contoh soal olimpiade astronomi

1. Andaikan Matahari tiba-tiba runtuh menjadi sebuah black hole, maka Bumi akan

1. Mengorbit lebih cepat tapi pada jarak yang sama
2. Jatuh dengan cepat ke dalam black hole tersebut
3. Radiasi gravitasional akan membuat Bumi juga menjadi black hole
4. Bergerak perlahan dalam lintasan spiral hingga akhirnya jatuh ke dalam black hole
5. Tidak mengalami perubahan orbit

JAWAB : E

Andaikan matahari menjadi black hole (sebenarnya menurut teori evolusi bintang, matahari pada akhir hidupnya akan menjadi bintang katai putih), maka jari-jarinya akan sangat kecil, hanya sekitar 3 km saja (dengan massa yang sama), dan hal ini akan mempengaruhi ruang dan waktu di sekitar matahari yang akan semakin melengkung tetapi semua komponen orbit benda akan tetap sama karena komponen-komponen orbit hanya ditentukan oleh interaksi gravitasi yang disebabkan massa sistem dan massa sistem dalam kasus ini adalah tetap.

2.      Gerhana bulan total dapat diamati

a.       Dari suatu jalur sempit pada permukaan Bumi

b.      Pada setengah permukaan Bumi

c.       Hanya sekitar waktu Bulan Baru

d.      Hanya dekat meridian tengah malam

e.       Hanya kalau Matahari tepat di atas ekuator

JAWAB : B

ð  Perhatikan geometri gerhana bulan total berikut ini :

ð  Maka seluruh pengamat yang berada pada wilayah malam (setengah permukaan bumi) dapat melihat gerhana bulan total yang terjadi ketika fase bulan purnama

JAWAB : A

Kestabilan bintang deret utama terjadi karena kesetimbangan hidrostatis antara gravitasi yang cenderung untuk ‘meruntuhkan‘ bintang secara radial ke dalam dan ‘ledakan‘ reaksi nuklir fusi (radiasi termal) yang terjadi di pusat bintang yang berarah radial ke luar.

3.      Perbedaan utama antara galaksi eliptik dan galaksi spiral adalah,

a.       galaksi eliptik tidak mempunyai “black hole” di pusatnya

b.      galaksi spiral tidak mempunyai gugus bola

c.       debu di galaksi eliptik lebih sedikit daripada di galaksi spiral

d.      galaksi spiral lebih kecil daripada galaksi eliptik.

e.       galaksi eliptik lebih tua daripada galaksi spiral.

JAWAB : C

GalaksiElips :debudan gas sedikit, tersusundaribintang-bintangtua

GalaksiSpiral :debudan gas banyak, tersusundaribintang-bintangtuadanmuda

Galaksitakberaturan : Kaya akan gas dandebu, tersusundaribintang-bintangmuda

4.      Seorang astronot terbang di atas Bumi pada ketinggian 300 km dan dalam orbit yang berupa lingkaran. Ia menggunakan roket untuk bergeser ke ketinggian 400 km dan tetap dalam lingkaran. Kecepatan orbitnya adalah,

a.       lebih besar pada ketinggian 400 km

b.      lebih besar pada ketinggian 300 km

c.       kecepatannya sama karena orbitnya sama-sama berupa lingkaran

d.      kecepatannya sama karena dalam kedua orbit efek gravitasinya sama

e.       tidak cukup data untuk menjelaskan

JAWAB : B

Rumus kecepatan orbit adalah :  , jadi jika jari-jari orbit (r ) menjadi lebih besar, maka kecepatan orbit menjadi lebih kecil.

5.      Nebula M20 yang dikenal dengan nama Nebula Trifid, mempunyai diameter sudut sebesar 20 menit busur, jika jarak nebula ini dari Bumi 2200 Tahun cahaya, berapakah diameter nebula ini?

a.       sekitar 0,5 tahun cahaya.

b.      sekitar 13 tahun cahaya.

c.       sekitar 100 tahun cahaya.

d.      sekitar 4 tahun cahaya.

e.       tidak dapat ditentukan jaraknya, karena datanya masih kurang

JAWAB :  B

Diameter Sudut : δ = D/r, maka D = δ.r = (20‘.60 /206265) rad . 2200 tc = 12,8 tc

6.      Garis Spektrum suatu elemen yang panjang gelombang normalnya adalah 5000 Angstrom diamati pada spektrum bintang berada pada panjang gelombang 5001 Angstrom. Berdasarkan data ini maka kecepatan pergerakan bintang tersebut adalah,

a.       59,9 km/s

b.      60 km/s

c.       75 km/s

d.      2,99 x 10⁵ km/s

e.       Kecepatannya tidak bisa ditentukan karena datanya kurang.

