedua bintang.
Soal Latihan
2. Sistem bintang ganda α Centauri berjarak 1,338 pc
dengan periode 79,92 tahun. Separasi sudut komponen
A dan B adalah 23,7 au. Berapakah massa total sistem?
Jika diketahui jarak α Cen A ke titik pusat massa adalah
11,2 au, berapakah massa masing-masing komponen
sistem?
DND-2006
4. Diketahui data pengamatan sistem bintang ganda 
Centauri sebagai berikut :
Periode : 79,92 tahun, sudut setengah sumbu besar :
17,66“, mbol1 = –3,44, mbol2 = 6,88
Tentukanlah paralaks (jarak) dan massa masing-masing
komponen bintang ganda.
3. Sebuah bintang ganda gerhana mempunyai periode
44,5 tahun dan jarak pisah kedua bintang adalah 3,9
AU. Tentukanlah massa total sistem bintang ganda ini.
(Jawab: 6.0 x 1028 kg)
DND-2006
5. Sirius adalah suatu sistem bintang ganda visual
(dengan masing-masing komponen Sirius A dan Sirius
B) dengan periode 49,94 tahun. Diketahui paralaks
Sirius 0,377”, sudut setengah sumbu besar orbit Sirius
7,62”, serta jarak Sirius A dan Sirius B terhadap pusat
massa dinyatakan dengan rasio aA/aB = 0,466.
a. Hitunglah magnitudo mutlak bolometrik Sirius A
dan Sirius B jika dari pengamatan diperoleh
magnitudo semu bolometrik kedua bintang masing-
masing adalah –1,55 dan +5,69. Jika diketahui
magnitudo mutlak bolometrik Matahari adalah
+4,75, hitunglah luminositas Sirius A dan Sirius B
dalam satuan luminositas Matahari.
b. Hitunglah massa masing-masing bintang
c. Temperatur efektif Sirius A adalah 9200 K dan Sirius
B 27000 K. Hitunglah radius Sirius A dan Sirius B
(dalam satuan Matahari).
DND-2006
6. Sebuah sistem bintang ganda mempunyai periode 30 hari. Kurva
cahaya berikut menunjukkan bahwa bintang sekunder
menggerhanai bintang primer (dari titik A ke D) dalam waktu 8 jam
(diukur dari waktu kontak pertama sampai kontak terakhir),
sedangkan total periode gerhana (dari titik B ke C) adalah 1 jam 8
menit. Analisis spektrum menghasilkan bahwa kecepatan radial
dari bintang primer adalah 30 km/s dan bintang sekunder 40 km/s.
Jika diasumsikan orbit berupa lingkaran dengan inklinasi i = 90o,
tentukanlah radius dan massa kedua bintang dinyatakan dalam
satuan Matahari
DND-2006

Mais conteúdo relacionado

Semelhante a Astronomi Olimpiade SMA SMK IPA SAINS BINTANG GANDA

Semelhante a Astronomi Olimpiade SMA SMK IPA SAINS BINTANG GANDA (20)

Astronomi fisika bab iii
Astronomi fisika bab iiiAstronomi fisika bab iii
Astronomi fisika bab iii
 
Gerak Bintang
Gerak BintangGerak Bintang
Gerak Bintang
 
Sistem magnitudo
Sistem magnitudoSistem magnitudo
Sistem magnitudo
 
Astronomi fisika bab vi
Astronomi fisika bab viAstronomi fisika bab vi
Astronomi fisika bab vi
 
Materi ajar 4 (magnitudo-fotometri)
Materi ajar 4 (magnitudo-fotometri)Materi ajar 4 (magnitudo-fotometri)
Materi ajar 4 (magnitudo-fotometri)
 
Besaran Mendasar.ppt
Besaran Mendasar.pptBesaran Mendasar.ppt
Besaran Mendasar.ppt
 
Materi ajar 3 (besaran di astrofisika)
Materi ajar 3 (besaran di astrofisika)Materi ajar 3 (besaran di astrofisika)
Materi ajar 3 (besaran di astrofisika)
 
mangitudo
mangitudomangitudo
mangitudo
 
Bab i vb
Bab i vbBab i vb
Bab i vb
 
Astronomi fisika bab i vb
Astronomi fisika bab i vbAstronomi fisika bab i vb
Astronomi fisika bab i vb
 
Presentasi materi 4 pfba
Presentasi materi 4 pfbaPresentasi materi 4 pfba
Presentasi materi 4 pfba
 
Bab 2a. bagian dalam bintang a
Bab 2a. bagian dalam bintang aBab 2a. bagian dalam bintang a
Bab 2a. bagian dalam bintang a
 
Bab i
Bab iBab i
Bab i
 
Astronomi fisika bab i
Astronomi fisika bab iAstronomi fisika bab i
Astronomi fisika bab i
 
gps-4-upd.pdf
gps-4-upd.pdfgps-4-upd.pdf
gps-4-upd.pdf
 
Materi ajar 1 (pengenalan astrof)
Materi ajar 1 (pengenalan astrof)Materi ajar 1 (pengenalan astrof)
Materi ajar 1 (pengenalan astrof)
 
