Gerhana Matahari Cincin

Oleh:
Trengginas Eka Putra Sutantyo, M.Si
Dosen Fisika Teoritis
Jurusan Fisika Fakultas MIPA
Universitas Andalas.

Berdasarkan pengamatan Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika (BMKG) dan catatan Pusat Sains Antariksa Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (Pussainsa-LAPAN), pada 21 Juni 2020 akan terjadi fenomena alam Gerhana Matahari Sebagian hampir di seluruh wilayah Indonesia.

Hanya di sebagian besar Jawa dan sebagian kecil Sumatera bagian Selatan yang akan mengalami Gerhana Matahari Cincin (GMC). Pada peristiwa GMC, Bulan tidak menutupi Matahari secara sempurna, hal ini yang membedakan dengan Gerhana Matahari Total.

Gerhana Matahari terjadi ketika cahaya Matahari terhalang oleh Bulan sehingga seluruh atau sebagian cahaya tidak sampai ke Bumi. Sedangkan GMC terjadi ketika Matahari, Bulan, dan Bumi tepat segaris dan pada saat itu piringan Bulan yang teramati dari Bumi lebih kecil dari pada piringan Matahari.

Akibatnya, saat puncak gerhana, Matahari tampak seperti cincin; gelap di bagian tengahnya dan terang di bagian pinggirnya. Terdapat dua macam bayangan Bulan yang terbentuk saat GMC, yaitu antumbra dan penumbra.

Di wilayah yang terlewati antumbra, gerhana yang teramati akan berupa GMC, sementara di wilayah yang terkena penumbra, gerhana yang teramatinya berupa Gerhana Matahari Sebagian.

Matahari dan Bulan jika dilihat dari langit Bumi keduanya hampir sama besar. Hal ini disebabkan perbandingan antara jarak dan jari-jari keduanya yang hampir sama besar pula.

Jarak Bumi ke Matahari (147-152 juta km) sekitar 400 kali lebih jauh dibandingkan dengan jarak ke Bulan (362-405 juta km), sedangkan jari-jari matahari juga sekitar 400 kali lebih besar dibanding bulan (Harrington). Geometri gerhana matahari juga dipengaruhi orbit bulan yang berbentuk elips.

Jarak antara bumi dan bulan dapat berubah hingga 6% dari rata-rata, sehingga mengakibatkan bulan tampak membesar atau mengecil. Hal inilah yang menentukan apakah terjadi gerhana total atau cincin.

Matahari juga tampak membesar dan mengecil disebabkan berubahnya jarak antara bumi dari matahari (karena bumi juga memiliki orbit elips), tetapi efeknya lebih kecil. Rata-rata bulan tampak lebih kecil dibandingkan dengan matahari, dan peluang gerhana cincin lebih tinggi dibandingkan dengan gerhana total (sekitar 60% gerhana sentral adalah gerhana cincin) (Ron Hipschman).

Orbit bulan mengelilingi bumi memiliki kemiringan sekitar 5° terhadap bidang orbit bumi mengelilingi matahari (ekliptika). Umumnya saat terjadi bulan baru, bulan tidak tepat berada di antara bumi dan matahari, melainkan melewati matahari sedikit ke utara atau ke selatan sehingga tidak terjadi gerhana matahari. Gerhana matahari hanya terjadi ketika bulan baru terjadi bersamaan atau berdekatan dengan saat orbit bulan melintasi bidang ekliptika. (Harrington)

Mengutip dari BMKG, terdapat lima fase GMC, yaitu saat kontak awal, kontak kedua, puncak gerhana, kontak ketiga, dan kontak akhir gerhana.

Gerhana dimulai saat Kontak Pertama atau Kontak Awal terjadi, yaitu ketika piringan Bulan (abu-abu), mulai menutupi piringan Matahari (kuning). Seiring berjalannya waktu, piringan Matahari yang tertutupi akan semakin besar hingga akhirnya seluruh Bulan mulai menutupi piringan Matahari.