JAWAB : A

Kecepatan radial menurut Doppler adalah :

7.      Elemen kimia dalam atmosfer Matahari dapat diidentifikasi dengan

a.       pengukurang temperatur piringan Matahari

b.      efek Doppler

c.       pengamatan warna Matahari melalui atmosfer Bumi saat Matahari terbit.

d.      garis-garis absorpsi dalam spektrum Matahari

e.       pengamatan bintik Matahari (Sunspot)

JAWAB : D

Elemen kimia suatu benda/gas yang sangat jauh hanya dapat diteliti melalui garis-garis spektrum yang dipancarkannya (garis emisi) atau garis-garis spektrum bintang  yang ada di belakangnya (garis absorbsi)

8.      Bintang Barnard memiliki gerak diri (proper motion) sebesar 10 detik busur per tahun, dan jaraknya 1,8 pc (parsec). Karena 1 pc = 3 x 10¹³ km maka komponen kecepatan ruangnya yang tegak lurus garis penglihatan, dalam km/detik adalah

a.       87 km/detik

b.      10 km/detik

c.       1,8 km/detik

d.      78 km/detik

e.       94 km/detik

JAWAB : A

Kecepatan bintang tegak lurus arah pandang adalah v = 4,74.μ.d, (μ ≡ proper motion, dalam detik busur per tahun, d ≡ jarak, dalam parsec, v dalam km/s). Data yang ada tinggal dimasukkan saja ke rumus, maka diperoleh 85,32 km/s

9.      Spektra yang diambil dari coma sebuah komet akan,

a.       identik dengan spektra sinar Matahari

b.      memberi informasi penting tentang komposisi material komet

c.       mengungkap adanya banyak elemen radioaktif

d.      didominasi oleh spektrum molekul organik komplek

e.       identik dengan spektrum planet lain

JAWAB : B

Satu-satunya cara untuk menentukan elemen kimia di dalam benda adalah dengan menganalisis spektrum benda tersebut!

10.  Pada tanggal 21 Maret Matahari ada di Vernal Equinox (awal musim semi, asensiorekta = 00^h, deklinasi = 0^o). Pada jam berapa waktu sipil lokal pada tanggal tersebut sebuah bintang dengang asensiorekta 12^h dan deklinasi 0^o terbit

a.       9^h

b.      6^h

c.       12^h

d.      24^h

e.       18^h

JAWAB : E

Deklinasi bintang 0⁰ artinya bintang tersebut bergerak sepanjang ekuator langit  (sama dengan titik Aries).

Ascensiorecta bintang 12 h artinya bintang tersebut akan menggantikan posisi titik Aries sekarang setelah 12 jam kemudian.

Pada tanggal 21 Maret pukul 00.00, titik Aries berada di kulminasi bawah tepat berimpit dengan Matahari, dengan kata lain, pada tanggal 21 Maret Titik Aries bergerak bersama-sama dengan Matahari. Matahari terbit pukul 06.00, maka titik Aries pun terbit pukul 06.00.

Jadi bintang dengan ascensiorecta 12 jam akan menggantikan titik Aries (terbit) setelah 12 jam kemudian, atau 6 + 12 = 18 h.

11.  Deklinasi bintang Canopus, bintang kedua paling terang, adalah -53^o. Tempat paling utara yang masih bisa melihat bintang itu adalah tempat dengan lintang

a.       - 53^o LU

b.      - 37^o LU

c.       - 35^o LU

d.      - 73^o LU

e.       - 23^o LU

JAWAB :

Tempat paling Utara yang bisa melihat bintang dirumuskan : Lintang = 90⁰ - |Deklinasi| = 90⁰ - |-53| = 37⁰.

12.  Terasa lebih dingin pada saat musim dingin daripada saat musim panas dikarenakan dua hal. Lamanya penyinaran Matahari lebih pendek, dan yang kedua

a.       Bumi berotasi lebih cepat pada musim panas

b.      Matahari berada lebih jauh dari Bumi saat musim dingin

c.       Muka matahari yang lebih dingin menghadap ke Bumi

d.      Sinar Matahari mencapai Bumi pada sudut yang lebih kecil

e.       Sinar Matahari mencapai Bumi pada sudut yang lebih besar

JAWAB : D

Faktor yang mempengaruhi tinggi rendahnya suhu udara salah satunya adalah matahari, yaitu : lama penyinaran matahari dan sudut kemiringan matahari. Makin lama disinari Matahari maka akan makin panas dan makin besar sudut kemiringan Matahari maka akan makin panas, demikian juga sebaliknya.