Print
PrintPrint
Print
 
Materi astronomi
Materi astronomiMateri astronomi
Materi astronomi
 
Materi ajar 7 (magnitudo)
Materi ajar 7 (magnitudo)Materi ajar 7 (magnitudo)
Materi ajar 7 (magnitudo)
 
Sistem Magnitudo - Sulistyo Budhi.pptx
Sistem Magnitudo - Sulistyo Budhi.pptxSistem Magnitudo - Sulistyo Budhi.pptx
Sistem Magnitudo - Sulistyo Budhi.pptx
 

Último

LKPD SUHU dan KALOR KEL4.pdf strategi pembelajaran ipa
LKPD SUHU dan KALOR KEL4.pdf strategi pembelajaran ipaLKPD SUHU dan KALOR KEL4.pdf strategi pembelajaran ipa
LKPD SUHU dan KALOR KEL4.pdf strategi pembelajaran ipaBtsDaily
 
Konsep Agribisnis adalah suatu kesatuan kegiatan meliputi salah satu atau ...
Konsep	Agribisnis	adalah	suatu	kesatuan	kegiatan  meliputi		salah	satu	atau		...Konsep	Agribisnis	adalah	suatu	kesatuan	kegiatan  meliputi		salah	satu	atau		...
Konsep Agribisnis adalah suatu kesatuan kegiatan meliputi salah satu atau ...laila16682
 
materi+kuliah-ko2-senyawa+aldehid+dan+keton.pdf
materi+kuliah-ko2-senyawa+aldehid+dan+keton.pdfmateri+kuliah-ko2-senyawa+aldehid+dan+keton.pdf
materi+kuliah-ko2-senyawa+aldehid+dan+keton.pdfkaramitha
 
R6C-Kelompok 2-Sistem Rangka Pada Amphibi dan Aves.pptx
R6C-Kelompok 2-Sistem Rangka Pada Amphibi dan Aves.pptxR6C-Kelompok 2-Sistem Rangka Pada Amphibi dan Aves.pptx
R6C-Kelompok 2-Sistem Rangka Pada Amphibi dan Aves.pptxmagfira271100
 
Materi Makna alinea pembukaaan UUD .pptx
Materi Makna alinea pembukaaan UUD .pptxMateri Makna alinea pembukaaan UUD .pptx
Materi Makna alinea pembukaaan UUD .pptxIKLASSENJAYA
 
Dampak Bioteknologi di Bidang Pertanian.pdf
Dampak Bioteknologi di Bidang Pertanian.pdfDampak Bioteknologi di Bidang Pertanian.pdf
Dampak Bioteknologi di Bidang Pertanian.pdfssuser4743df
 
TEMA 9 SUBTEMA 1 PEMBELAJARAN 1 KELAS 6.pptx
TEMA 9 SUBTEMA 1 PEMBELAJARAN 1 KELAS 6.pptxTEMA 9 SUBTEMA 1 PEMBELAJARAN 1 KELAS 6.pptx
TEMA 9 SUBTEMA 1 PEMBELAJARAN 1 KELAS 6.pptxSyabilAfandi
 
Sistem Bilangan Riil (Pertidaksamaan linier)
Sistem Bilangan Riil (Pertidaksamaan linier)Sistem Bilangan Riil (Pertidaksamaan linier)
Sistem Bilangan Riil (Pertidaksamaan linier)ratnawijayanti31
 
Modul ajar IPAS Kls 4 materi wujud benda dan perubahannya
Modul ajar IPAS Kls 4 materi wujud benda dan perubahannyaModul ajar IPAS Kls 4 materi wujud benda dan perubahannya
Modul ajar IPAS Kls 4 materi wujud benda dan perubahannyaAnggrianiTulle
 
kekeruhan tss, kecerahan warna sgh pada laboratprium
kekeruhan tss, kecerahan warna sgh pada laboratpriumkekeruhan tss, kecerahan warna sgh pada laboratprium
kekeruhan tss, kecerahan warna sgh pada laboratpriumfebrie2
 
CASE REPORT ACUTE DECOMPENSATED HEART FAILURE 31 Desember 23.pptx
CASE REPORT ACUTE DECOMPENSATED HEART FAILURE 31 Desember 23.pptxCASE REPORT ACUTE DECOMPENSATED HEART FAILURE 31 Desember 23.pptx
CASE REPORT ACUTE DECOMPENSATED HEART FAILURE 31 Desember 23.pptxresidentcardio13usk
 

Último (11)

LKPD SUHU dan KALOR KEL4.pdf strategi pembelajaran ipa
LKPD SUHU dan KALOR KEL4.pdf strategi pembelajaran ipaLKPD SUHU dan KALOR KEL4.pdf strategi pembelajaran ipa
LKPD SUHU dan KALOR KEL4.pdf strategi pembelajaran ipa
 
