Astronomi fisika

1. DND-2004
Fotosfer merupakan sumber
spektrum kontinum
Atmosfer bintang temp.
lebih dingin sehingga
menyerap foton
Photons
Bintang

2. DND-2004
Bintang
Atmosfer
A
B
Garis Absorpsi
Garis Emisi
Garis Emisi
Spektrum Kontinu, berasal
dari fotosfer bintang
Kalau atmosfernya tipis,
garis emisi tidak teramati

3. DND-2004
Klasifikasi Spektrum Bintang
 Pola spektrum bintang umumnya berbeda-beda, pada
tahun 1863 seorang astronom Italia bernama Angelo
Secchi mengelompokan spektrum bintang dalam
empat golongan berdasarkan kemiripan susunan
garis spektrumnya.
 Miss A. Maury dari Harvard Observatory
menemukan bahwa klasifikasi Secchi
dapat diurutkan secara kesinambungan
hingga spektrum suatu bintang dengan
bintang urutan sebelumnya tidak
berbeda banyak.
Antonia Maury
(1866 – 1952)

4. DND-2004
Klasifikasi Spektrum Bintang
 Klasifikasi yang dibuat oleh Miss Maury
selanjutnya diperbaiki kembali oleh Miss
Annie J. Cannon. Hasil klasifikasi Miss
Cannon inilah yang sekarang digunakan.
A. J. Cannon
(1863 – 1941)
Oh, Be, A, Fine, Girl, Kiss, Me
 Klasifikasi Miss Annie J. Cannon.
O, B, A, F, G, K, M
Oh, Be, A, Fine, Guy, Kiss, Me

5. DND-2004
KlasifikasiKlasifikasi
SecchiSecchi
Tipe1, Tipe II, Tipe III, danTipe1, Tipe II, Tipe III, dan
Tipe IVTipe IV
Klasifikasi MissKlasifikasi Miss
A. MauryA. Maury
Kelas A, B, C, D, E, F, G, H, I, J,Kelas A, B, C, D, E, F, G, H, I, J,
K, L, M, N, O, P dan QK, L, M, N, O, P dan Q
Klasifikasi Miss.Klasifikasi Miss.
Annie J. CannonAnnie J. Cannon
Kelas O, B, A, F, G, K, MKelas O, B, A, F, G, K, M
Perjalanan Klasifikasi Spektrum Bintang

6. DND-2004
HαHβHγHδHζHη Hε
He II
He I
Kls. Spek : O
Warna : Biru
Temperatur : > 30 000 K
Ciri Utama : Garis absorpsi yang tampak sangat sedikit. Garis
helium terionisasi, garis nitrogen terionisasi dua
kali, garis silikon terionisasi tiga kali dan garis
atom lain yg terionisasi beberapa kali tampak, tapi
lemah. Garis hidrogen juga tampak, tapi lemah.
Contoh : Bintang 10 Lacerta
Klasifikasi Spektrum Bintang

7. DND-2004
Spektrum Bintang Kelas O
0
100
200
300
400
500
600
3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500
Panjang Gelombang
Intensitas
Hα
Hβ
Hγ
Hδ
Hε
Hζ
Hη
HeII
HeII
(Å)

8. DND-2004
Kls. Spek : B
Warna : Biru
Temperatur : 11 000 – 30 000 K
Ciri Utama : Garis helium netral, garis silikon terionisasi satu
dan dua kali serta garis oksigen terionisasi
terlihat. Garis hidrogen lebih jelas daripada kelas
O
Contoh : Bintang Rigel dan Spica
HαHβHγHδHζHη Hε
He I He I
He II
Hθ

9. DND-2004
Spektrum Bintang Kelas B
0
50
100
150
200
250
300
350
400
3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500
Panjang Gelombang
Intensitas
Hα
Hβ
Hγ
Hδ
Hε
Hζ
Hη
(Å)
Hθ
HeI (4471)
HeI (4744)
HeI (4026)

10. DND-2004
Kls. Spek : A
Warna : Biru
Temperatur : 7 500 – 11 000 K
Ciri Utama : Garis hidrogen tampak sangat kuat. Garis
magnesium silikon, besi, titanium dan kalsium
terionisasi satu kali mulai tampak. Garis logam
netral tampak lemah.
Contoh : Bintang Sirius dan Vega
HαHβHγHδHζHη HεHθ

11. DND-2004
Spektrum Bintang Kelas A
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500
Panjang Gelombang
Intensitas
Hα
Hβ
Hγ
Hδ
Hε
Hζ
Hη
(Å)
Hθ

12. DND-2004
Kls. Spek : F
Warna : Biru keputih-putihan
Temperatur : 6 000 – 7 500 K
Ciri Utama : Garis hidrogen tampak lebih lemah daripada
kelas A, tapi masih jelas. Garis-grais kalsium,
besi dan chromium terionisasi satu kali dan juga
garis besi dan chromium netral serta garis logam
lainnya mulai terlihat.
Contoh : Bintang Canopus dan Proycon
HαHβHγHδHζHη HεHθ
K Lines G Band
H Lines
K line = Ca II
(λ 3934)H line = Ca II
(λ 3968)G Band = Molekul CH (λ 4323)