13.  Hanya satu dari tahun-tahun berikut adalah tahun kabisat

a.       1902

b.      1966

c.       1976

d.      1986

e.       2100

JAWAB : C

Syarat tahun Kabisat :

1)      Tahun yang habis di bagi 4

2)      Untuk tahun abad (tahun yang habis dibagi 100), tahun yang habis dibagi 400 saja yang tahun kabisat.

Maka dari syarat tersebut yang memenuhi adalah  1976

14.  Refraksi atmosfer menyebabkan

a.       tinggi semua bintang lebih kecil daripada tinggi sebenarnya

b.      posisi semua bintang di kiti posisi sebenarnya

c.       posisi semua bintang di kanan posisi sebenarnya

d.      tinggi semua bintang lebih besar daripada tinggi sebenarnya

e.       tinggi semua bintang tidak berubah

JAWAB : D

Refraksi atmosfer adalah pembiasan oleh lapisan-lapisan atmosfir yang terjadi sepanjang lintasan sinar menembus atmosfir, hal ini terjadi karena indeks bias tiap lapisan atmosfer berbeda-beda, maka akibatnya bintang menjadi lebih tinggi dari yang seharusnya.

15.  Perioda sideri revolusi Venus dan Mars adalah masing-masing 225 dan 687 hari. Maka perioda sinodis Venus dilihat dari Mars.

a.       169 hari

b.      462 hari

c.       335 hari

d.      617 hari

e.       912 hari

JAWAB : C

Venus dilihat dari Mars, maka Venus termasuk planet dalam dari Mars, maka gunakan rumus periode sinodis untuk planet dalam :

16.  Jarak terdekat komet Halley ke Matahari adalah 8,9x10¹⁰ meter, periodenya 76 tahun eksentrisitasnya adalah;

a.       0,567

b.      0,667

c.       0,767

d.      0,867

e.       0,967

JAWAB : E

Dengan Hukum Kepler kita bisa memperoleh setengah sumbu panjang komet Halley :

Kemudian dengan rumus perihelion elips kita bisa memperoleh eksentrisitasnya :

17.  Pluto tidak lagi dianggap sebagai planet Tata Surya kita karena

a.       Orbitnya memotong lintasan Bumi dan massanya terlalu kecil

b.      Orbitnya memotong lintasan Merkurius dan massanya terlalu kecil

c.       Orbitnya memotong lintasan Mars dan massanya terlalu kecil

d.      Orbitnya memotong lintasan planet yang lain dan massanya terlalu besar

e.       Orbitnya memotong lintasan planet yang lain dan massanya terlalu kecil

JAWAB :E

Menurut resolusi IAU ( International Astronomical Union) pada 24 Agustus 2006 di Praha Cekoslovakia, Planet adalah benda langit yang:

a.       Mengitari matahari

b.      Memiliki massa yang cukup untuk mencapai kondisi kesetimbangan hidrostatis (memiliki bentuk hampir bola)

c.       Telah membersihkan ‘objek-objek tetangga’ dari orbitnya (sederhananya : tidak ada benda-benda lain dengan massa yang setara pada orbit yang sama, atau tidak memotong orbit planet lain)

18.  Pada alam semesta yang terbuka (volume ruang tak terhingga) Big Bang adalah

a.       ledakan lokal alam semesta

b.      ledakan simultan di semua ruang tak terhingga

c.       ledakan di beberapa tempat

d.      ledakan di suatu tempat

e.       ledakan di tepi alam semesta

JAWAB : B

Big Bang adalah ledakan yang membentuk alam semesta, dan bukan ledakan di  dalam alam semesta. Jadi ledakan itu bisa dipandang sebagai ledakan dari seluruh alam semesta (yang pada mulanya adalah sebuah titik)

19.  Seorang astronot di permukaan Bulan melempar batu dari sebuah tebing yang tingginya 18,75 meter ke dataran yang ada di bawahnya, dengan sudut elevasi tertentu. Kecepatan awal batu yang dilempar astronot adalah 2 m/s. Jika percepatan gravitasi bulan adalah 1,6 m/s², berapakah kecepatan batu itu saat jatuh menyentuh dataran?