Konsep Agribisnis adalah suatu kesatuan kegiatan meliputi salah satu atau ...
Konsep	Agribisnis	adalah	suatu	kesatuan	kegiatan  meliputi		salah	satu	atau		...Konsep	Agribisnis	adalah	suatu	kesatuan	kegiatan  meliputi		salah	satu	atau		...
Konsep Agribisnis adalah suatu kesatuan kegiatan meliputi salah satu atau ...
 
materi+kuliah-ko2-senyawa+aldehid+dan+keton.pdf
materi+kuliah-ko2-senyawa+aldehid+dan+keton.pdfmateri+kuliah-ko2-senyawa+aldehid+dan+keton.pdf
materi+kuliah-ko2-senyawa+aldehid+dan+keton.pdf
 
R6C-Kelompok 2-Sistem Rangka Pada Amphibi dan Aves.pptx
R6C-Kelompok 2-Sistem Rangka Pada Amphibi dan Aves.pptxR6C-Kelompok 2-Sistem Rangka Pada Amphibi dan Aves.pptx
R6C-Kelompok 2-Sistem Rangka Pada Amphibi dan Aves.pptx
 
Materi Makna alinea pembukaaan UUD .pptx
Materi Makna alinea pembukaaan UUD .pptxMateri Makna alinea pembukaaan UUD .pptx
Materi Makna alinea pembukaaan UUD .pptx
 
Dampak Bioteknologi di Bidang Pertanian.pdf
Dampak Bioteknologi di Bidang Pertanian.pdfDampak Bioteknologi di Bidang Pertanian.pdf
Dampak Bioteknologi di Bidang Pertanian.pdf
 
TEMA 9 SUBTEMA 1 PEMBELAJARAN 1 KELAS 6.pptx
TEMA 9 SUBTEMA 1 PEMBELAJARAN 1 KELAS 6.pptxTEMA 9 SUBTEMA 1 PEMBELAJARAN 1 KELAS 6.pptx
TEMA 9 SUBTEMA 1 PEMBELAJARAN 1 KELAS 6.pptx
 
Sistem Bilangan Riil (Pertidaksamaan linier)
Sistem Bilangan Riil (Pertidaksamaan linier)Sistem Bilangan Riil (Pertidaksamaan linier)
Sistem Bilangan Riil (Pertidaksamaan linier)
 
Modul ajar IPAS Kls 4 materi wujud benda dan perubahannya
Modul ajar IPAS Kls 4 materi wujud benda dan perubahannyaModul ajar IPAS Kls 4 materi wujud benda dan perubahannya
Modul ajar IPAS Kls 4 materi wujud benda dan perubahannya
 
kekeruhan tss, kecerahan warna sgh pada laboratprium
kekeruhan tss, kecerahan warna sgh pada laboratpriumkekeruhan tss, kecerahan warna sgh pada laboratprium
kekeruhan tss, kecerahan warna sgh pada laboratprium
 
CASE REPORT ACUTE DECOMPENSATED HEART FAILURE 31 Desember 23.pptx
CASE REPORT ACUTE DECOMPENSATED HEART FAILURE 31 Desember 23.pptxCASE REPORT ACUTE DECOMPENSATED HEART FAILURE 31 Desember 23.pptx
CASE REPORT ACUTE DECOMPENSATED HEART FAILURE 31 Desember 23.pptx
 