13. DND-2004
Spektrum Bintang Kelas F
0
20
40
60
80
100
120
140
3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500
Panjang Gelombang
Intensitas
HαHβHγHδHε
Hζ
(Å)
G bandK+H Lines

14. DND-2004
Kls. Spek : G
Warna : Putih kekuning-kuningan
Temperatur : 5 000 – 6000 K
Ciri Utama : Garis hidrogen lebih lemah daripada kelas F.
Garis calsium terionisasi terlihat. Garis-garis
logam terionisasi dan logam netral tampak. Pita
molekul CH (G-Band) tampak sangat kuat.
Contoh : Matahari dan Bintang Capella
HαHβHγHδHζ
K Lines G Band
H Lines
Mg I Mg I

15. DND-2004
Spektrum Bintang Kelas G
0
20
40
60
80
100
120
140
3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500
Panjang Gelombang
Intensitas
HαHβHγHδ
Hε
(Å)
G band
K+H Lines
Mg IMg I

16. DND-2004
Kls. Spek : K
Warna : Jingga kemerah-merahan
Temperatur : 3 500 – 5000 K
Ciri Utama : Garis logam netral tampak mendominasi. Garis
hidrogen lemah sekali. Pita molekul TiO mulai
tampak
Contoh : Bintang Acturus dan Aldebaran
Hα
(sudah tidak tampak)
K Lines G Band
Hβ
(tidak tampak)
H Lines
Ca I (4227)
Mg I Mg I

17. DND-2004
Spektrum Bintang Kelas K
0
20
40
60
80
100
120
3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500
Panjang Gelombang
Intensitas
HαHβHγHδ
(Å)
G band
H Lines
Ti O
Fe I
Mg I Mg I
K Lines
Ca I

18. DND-2004
Kls. Spek : M
Warna : Merah
Temperatur : 2 500 – 3 000 K
Ciri Utama : Pita molekul Tio ( titanium oksida) terlihat sangat
mendominasi, garis logam netral juga tampak
dengan jelas.
Contoh : Bintang Betelgeues dan Antares
Hα
Τidak tampak
Ca I (4227)
K Lines
G Band
H Lines
Ti O Ti O Ti O Ti OMg I

19. DND-2004
Spektrum Bintang Kelas M
0
50
100
150
200
250
300
3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500
Panjang Gelombang
Intensitas
(Å)
Ti O
Ti O
Ti O
Ti O
Mg I
Ca I

20. DND-2004
OO 50 00050 000 oo
KK
BB 20 00020 000 oo
KK
AA 10 00010 000 oo
KK
FF 7 5007 500 oo
KK
GG 6 0006 000 oo
KK
KK 4 0004 000 oo
KK
MM 3 5003 500 oo
KK
Urutan Kelas Spektrum Bintang

21. DND-2004
Subkelas
Klasifikasi spektrum bintang O, B, A, F, G, K, M masih
dibagi lagi dalam subkelas, yaitu
B0, B1, B2, B3, . . . . . . . . ., B9
A0, A1, A2, A3, . . . . . . . . ., A9
F0, F1, F2, F3, . . . . . . . . . ., F9
.
.
.
dst

22. DND-2004
H
CaII
HeI
HeII
MgII
SiIII SiII
FeII
FeI CaI
TiO
Kuatgaris
Spektrum
B0 A0 F0 G0 K0 M0 Kls Spektrum
Perubahan kuat garis unsur tertentu untuk berbagai
kelas spektrum
 Astronom menggunakan nama logam untuk semua
unsur yang lebih berat dari helium

23. DND-2004
 Dari urutan penggolongan kelas spektrum, dapat
dilihat bahwa bintang kelas awal ( kelas O, B dan A)
adalah bintang yang panas, sedangkan bintang
kelas lanjut (kelas K dan M) adalah bintang yang
dingin. Matahari masuk bintang kelas G2.
 Dari urutan penggolongan kelas spektrum ini dapat
dilihat juga bahwa garis spektrum suatu unsur
tertentu berubah kekuatannya dengan berubahnya
temperatur. Mengapa?
 Sebagai contoh garis hidrogen deret Balmer yg
sangat kuat di kelas A dapat dijelaskan dengan
kombinasi persamaan Boltzman dan Saha
seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 5.1.