a.       8 m/s

b.      2m/s

c.       4 m/s

d.      2 m/s

e.       4 m/s

JAWAB : A

Gunakan Hukum Kekekalan Energi Mekanik (karena tidak ada gaya gesek udara) dengan keadaan satu pada saat batu mula-mula dilempar dan keadaan dua pada saat batu menyentuh dataran bulan :

EM₁ = EM₂

EP₁ + EK₁ = EP₂ + EK₂

mgh₁ + ½ mv₁² = mgh₂ + ½ mv₂²

gh₁ + ½ v₁² = 0 + ½ v₂²

20.  Di dalam bagian mekanik sebuah teropong bintang terdapat empat buah roda gigi, A, B, C, D dengan radius masing-masing 2 cm, 4 cm, 1 cm dan 3 cm, seperti pada gambar. Karena roda A menyinggung roda B, maka roda A akan berputar kalau B berputar. Roda C berimpit dengan roda B sehingga keduanya bergerak bersamaan. Roda C dihubungkan dengan roda D oleh sebuah rantai sehingga kalau D berputar, C juga ikut berputar. Jika roda D berputar dengan frekuensi 2 putaran setiap detik, berapa frekuensi putaran roda A?

a.       2 putaran tiap detik

b.      6 putaran tiap detik

c.       12 putaran tiap detik

d.      24 putaran tiap detik

e.       48 putaran tiap detik

JAWAB : C

ð  Hub. Roda C dan D (dihubungkan dengan tali) è V_C = V_D = ω_D.R_D = 2.π.f_D.R_D = 2.π.2.3 = 12π  cm/s

ð  Hub. Roda C dan B (sepusat) è ω_B = ω_C = V_C/R_C = 12π /1 = 12π  rad/s

ð  Hub. Roda B dan A (bersinggungan) è V_A = V_B = ω_B.R_B = 12π.4 = 48π  m/s

ð  Roda A è V_A = ω_A.R_Aè  48π = 2.π.f_A.R_A = 2π.f_A.2 è f_A = 12 putaran/detik (Hz)

21.  Seorang astronot di permukaan Bulan melempar batu dari sebuah tebing yang tingginya 18,75 meter ke dataran yang ada di bawahnya, dengan sudut elevasi tertentu. Kecepatan awal batu yang dilempar astronot adalah 2 m/s. Jika percepatan gravitasi bulan adalah 1,6 m/s², berapakah kecepatan batu itu saat jatuh menyentuh dataran?

a.       8 m/s

b.      2m/s

c.       4 m/s

d.      2 m/s

e.       4 m/s

JAWAB : A

Gunakan Hukum Kekekalan Energi Mekanik (karena tidak ada gaya gesek udara) dengan keadaan satu pada saat batu mula-mula dilempar dan keadaan dua pada saat batu menyentuh dataran bulan :

EM₁ = EM₂

EP₁ + EK₁ = EP₂ + EK₂

mgh₁ + ½ mv₁² = mgh₂ + ½ mv₂²

gh₁ + ½ v₁² = 0 + ½ v₂²

22.  Mekanisme konveksi yang terjadi di dalam bintang analogi dengan naiknya gelembung udara dari dalam air. Andaikan gelembung udara terbentuk di dalam air dari kedalaman 200 m. Apabila diameter gelembung 0,2 cm, berapakah diameter gelembung sesaat sebelum mencapai permukaan danau? (massa jenis air 1 gr/cm³, massa jenis air raksa 13,6 gr/cm³ percepatan gravitasi bumi 980 cm/s², tekanan udara 76 cm Hg

a.       0,3 cm

b.      0,5 cm

c.       0,1 cm

d.      0,4 cm

e.       0,2 cm

JAWAB : B

Gunakan Hukum Boyle untuk gelembung karena temperatur kita anggap konstan di dasar (keadaan 1) dan di permukaan danau (keadaan 2), Tekanan udara (P₀) sama dengan tekanan hidrostatis air raksa setinggi 76 cm :