Astronomi Olimpiade SMA SMK IPA SAINS BINTANG GANDA

  • 2. DND-2006 Periastron Apastron  Bintang ganda (double stars) adalah dua buah bintang yang terikat satu sama lain oleh gaya tarik gravitasi antar kedua bintang tersebut.  Apabila sistem bintang ini lebih dari dua, maka disebut bintang majemuk (multiple stars). Bintang primer Bintang sekunder   
  • 3. DND-2006 Dalam gerak orbitnya, kedua komponen bintang ganda bergerak mengitari pusat massanya dalam lintasan yang berupa elips dengan titik pusat massanya berada pada titik fokus elips orbit tersebut. orbit bintang bermassa besar orbit bintang bermassa kecil pusat massa Bintang primer Bintang sekunder        
  • 4. DND-2006 CM Titik pusat massa selalu berada pada garis lurus yang menghubungkan kedua bintang. M1 = massa bintang kesatu Misalkan, M2 = massa bintang kedua r1 = jarak bintang kesatu ke titik pusat massa r2 = jarak bintang kedua ke titik pusat massa r1 r2 M1 M2  
  • 5. DND-2006 Maka, M1 r1 = M2 r2 . . . . . . . . . . . . . . . (7-1) Jika orbit dianggap lingkaran maka, P Vr = 2πr1 1 P Vr = 2πr2 2 dan, Periode Kec. radial btg-1 Kec. radial btg-2 . . . . . . . (7-2) Dari gerak sistem dua benda kita tahu bahwa orbit kedua bintang dalam sistem bintang ganda terletak dalam satu bidang yang disebut bidang orbit. Suatu orbit bintang ganda akan dapat digambarkan secara lengkap apabila komponen orbitnya dapat diketahui.
  • 6. DND-2006 ω = bujur periastron (sudut di bidang orbit mulai dari garis node ke periastron  = kedudukan garis node (sudut di bidang langit dari utara ke garis node) i Ω ω periastron utara pengamat a = setengah sumbu besar Komponen orbit bintang ganda a i = inklinasi bidang orbit terhadap bidang langit titik fokus garis node : garis potong antara bidang orbit dengan bidang langit yang melewati titik fokus elips.
  • 7. DND-2006 T = saat bintang melewati periastron e = eksentrisitas P = periode orbit atau kalaedar i Ω ω periastron utara pengamat a titik fokus
  • 8. DND-2006 Jenis bintang ganda :  Bintang ganda visual  Bintang ganda astrometri  Bintang ganda spektroskopi  Bintang majemuk (lebih dari dua bintang)  Bintang ganda gerhana
  • 9. DND-2006 Bintang Ganda Visual Bintang ganda visual adalah bintang ganda yang jarak antara kedua anggotanya cukup besar sehingga apabila dilihat melalui teleskop akan tampak sebagai dua bintang.  Jarak antara komponen bintang ganda visual mencapai ratusan satuan astronomi …  sehingga kala edarnya (periode orbitnya) sangat lama, mencapai beberapa puluh sampai beberapa ratus tahun.
  • 10. DND-2006 Pasangan bintang ganda visual gerak orbitnya sangat sukar diamati, karena gerakannya yang terlalu lambat.  Bukti bahwa pasangan ini adalah bintang ganda, terlihat dari gerak dirinya yang bersama-sama. Contoh : Bintang ganda visual  Centauri P = 79,92 th ~ 80 th Jarak  Cen-A dan  Cen-B = 11 ~ 35 au
  • 11. DND-2006  Cen-A  Cen-B Warna Kuning Oranye Kls. Spektrum G2 K1 Temperatur 5800 K 5300 K Massa 1.09 M 0.90 M Radius 1.2 R 0.8 R Luminositas 1.54 L 0.44 L Jarak (light-years) 4.35 4.35 Magnitudo visual -1,58 8,44 Umur (milyaran tahun) 5 - 6 5 - 6 Data Bintang  Centaurus
  • 12. DND-2006 2060 2050 Pada pasangan bintang ganda visual, bintang primer dipilih sebagai titik acu (pusat koordinat). Lintasan bintang sekunder ditentukan relatif terhadap bintang primer. Dalam hal ini lintasan bintang sekunder akan berupa lintasan elips dengan bintang primer terletak pada titik fokus elips. Contoh : Lintasan bintang ganda  Centauri 90o 0o 180o 270o 2040 2045 2055 2065 2070 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 α Cen-A α Cen-B berada pada titik fokus lintasan
  • 14. DND-2006 Dari pengamatan terhadap bintang ganda visual, dapat ditentukan beberapa komponennya, yaitu :  sudut inklinasi (i)  sudut setengah sumbu besar ( )  eksentrisitas orbit (e)  periode orbit (P ) Penentuan Massa Komponen Bintang Ganda Visual