24. DND-2004
Gambar 5.1. Perubahan N2/NH terhadap temperatur. N2/NH
naik dg cepat dari 2500 o
K hingga 8000 o
K kemudian turun
lagi. Hal ini menjelaskan mengapa garis deret Balmer sangat
kuat pada bintang kelas A.
- 2 0.0 0
- 18 .00
- 16 .00
- 14 .00
- 12 .00
- 10 .00
- 8 .00
- 6 .00
0 2 500 5 0 0 0 7 50 0 10 00 0 12 50 0 150 0 0 17 50 0 2 00 00
T (o
K)
Log(Nn/NH)

25. DND-2004
Kelas Luminositas
 Bintang dalam kelas spektrum tertentu ternyata
dapat mempunyai luminositas yang berbeda. Pada
tahun 1913 Adam dan Kohlscutter di Observatorium
Mount Wilson menunjukkan ketebalan beberapa
garis spektrum dapat digunakan untuk menentukan
luminositas bintang
 Berdasarkan kenyataan ini pada tahun 1943 Morgan
dan Keenan dari Observatorium Yerkes membagi
bintang dalam kelas luminositas yaitu

26. DND-2004
Kelas IaKelas Ia Maharaksasa yang sangat terangMaharaksasa yang sangat terang
Kelas IbKelas Ib Maharaksasa yang kurang terangMaharaksasa yang kurang terang
Kelas IIKelas II Raksasa yang terangRaksasa yang terang
Kelas IIIKelas III RaksasaRaksasa
Kelas IVKelas IV SubraksasaSubraksasa
Kelas VKelas V Deret utamaDeret utama
Kelas Luminositas Bintang dari Morgan-Keenan (MK)
digambarkan dalam diagram Hertzprung-Russell
(diagram H-R)
Kelas Luminositas Bintang (Kelas MK)

27. DND-2004
Kelas Luminositas Dalam Diagram HR
V Deret Utama
Katai Putih
IV Sub Raksasa
III Raksasa
Maharaksasa
Ia
Ib
II Raksasa
Terang
http://anzwers.org/free/universe/hr.html

28. DND-2004
G2 V : Bintang deret utama kelas spektrum G2
Klasifikasi spektrum bintang sekarang ini merupakan
penggabungan dari kelas spektrum dan kelas
luminositas.
G2 Ia : Bintang maharaksasa yang sangat terang kelas
spektrum G2
B5 III : Bintang raksasa kelas spektrum B5
B5 IV : Bintang subraksasa kelas spektrum B5
Contoh :

29. DND-2004
Spektrum Bintang Subkelas V
O5 V
B0 V
B5 V
A1 V
A5 V
F0 V
F5 V
G0 V
G4 V
K0 V
K5 V
M0 V
M5 V
HαHβHγ
HδHε

30. DND-2004
3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500
HαHβHγHδHζHη
O5
O7-B0
B3-4
B6
A1-3
A5-7
A8
A9-F5
F6-7
F8-9
G1-2
G6-8
G9-K0
Hε
IntensitasRelatif
Spektrum Bintang Deret Utama Kelas O-K
Panjang Gelombang (Å)

31. DND-2004
Spektrum Bintang Deret Utama Kelas K-M
K4
Hα sudah tidak tampak
3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500
Panjang Gelombang
IntensitasRelatif
K5
M2
M4
Ti O
(Å)

32. DND-2004
Effek Luminositas pada bintang kelas B5
http://astro1.phys.uniroma1.it/nesci/lezlab3/gray/Gray10.html

33. DND-2004
Effek Luminositas pada bintang kelas A0
http://astro1.phys.uniroma1.it/nesci/lezlab3/gray/Gray12.html

34. DND-2004
Penjelasan fisis mengapa beberapa garis tampak kuat
pada bintang raksasa dibandingkan dengan bintang
deret utama atau sebaliknya dapat dijelaskan dengan
rumus Saha.
 Bintang raksasa mempunyai atmosfer yang lebih
renggang dibandingkan dengan bintang deret
utama, sehingga tekanan elektron pada bintang
raksasa lebih rendah daripada bintang katai.
Akibatnya jumlah elektron yang terionisasi akan
lebih banyak pada bintang raksasa.
log = Ir + 2,5 log T − 0,48 − log Pe + log
Nr+1
Nr
2ur+1
ur
− 5040
T

35. DND-2004
log = Ir + 2,5 log T − 0,48 − log Pe + log
Nr+1
Nr
2ur+1
ur
− 5040
T
 Atau harga Nr+1/N lebih besar pada bintang
raksasa.

36. DND-2004
Contoh :
Kita bandingkan garis kalsium netral (Ca I) terhadap
garis ion Ca II pada bintang raksasa dan pada bintang
deret utama.
Untuk atom kalsium : Ir = 6,09 eV dan log (2u2/u1) = 0,44
 Pada bintang raksasa kelas M2 : T = 3150 K dan Pe
= 0,1 dyne/cm2
Dari rumus Saha didapat : NII/NI = 0,912
 Pada bintang deret utama kelas M2 : T = 3150 K
dan Pe = 2,5 dyne/cm2
Dari rumus Saha didapat : NII/NI = 0,036

37. DND-2004
Mengidentifikasi Spektrum
Kls A0 ?
Kls A2 ?
Kls A5 ?
Spektrum Bintang Kelas A
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500
Panjang Gelombang
Intensitas
Kls F ?
.
.
.
CLEA SpecLab Project
http://www.gettysburg.edu/academics/physics/clea/CLEAhome.html

38. DND-2004
Lanjutkan
Kembali ke Daftar Materi