P₁V₁ = P₂V₂

(P₀ + ρ.g.h₁) . 4/3 π.R₁³ = P₀. 4/3 π.R₂³

(13,6 . 980 . 76 + 1 . 980 . 20000) . 4/3 π. 0,2³ = 13,6 . 980 . 76 . 4/3 π.R₂³

R₂ = 0,546 cm

23.  Jika kamu memiliki 2 buah teleskop dengan diameter 5 cm dan 10 cm dan akan digunakan untuk mengamati sebuah bintang, maka dalam keadaan fokus :

a.       Bintang akan tampak lebih besar dengan teleskop 10 cm

b.      Bintang akan tampak lebih terang dengan teleskop diameter 5 cm

c.       Bintang tampak lebih besar dengan teleskop 5 cm

d.      Bintang tidak terlihat dengan teleskop 5 cm

e.       Bintang akan tampak sama besar ukurannya di kedua teleskop tersebut

JAWAB : E

Bintang adalah objek titik (karena jaraknya yang sangat jauh) sehingga dengan teleskop terbesarpun tetap akan terlihat sebagai titik, tetapi teleskop yang memiliki diameter obyektif yang besar akan lebih banyak mengumpulkan cahaya sehingga bintang yang terlihat akan semakin terang dibandingkan dengan teleskop berdiameter lebih kecil.

24.  Bulan dengan diameter sudut 30 menit busur dipotret dengan sebuah teleskop dengan panjang fokus 5000 mm. Sebuah kamera digital dengan ukuran bidang pencitraan 0,6 cm x 0,5 cm digunakan untuk memotret bulan tersebut. Hasil yang diperoleh adalah …

a.       Setengah dari piringan bulan yang dapat dipotret

b.      Piringan bulan seutuhnya dapat dipotret

c.       Hanya sepertiga dari piringan bulan yang dapat dipotret

d.      Bulan tidak dapat dipotret

e.       Hanya sabit bulan yang dapat dipotret

JAWAB : D

Besar bayangan yang muncul di pelat potret hanyalah bergantung pada panjang fokus objektif saja, disebut skala bayangan dengan rumus :

Dimana fob dalam mm dan satuan dari skala bayangan adalah “/mm. Jadi jika skala bayangan adalah 1, maka artinya setiap diameter sudut 1” di langit akan muncul sebesar 1 mm di pelat potret.

Untuk soal di atas :

Karena diameter sudut bulan 30’ = 1800”, maka besar bayangan bulan di pelat potret adalah :

Besar bayangan bulan yang mencapai 4 cm ini tidak akan masuk ke dalam pelat potret yang berukuran hanya 0,6 cm x 0,5 cm. Jika mau menghitung bagian bulan yang bisa masuk ke pelat potret :

0,25% bagian bulan jauh lebih kecil dari bagian sabit bulan, atau dengan kata lain bulan tidak dapat dipotret dengan teleskop ini atau teleskop ini cocok untuk memotret detil-detil bulan (seperti kawahnya).

25.  Komet merupakan obyek yang membentang dan bergerak cepat yang dicirikan oleh ekor dan koma. Untuk mengamati seluruh bentuk komet yang terang, instrumen yang tepat adalah …

a.       Teleskop berdiameter besar dengan f/D besar

b.      Mata telanjang

c.       Teleskop berdiameter kecil dengan f/D besar

d.      Teleskop berdiameter besar dengan f/D kecil

e.       Teleskop dengan diameter kecil dengan f/D kecil

JAWAB : D

Peralatan terbaik untuk mengamati komet adalah binokuler atau teropong dengan f/D yang kecil (Diameter besar supaya keseluruhan komet berada dalam medan pandang teleskop dan fokus yang kecil supaya perbesaran teleskop tidak terlalu besar sehingga keseluruhan komet masih terjangkau oleh teleskop).

26.  Pilih pernyataan yang benar :

a.       Bulan baru terbit jam 18 sore

b.      Bulan baru terbit jam 6 pagi

c.       Bulan kuartir pertama tenggelam jam 18 sore

d.      Bulan kuartir pertama berada di meridian jam 24

e.       Bulan kuartir akhir terbit jam 12 siang

JAWAB :B

Untuk waktu terbit dan terbenam bulan (secara pendekatan) pada fase-fase khusus dapat dilihat dari tabel di bawah ini :

Fasa Bulan	Waktu Terbit	Waktu transit     (di meridian)	Waktu Terbenam
Bulan Baru/Bulan Mati	06.00	12.00	18.00
Bulan Kuartir I	12.00	18.00	24.00
Bulan Purnama	18.00	24.00	06.00
Bulan Kuartir II	24.00	06.00	12.00

Data di atas hanyalah pendekatan saja dan pasti memiliki kesalahan-kesalahan dalam rentang dibawah 1 jam dari gerakan bulan yang sebenarnya, hal ini dikarenakan :

ð  Bulan terlihat melintasi langit tidak tepat 24 jam, tetapi selalu terlambatrata-rata 48,8 menit dari hari matahari

ð  Orbit bulan yang elips dengan eksentrisitas 0,05490 (artinya kecepatan orbit bulan berbeda di setiap titik)

ð  Inklinasi orbit bulan sekitar 5,1⁰

ð  Orbit bulan yang mengalami gangguan oleh gravitasi matahari

Meskipun demikian, tabel di atas bisa dipakai sebagai gambaran kasar tentang terbit dan terbenamnya bulan di fase-fase utama Bulan.