  • 15. DND-2006 a = α d jarak sistem bintang ganda . . . . . . . . . . . . . . . . . (7-3) dalam radian a d α pengamat untuk α << Hubungan antara sudut setengah sumbu besar  dengan setengah sumbu besar a adalah, Apabila α dinyatakan dalam detik busur, maka a = α d / 206265 . . . . . . . . . . . . . (7-4)
  • 16. DND-2006 Pers. (3-11) : p = 206 265/d a =  / p . . . . . . . . . . . . . . . . . (7-5) dalam detik busur dalam AU Apabila jarak dinyatakan dalam AU dan dengan mensubtitusikan ke pers. (7-4) : a =  d / 206265 diperoleh, Dari Hukum III Kepler (pers. 1-57) diperoleh : a3 P2 4 2 G (M1 + M2) = . . . . . . . . . . . (7-6) M1 = massa bintang ke-1 M2 = massa bintang ke-2
  • 17. DND-2006 = (M1 + M2) P2  p 3 Apabila massa bintang dinyatakan dalam massa Matahari, jarak dalam satuan astronomi, dan waktu dalam tahun, maka pers. (7-6) dituliskan menjadi : a3 P2 = (M1 + M2) . . . . . . . . . . . . (7-7) Selanjutnya subtitusikan pers. (7-5) : ke pers. (7-7), diperoleh : a =  / p . . . . . . . . . (7-8) dari pengamatan dari paralaks trigonometri dari pengamatan dapat ditentukan
  • 18. DND-2006 Untuk menentukan massa masing-masing bintang, gunakan pers. (7-1) : M1a1 = M2a2 . . . . . . . . . (7-14) Contoh : Untuk Bintang  Centauri : P = 79,92 tahun,  = 17,66 Dari persamaan (7-7) : 3 (M1 + M2) = p3 P2 (17.66)3 = (0,74)3 (79,92)2 = 2,13 M (1,22 + 1)M2 = 2,13 M M2 = 0,96 M dan M1 = 1,17 M p = 0,74 dan M1 /M2 = 1,22 dimana : a = a1 + a2
  • 19. DND-2006 Hubungan Massa - Luminositas Pada sistem bintang ganda visual, magnitudo semu bintang (magnitudo B dan V) dapat ditentukan.  dari hubungan antara koreksi bolometrik dan indeks warna, BC dapat ditentukan  dari hubungan V  mbol = BC, magnitudo bolometrik dapat ditentukan.  dari hubungan mbol  Mbol = 5 + 5 log d, magnitudo bolometrik mutlak dapat ditentukan.  dari hubungan magnitudo mutlak bolometrik dan luminositas, Mbol Mbol = 2,5 log L/L, luminositas bintang dapat ditentukan.
  • 20. DND-2006 Dari hasil pengamatan, untuk bintang normal tampak adanya hubungan antara massa dengan luminositas. +1 2 1 0 log L/L log M/M 1 0,5 0 0,5 Kedudukan Matahari
  • 21. DND-2006 Hubungan massa-luminositas ini dapat didekati dengan rumus empiris berikut, log ( L / L ) = 4,1 log (M /M ) - 0,1 . . . (7-15) dengan mensubtitusikan pers (4-15) untuk log(L/L) > 1,2 (atau Mbol < 7,8) Mbol Mbol = 2,5 log L/L, ke pers (7-15), diperoleh Mbol=  10,2 log (M /M ) + 4,9 . . . . . (7-16)
  • 22. DND-2006 Keberadaan hubungan massa-luminostas bintang ini telah diramalkan oleh Eddington pada tahun 1926 berdasarkan perhitungan struktur dalamnya bintang. Secara umum hubungan massa-luminosi- tas dinyatakan oleh : L = a Mp . . . . . . . . . . . . . . (7-17) parameter a dan p bergantung pada sifat fisis di dalam bintang (komposisi kimia, mekanisme pembangkit energi, dll) A.S. Eddington 1882 - 1944 Beberapa pengamat mendapatkan hasil a dan p yang berbeda-beda :
  • 23. DND-2006  untuk M 1,0 M a ≈ 1, p < 3,1 - 4,0 > ~  untuk M 1,0 M a = 0,3 - 0,4 p ≈ 2 < ~ Tidak semua bintang mengikuti hubungan massa-lumi- nositas. ✪ Bintang katai putih, menyimpang dari hubungan massa-luminositas yang berlaku untuk bintang normal. ✪ Juga beberapa bintang ganda berdekatan jaraknya, ternyata massanya terlalu kecil bila ditinjau dari luminositasnya  disebut bintang berbobot kurang (undermassive) atau terlampau terang (overluminous).
  • 24. DND-2006 Apabila dari hubungan massa-luminositas dapat ditentukan massa komponen bintang ganda, maka paralaksnya dapat ditentukan, yaitu dari pers. (7-8) : = (M1 + M2)P2  p 3
  • 25. DND-2006 Paralaks Dinamika Cara lain menentukan paralaks (jarak) dan massa komponen bintang ganda adalah dengan paralaks dinamika. Caranya adalah dengan mengiterasikan persamaan (7-8) dan persamaan Pogson mbol – Mbol = -5 + 5 log d . . . . . . . (7-18) Untuk penetuan paralaks dinamika ini, harga , P, mbol1 dan mbol2 harus sudah diketahui (dari pengamatan), dan langkah-langkah yang harus dilakukan adalah,