Waktu saat peristiwa ini terjadi disebut Kontak Kedua dan akan berakhir saat seluruh piringan Bulan terakhir kali menutupi piringan Matahari, yaitu saat Kontak Ketiga.

Setelah Kontak Ketiga dilalui, piringan Matahari yang tampak tergerhanai akan semakin kecil hingga akhirnya Bulan terakhir kali menutupi piringan Matahari, yaitu saat Kontak Keempat atau Kontak Akhir.

Lama waktu dari Kontak Kedua hingga Kontak Ketiga di atas tersebut disebut sebagai Durasi Cincin atau Fase Cincin, yang lama waktunya bervariasi dari satu kota ke kota lainnya.

Sementara waktu dari Kontak Awal hingga Kontak Akhir disebut sebagai Durasi Gerhana dan lama waktunya juga bervariasi dari satu kota ke kota lainnya.

Berbeda dengan durasi cincin yang hanya ada di lokasi yang terlewati jalur cincin, durasi gerhana akan ada di semua lokasi, baik yang terlewati antumbra Bulan maupun yang hanya terkena penumbranya.

Sementara gerhana di lokasi yang hanya terlewati oleh penumbra Bulan saat GMC 21 Juni 2020 terjadi. Mengingat wilayah Indonesia berada di sebelah Selatan jalur Cincin, Matahari yang tertutupi piringan Bulan saat puncak gerhana adalah bagian sebelah kanannya.

Pada saat puncak gerhana itu, besaran piringan Matahari yang tertutupi piringan Bulan bergantung pada magnitudo gerhana, yaitu perbandingan antara diameter Matahari yang tertutupi piringan Bulan saat puncak gerhana terjadi dan diameter Matahari keseluruhan.

Selain sebagian kecil wilayah Indonesia, dikutip dari BMKG terdapat wilayah yang terlewati jalur cincin pada GMC 21 Juni 2020, yaitu: Kongo, Sudan Selatan, Ethiopia, Yaman, Oman, Pakistan, India, Cina, dan Samudera Pasifik.

Sedangkan wilayah lainnya, di sedikit Afrika bagian Utara dan Timur, Asia, Samudra India, sebagian negara Eropa, Australia bagian Utara, dan Samudera Pasifik dapat mengamati Gerhana Matahari Sebagian.

Berdasarkan European Space Agency, pengamatan gerhana matahari paling bersejarah terjadi pada 29 Mei 1919 yang berperan membuktikan teori relativitas umum Albert Einstein.

Salah satu prediksi teori relativitas umum adalah fenomena lensa gravitasi, yaitu prediksi bahwa benda dengan massa besar dapat “membengkokkan” cahaya (bending of light) jika berada di antara sumber cahaya dan pengamat.

Gerhana matahari adalah salah satu kesempatan untuk membuktikan teori ini, karena dengan menggelapnya matahari pengamat di bumi dapat mengamati bintang-bintang yang berada di belakang matahari.

Ilmuwan Arthur Eddington mengamati posisi dan jarak antara bintang-bintang di rasi Taurus saat berada di belakang gerhana matahari (dengan kata lain, saat matahari berada di antara pengamat di bumi dan sumber cahaya di bintang-bintang tersebut) dan membandingkannya dengan saat tidak ada matahari.

Menurut hasil pengamatan dan perhitungannya, Eddington menyatakan bahwa hasilnya sesuai dengan prediksi lensa gravitasi. Pengumuman penemuan ini pada 8 November 1919 di London menjadi awal diterimanya Teori Relativitas Umum Einstein.

Gerhana Matahari Cincin pada dasarnya tidak bisa dilihat secara mata telanjang. Mengamati gerhana matahari secara langsung dapat membahayakan mata, karena di luar fase gerhana total radiasi dari matahari akan langsung memancar ke retina dan mengakibatkan kerusakan permanen.

Sangat disarankan untuk menggunakan kacamata khusus saat melihat gerhana atau mengamatinya secara tidak langsung.
(*)