27.  Pada suatu malam saat bulan purnama, tercatat bahwa diameter sudut Bulan adalah 0.46⁰. Jika radius linier Bulan adalah 1,738 x 10³ km, maka jarak Bulan dari Bumi adalah :

a.       1,42 x 10⁵ km

b.      2,16 x 10⁵ km

c.       3,84 x 10⁵ km

d.      4,33 x 10⁵ km

e.       8,66 x 10⁵ km

JAWAB : B

Dengan rumus diameter sudut :

Dimana α adalah diameter sudut yang dilihat pengamat (dalam radian), D adalah diameter objek langit sebenarnya dan r adalah jarak pengamat ke obyek langit,maka soal diatas dapat dikerjakan :

Catatan : Dimater sudut bulan bervariasi 0,49⁰ – 0,57⁰, tidak akan mencapai 0,46⁰!

28.  Yang paling mempengaruhi pasang surut di Bumi adalah :

a.       Gaya tarik Matahari

b.      Gaya tarik Bulan dan Matahari

c.       Gaya tarik dari semua planet di Tata Surya

d.      Temperatur bulan

e.       Gaya tarik Bulan

JAWAB : B

Pasang surut di Bumi sangat dipengaruhi oleh gravitasi Matahari dan gravitasi Bulan

29.  Periode sinodis planet :

a.       Waktu yang diperlukan untuk melakukan satu putaran terhadap Matahari

b.      Waktu yang diperlukan planet untuk melakukan satu kali rotasi

c.       Waktu yang diperlukan oleh sebuah planet untuk menempuh satu lintasan orbit dari titik perihelion ke titik Aphelion

d.      Waktu yang diperlukan sebuah planet untuk menempuh orbit dari fase oposisi atau konjungsi ke fase oposisi atau konjungsi berikutnya

e.       Waktu yang diperlukan sebuah planet dari terbit ke terbit lagi

JAWAB : D

Untuk planet dikenal dua macam periode, yaitu periode sideris dan periode sinodis :

Periode Siderisè adalah waktu yang diperlukan oleh planet untuk menempuh orbitnya ketika mengelilingi matahari, jadi sama dengan periode revolusi planet

Periode Sinodisè adalah waktu yagn diperlukan oleh planet dari satu fase ke fase yang sama lagi. Jadi periode sinodis ini berhubungan dengan pengamatan dari bumi.

Fase planet dalam : Konjungsi superior, konjungsi inferior, elongasi maksimum barat, elongasi maksimum timur

Fase planet luar : Kunjungsi, oposisi, perempatan barat, perempatan timur

30.  Pilih mana yang benar:

a.       Peristiwa meteor yang kita lihat terjadi di luar atmosfer

b.      Penampakan meteor seperti di Bumi bisa juga terjadi di Bulan

c.       Setelah tengah malam, jumlah meteor yang kita lihat lebih sedikit daripada sebelum tengah malam

d.      Setelah tengah malam, jumlah meteor yang kita lihat lebih banyak daripada sebelum tengah malam

e.       Setelah tengah malam, jumlah meteor yang kita lihat kira-kira sama dengan sebelum tengah malam

JAWAB : D

Meteor adalah peristiwa melintasnya benda langit/batuan (disebut meteoroid) di langit yang masuk ke dalam atmosfir bumi.Terlihat dari bumi seperti kilasan cahaya yang singkat di langit.Meteoroid adalah benda-benda angkasa yang padat, tak beraturan dan kecil yang berada di ruang antar planet dan mengitari matahari. Berasal dari pecahan asteroid, pecahan komet, lontaran massa planet akibat tabrakan dengan benda lain atau dari pembentukan tata surya awal. Jika ukurannya lebih besar dari 10 meter maka digolongkan sebagai asteroid. Meteoroid yang berada dekat dengan bumi akan tertarik oleh gravitasi bumi dan terlihat sebagai meteoroid.