  • 26. DND-2006 Tentukan paralaks sistem bintang ganda p dengan menggunakan pers. (7-8) (/p)3 = (M1 + M2)P2 Tentukan magnitudo mutlak bolometrik untuk setiap bintang dengan mengguna- kan persamaan Pogson (pers. 7-18) Langkah 2 : Langkah 3 : mbol1 – Mbol1 = -5 + 5 log d mbol2 – Mbol2 = -5 + 5 log d Sebagai pendekatan pertama, ambil massa total bintang M1 + M2 = 2 Langkah 1 :
  • 27. DND-2006 Tentukan massa bintang ke-1 dan ke-2 dengan menggunakan hubungan massa- luminositas (pers. 7-16) Langkah 4 : Mbol1=  10,2 log (M 1/M ) + 4,9 Mbol2=  10,2 log (M 2/M ) + 4,9 Langkah 5 : Ulangi langkah 2 Langkah 6 : Ulangi langkah 3 Langkah 7 : Ulangi langkah 4 Demikian seterusnya sampai beda harga p, M1 dan M2 dengan hasil yang diperoleh sebelumnya cukup kecil (konvergen)
  • 28. DND-2006 Bintang Ganda Astrometri Bintang ganda visual yang pasangannya sangat lemah sehingga tidak terlihat dengan mata, sehingga hanya tampak sebagai bintang tunggal.  Bukti bahwa bintang ini adalah bintang ganda, terlihat dari gerakan bintang primer yang berkelok- kelok, karena bintang tersebut mengelilingi titik pusat massanya sendiri yang bergerak lurus dalam ruang. gerak titik pusat massa gerak bintang primer
  • 29. DND-2006 Secara optis, bintang primer 100.000 kali lebih terang daripada bintang sekunder (katai putih). Contoh : Bintang Sirius P = 50 tahun m1 = – 1,58 m2 = 8,44  Penentuan massa untuk bintang ganda visual berlaku juga untuk bintang ganda Astrometri. Barat Utara 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 Sirius-A Sirius-B
  • 30. DND-2006 Bintang Sirius yang diabadikan dalam panjang gelombang Sirius-A Sirius-B Sirius-A Sirius-B Visual (kiri) Sinar-X (kanan)
  • 31. DND-2006 Bintang Ganda Spektroskopi Bintang ganda spektroskopi adalah bintang ganda yang jaraknya antara dua komponennya sangat berdekatan sehingga teleskop yang paling kuat pun tidak dapat memisahkannya :  tampak sebagai bintang tunggal  periode orbitnya hanya beberapa hari.  untuk mendeteksinya, digunakan pengamatan spektroskopi.
  • 32. DND-2006 Karena jarak kedua bintang berdekatan, menurut Hukum III Kepler, kecepatan orbit kedua bintang sangat besar (beberapa ratus km/det.)  Kedua bintang mempunyai komponen yg mendekati dan menjauhi pengamat secara bergantian Akibat gerakan orbit ini, garis spektrum mengalami efek Doppler :  garis bergerak ke arah merah  garis bergerak ke arah biru bintang menjauh bintang mendekat
  • 33. DND-2006 Kecepatan radial bintang ganda spektroskopi dapat ditentukan dari pergeseran Doppler-nya (pers. 6-9)   Vr c = Akibat gerak orbitnya, Vr selalu berubah terhadap waktu,  Kurva yang menunjukkan perubahan kecepatan radial terhadap waktu disebut kurva kecepatan radial. Bentuk kurva kecepatan radial bergantung pada eksentrisitas orbit (e) dan bujur periastron (ω).
  • 34. DND-2006 Dengan menganalisis kurva kecepatan radial, dapat ditentukan : i  tidak dapat ditentukan secara langsung e = eksentrisitas orbit  = bujur periastron T = saat bintang lewat di periastron P = periode orbit a1 sin i = proyeksi a1 pada bidang langit a2 sin i = proyeksi a2 pada bidang langit
  • 36. DND-2006 Bintang ganda spektroskopi dibagi dua :  Bintang ganda spektroskopi bergaris tunggal Jika salah satu komponen bintangnya merupakan bintang yang sangat lemah cahayanya akibatnya, hanya spektrum bintang terang saja yang tampak.
  • 37. DND-2006  Bintang ganda spektroskopi bergaris ganda Jika spektrum kedua komponen bintang ganda dapat diamati.
  • 38. DND-2006 Dalam pengamatan bintang ganda spektoskopi, gerak bintang ditinjau relatif terhadap titik pusat massa. a2 = setengah sumbu besar bintang sekunder Misal : a1 = setengah sumbu besar bintang primer M1 M2 CM a1 a2 a = a1 + a2 a1 = a  a2 a2 = a  a1 . . . . . . . . . (7-19)
  • 39. DND-2006 M1a1 = M2a2 Dari pers. (7-14) : Diperoleh, a2 = a1 M2 M1 . . . . . . . . . . . . . . . . . (7-20) Dari pers. (7-19) : a2 = a  a1 dan pers. (7-20), diperoleh, a1 = a M1 + M2 M2 . . . . . . . . . . . . . . . (7-21) Dengan cara yang sama diperoleh a2 = a M1 + M2 M1 . . . . . . . . . . . . . . . (7-22)