Jika meteoroid melintas dekat bumi, maka bumi akan ‘menabrak meteoroid tersebut. Karena rotasi bumi searah dengan revolusinya, maka dilihat dari geometrinya ‘tabrakan’ bumi ke meteoroid tersebut akan terjadi di tengah malam, jadi setelah tengah malam, kemungkinan jumlah meteor yang masuk ke bumi akan lebih besar.

31.  Antara tahun 1989 sampai 2009, radar di Bumi mendeteksi sebanyak 136 kali terjadi tumbukan antara Bumi dengan meteor besar. Energi yang dihasilkan akibat tumbukan ini menyamai energi Bom TNT seberat 1000 ton, tetapi tanpa radiasi. Meteor besar yang akan menumbuk Bumi ini sebenarnya berjumlah 10 kali lipat dari yang terdeteksi, akan tetapi sebagian meteor besar ini luput menumbuk Bumi. Jika radius Bumi adalah 6378 km, maka kemungkinan Bumi ditumbuk meteor besar yang dinyatakan dalam tumbukan per km² per tahun adalah …

a.       1,33 x 10⁷ tumbukan/km²/tahun

b.      1,33 x 10⁴ tumbukan/km²/tahun

c.       1,33 x 10¹ tumbukan/km²/tahun

d.      1,33 x 10^-4 tumbukan/km²/tahun

e.       1,33 x 10^-7 tumbukan/km²/tahun

JAWAB : E

Dilihat dari satuannya, maka kemungkinan Bumi ditumbuk meteor adalah :

32.  Jika kamu hidup di planet Jupiter, maka selain bintang-bintang yang bertebaran di langit malam yang cerah, kamu juga akan melihat …

a.       Banyak bulan

b.      Bulannya Bumi

c.       Matahari

d.      Asteroid

e.       Planet dalam

JAWAB : A

Sampai saat ini telah ditemukan sebanyak 63 satelit yang setia mengitari planet Jupiter, sehingga jika kita ada di planet Jupiter tentu saja akan begitu banyak bulan yang terlihat

33.  Callisto yang merupakan bulannya planet Jupiter mengedari planet Jupiter pada jarak 1,88 juta km dan dengan periode 16,7 hari. Apabila massa Callisto diabaikan, karena jauh lebih kecil daripada massa Jupiter, maka massa planet Jupiter adalah …

a.       10,35 x 10^-4 massa Matahari

b.      9,35 x 10^-4 massa Matahari

c.       8,35 x 10^-4 massa Matahari

d.      7,35 x 10^-4 massa Matahari

e.       6,35 x 10^-4 massa Matahari

JAWAB : B

Menjawab soal ini dapat menggunakan Hukum Keppler 3 yang telah disempurnakan oleh Hukum Gravitasi Newton, yaitu :

Jika Massa dalam massa matahari, periode dalam hari dan jarak (setengah sumbu panjang) dalam juta km, maka rumus di atas bisa disederhanakan menjadi :

34.  Bentuk korona Matahari :

a.       Selalu sama dari masa ke masa

b.      Berubah bergantung pada aktivitas Matahari

c.       Ellipsoid bila ada komet besar mendekati Matahari

d.      Menjadi tidak beraturan bila tidak ada gerhana Matahari

e.       Lingkaran bila ada gerhana Matahari total

JAWAB : B

Korona adalah lapisan atmosfir yang terluar dari matahari yang merupakan gas yang sangat renggang tetapi memiliki suhu yang sangat tinggi (sekitar 2 juta derajat celcius) yang bentuknya hanya bisa terlihat pada saat gerhana matahari. Disebut korona karena penampakannya pada saat matahari tertutupi bulan adalah seperti mahkota warna putih yang menglilingi matari dengan bentuk terus menerus berubah karena aktivitas matahari

35.  Jika massa Matahari menjadi dua kali lebih besar dari sekarang, dan apabila planet-planet termasuk Bumi tetap berada pada orbitnya seperti sekarang, maka periode orbit Bumi mengelilingi Matahari adalah…

a.       258 hari

b.      321 hari

c.       365 hari

d.      423 hari

e.       730 hari

JAWAB : A

Hubungan antara matahari dan periode planet-planet di tata surya dirumuskan oleh Hukum Kepler III dan Hukum Gravitasi Newton sebagai berikut :

Jika jarak planet tetap, maka persamaan tersebut bisa disederhanakan menjadi (indeks 1 untuk kondisi awal dan indeks 2 untuk kondisi ketika massa matahari menjadi dua kalinya) :