  • 40. DND-2006 Penentuan Massa Komponen Bintang Ganda Spektroskopi  Bintang ganda spektroskopi bergaris ganda Informasi massa komponen dapat ditentukan sebagai berikut : a3 P2 = (M1 + M2) ke pers. (7-7) : Subtitusikan pers. (7-14) : M1a1 = M2a2 diperoleh, a3 P2 = (M1 + M1) a1 a2 . . . . . . . (7-23)
  • 41. DND-2006 P2 1 + a1 a2 a3 M1 = P2 1 + a1 a2 (a1 + a2)3 = atau . . . . . . (7-24) Karena yang dapat diamati adalah a1 sin i dan a2 sin i , maka kalikan ruas kiri dan kanan pers. (7-24) dengan sin3i, diperoleh : M1 sin3 i = P2 1 + a1 sin3 i a2 sin3 i (a1 sin i + a2 sin i)3 . . . . . . (7-25) Dengan demikian, M1 sin3i dapat dihitung
  • 42. DND-2006 Dengan cara yang sama diperoleh : M2 sin3 i = P2 1 + a2 sin3 i a1 sin3 i (a1 sin i + a2 sin i)3 . . . . . . . (7-26) M1 dan M2 tidak dapat dipisahkan dari i. Karena sin i  1, maka informasi yang diperoleh adalah batas bawah harga M1 dan M2. Sebagai contoh, apabila untuk suatu bintang ganda diperoleh M1 sin3i = 10 M, maka massa bintang tersebut > 10 M.
  • 43. DND-2006  Bintang ganda bergaris tunggal Informasi yang diperoleh hanya dari pengamatan satu komponen saja. a3 P2 = (M1 + M2) Dari pers. (7-7) : a1 = a M1 + M2 M2 dan pers. (7-21) : diperoleh = P2 a1 3 sin3 i M2 3 sin3 i (M1 + M2)2 . . . . . . . . (7-27) Karena a1 sin i dan P dapat diamati, maka ruas kiri dapat dihitung.
  • 44. DND-2006 f(M1, M2) = M2 3 sin3 i (M1 + M2)2 . . . . . . . . (7-28) fungsi massa = P2 a1 3 sin3 i M2 3 sin3 i (M1 + M2)2 . . . . . . . . (7-27)
  • 45. DND-2006 Bintang Ganda Gerhana Bintang ganda gerhana adalah bintang ganda yang berdekatan dimana salah satu komponennya melintasi dan menutupi pasangannya secara bergantian Karena ada bagian bintang yang tertutup, maka cahaya bintang akan tampak lebih redup pada saat gerhana.  Akibatnya, cahaya pasangan bintang ini tampak berubah-ubah secara berkala: redup, terang (variabel).
  • 46. DND-2006 Perubahan cahaya bintang ganda gerhana dapat diamati dengan fotometri  Kurva yang menunjukkan perubahan kuat cahaya terhadap waktu disebut kurva cahaya
  • 48. DND-2006 Seperti halnya kecepatan radial, kurva cahaya juga dapat memberikan informasi mengengenai e dan ω.  Analisis yang cermat pada kurva cahaya, juga memberikan informasi mengenai sudut inklinasi i.  Gambar a dan b kurva cahaya untuk bintang ganda gerhana yang radius kedua komponennya sama besar  Gambar c dan d kurva cahaya untuk bintang ganda gerhana yang radius kedua kompo- nennya berbeda i = 90o i < 90o Periode i = 90o i < 90o a b c d
  • 49. DND-2006  Jarak yang dekat menyebabkan kecepatan orbit besar. Karena itu, sebagian besar bintang ganda gerhana adalah juga bintang ganda spektroskopi. Kemungkinan terjadi gerhana pada pasangan bintang ganda lebih besar jika jarak antara kedua bintang berdekatan.  Bila jaraknya cukup dekat, gerhana dapat terjadi walaupun inklinasi (kemiringan) orbit terhadap bidang langit (sudut i) berbeda cukup besar (> 90o). Animasi Bintang Ganda Gerhana 1. http://instruct1.cit.cornell.edu/courses/astro101/java/eclipse/eclipse.htm 2. Starlight Project
  • 50. DND-2006 RA Penentuan Radius Komponen Bintang Ganda Gerhana 2RB dt de te tt t I Perhatikanlah gambar di samping. dt = 2RA 2RB de = 2RA + 2RB dt = ? de = ?  de ditempuh dalam waktu te te dan tt dapat ditentukan dari kurva cahaya  dt ditempuh dalam waktu tt Bintang A Bintang B . . . . . . (7-29) . . . . . . (7-30) de dan te = jarak dan waktu yg diperlukan ketika mulai terjadi kontak/gerhana dt dan tt = jarak dan waktu yg diperlukan ketika terjadi gerhana total
  • 51. DND-2006 Misalkan bintang B mengorbit bintang A dalam lintasan yang berupa lingkaran dengan radius rB Bintang A Bintang B rB Jika P adalah periode orbit bintang B, maka kecepatan radial bintang B adalah, Vr = 2π rB / P . . . . . . . . (7-31) Dapat ditentukan dari spektrumnya (pergeseran Doppler) dapat ditentukan dari kurva cahaya dapat dicari
  • 52. DND-2006 (2RA  2RB) 2π rB tt P = . . . . . . . . . . . . . . (7-32) (2RA + 2RB) 2π rB te P = . . . . . . . . . . . . . . (7-33) Periode orbit bintang B (P) sebanding dengan tt dan te, sehingga dan Kurangkan pers. (7-33) dengan (7-32) diperoleh, π rB (te  tt) 2P RB = . . . . . . . . . . . . . . . (7-34)
  • 53. DND-2006 Selanjutnya tambahkan pers. (7-33) dengan (7-32) diperoleh, π rB (te + tt) 2P RA = . . . . . . . . . . . . . . (7-34) Karena te, tt, rB dan P dapat ditentukan, maka RA dan RB dapat dicari.
  • 54. DND-2006 Penentuan Massa Bintang Ganda Gerhana Karena bintang ganda gerhana termasuk juga bintang ganda spektroskopi, maka :  a1 sin i dan a2 sin i dapat diamati  sehingga M1 sin3i dan M2 sin3i dapat ditentukan. Catatan : Untuk bintang ganda gerhana i > 75o sehingga sin3i ≥ 0,90  Jika ada kesalahan dalam penentuan i, kesalahannya paling besar 10%  karena i dapat ditentukan dari kurva cahayanya maka M1 dan M2 dapat ditentukan.  Karena M1, M2, R1 dan R2 dapat ditentukan, maka volume kedua bintang juga dapat ditentukan.
  • 55. DND-2006 Kurva cahaya dan kurva kecepatan radial bintang ganda gerhana ζ Phoenicis
  • 56. DND-2006 Bintang ganda 61 Cygni adalah bintang yang pertama diukur parallaksnya. Dari hasil pengukuran tersebut diperoleh : parallaks p = 0,”29, separasi sudut  = 30”, magnitudo semunya m1 = 5,2 dan m2 = 6,0, dan periodenya P = 722 tahun. Tentukanlah massa total sistem bintang ganda ini. Contoh Soal :
  • 57. DND-2006 Jawab : Jarak 61 Cygni adalah r = 1/p = 1/0,29 = 3,448 pc Karena  = 30” = (30/3600)(0,0175) = 0,0001454 rad <<, maka jarak kedua bintang adalah, a = r  = 3,448(0,0001454) = 0,00050 pc = 103,1 AU Massa kedua bintang dapat ditentukan dari pers .m1 + m2 = a3/P2 = (103,1)2/(722)2 = 2,1 M
  • 58. DND-2006 1. Sebuah bintang ganda astrometrik mempunyai periode 44,5 tahun dan jarak pisah kedua bintang adalah 100 au. Tentukanlah massa total kedua bintang. Soal Latihan 2. Sistem bintang ganda α Centauri berjarak 1,338 pc dengan periode 79,92 tahun. Separasi sudut komponen A dan B adalah 23,7 au. Berapakah massa total sistem? Jika diketahui jarak α Cen A ke titik pusat massa adalah 11,2 au, berapakah massa masing-masing komponen sistem?
  • 59. DND-2006 4. Diketahui data pengamatan sistem bintang ganda  Centauri sebagai berikut : Periode : 79,92 tahun, sudut setengah sumbu besar : 17,66“, mbol1 = –3,44, mbol2 = 6,88 Tentukanlah paralaks (jarak) dan massa masing-masing komponen bintang ganda. 3. Sebuah bintang ganda gerhana mempunyai periode 44,5 tahun dan jarak pisah kedua bintang adalah 3,9 AU. Tentukanlah massa total sistem bintang ganda ini. (Jawab: 6.0 x 1028 kg)
  • 60. DND-2006 5. Sirius adalah suatu sistem bintang ganda visual (dengan masing-masing komponen Sirius A dan Sirius B) dengan periode 49,94 tahun. Diketahui paralaks Sirius 0,377”, sudut setengah sumbu besar orbit Sirius 7,62”, serta jarak Sirius A dan Sirius B terhadap pusat massa dinyatakan dengan rasio aA/aB = 0,466. a. Hitunglah magnitudo mutlak bolometrik Sirius A dan Sirius B jika dari pengamatan diperoleh magnitudo semu bolometrik kedua bintang masing- masing adalah –1,55 dan +5,69. Jika diketahui magnitudo mutlak bolometrik Matahari adalah +4,75, hitunglah luminositas Sirius A dan Sirius B dalam satuan luminositas Matahari. b. Hitunglah massa masing-masing bintang c. Temperatur efektif Sirius A adalah 9200 K dan Sirius B 27000 K. Hitunglah radius Sirius A dan Sirius B (dalam satuan Matahari).
  • 61. DND-2006 6. Sebuah sistem bintang ganda mempunyai periode 30 hari. Kurva cahaya berikut menunjukkan bahwa bintang sekunder menggerhanai bintang primer (dari titik A ke D) dalam waktu 8 jam (diukur dari waktu kontak pertama sampai kontak terakhir), sedangkan total periode gerhana (dari titik B ke C) adalah 1 jam 8 menit. Analisis spektrum menghasilkan bahwa kecepatan radial dari bintang primer adalah 30 km/s dan bintang sekunder 40 km/s. Jika diasumsikan orbit berupa lingkaran dengan inklinasi i = 90o, tentukanlah radius dan massa kedua bintang dinyatakan dalam satuan Matahari