Catatan : Rumus Kepler III diatas digunakan jika massa benda yang mengorbit jauh lebih kecil terhadap massa benda yang diorbit (bisa diabaikan). Jika massa benda yang mengorbit tidak bisa diabaikan terhadap massa benda yang diorbit, maka haruslah menggunakan rumus Keppler yang lengkap seperti yagn tertulis di soal no. 20

36.  Dari hasil pengukuran diperoleh diameter sudut sebuah bintik Matahari (sunspot) adalah 20”. Jika pada saat itu jarak Matahari-Bumi adalah 150.000.000 km, berapakah diameter linier bintik Matahari tersebut?

a.       1.435 km

b.      4.357 km

c.       143.570 km

d.      14.544 km

e.       1.435.700 km

JAWAB : D

Dalam pengukuran jarak atau diameter benda langit, para astronom menggunakan besaran diameter sudut (α), jadi yang diukur adalah sudutnya yang tampak dari bumi dengan perumusan :

Dimana α dalam radian, D adalah diameter benda langit yang sebenarnya (km) dan r adalah jaraknya dari Bumi/pengamat (km).Satuan yang sering dipakai adalah detik busur dimana 1 detik busur (“) didefinisikan sebagai sudut 1⁰ dibagi dengan 3600. 1 radian = 206265”.

Jika diameter sudut bintik matahari pada soal di atas adalah 20” dan jarak Matahari-Bumi adalah 150.000.000 km, maka :

37.  Koordinat Matahari pada saat berada di Garis Balik Utara adalah …

a.       Asensiorekta 0^h, deklinasi 0⁰

b.      Asensiorekta 6^h, deklinasi -23,5⁰

c.       Asensiorekta 12^h, deklinasi 0⁰

d.      Asensiorekta 18^h, deklinasi +23,5⁰

e.       Asensiorekta 6^h, deklinasi +23,5⁰

JAWAB : E

Matahari pada titik paling utara mencapai sudut 23,5⁰ terhadap ekuator, artinya tinggi matahari (deklinasinya) + 23,5⁰.

Ascensiorekta diperoleh dari jarak Matahari terhadap titik Aries.Matahari berada di titik balik Utara tanggal 22 Juni.Pada jam 00.00 di tanggal tersebut, matahari berada di kulminasi bawah dan Titik Aries baru terbit di Timur, ini berarti asensiorecta matahari adalah 90⁰ atau 6^h.

38.  Perhatikan peta turis daerah Kuta-Legian berikut ini. Dari ke-5 pernyataan di bawah ini, manakah pernyataan yang benar (gambar peta diganti – penulis) :

a.       Para turis senang bersantai di Kuta untuk menikmati keindahan alam pantai serta fenomena terbit-terbenamnya Matahari di batas cakrawala.

b.      Para turis senang bersantai di Kuta untuk menikmati keindahan alam pantai serta fenomena terbitnya Matahari di batas cakrawala.

c.       Para turis senang bersantai di Kuta untuk menikmati keindahan alam pantai serta fenomena terbenamnya Matahari di batas cakrawala.

d.      Para turis senang bersantai di Kuta untuk menikmati keindahan alam pantai serta fenomena pergerakan Matahari dari timur ke barat di batas cakrawala.

e.       Para turis senang bersantai di Kuta untuk menikmati keindahan alam pantai serta fenomena pergerakan Matahari dari barat ke timur di batas cakrawala.

JAWAB : C

Pantai Kuta adalah pantai yang mengarah ke Barat, jadi pantai Kuta adalah tempat yang baik untuk menikmati fenomena matahari terbenam

39.  Pengamat di belahan Bumi selatan dapat mengamati bintang-bintang yang berada di selatan ekuator langit mulai dari terbit hingga terbenam selama lebih dari 12 jam. Peristiwa ini hanya terjadi pada …

a.       Musim gugur

b.      Musim dingin

c.       Musim semi

d.      Musim panas

e.       Semua musim

JAWAB : B

Pengamatan bintang yang lebih dari 12 jam hanya terjadi jika malam lebih panjang dari siang. Situasi ini terjadi ketika daerah selatan mengalami musim dingin

40.  Pada zaman Mesir kuno, belum ada pengetahuan atau teknologi yang bisa dipakai untuk mengukur jarak Bulan dan jarak Matahari dari Bumi, tetapi ada orang-orang pintar pada zaman itu yang sudah bisa memperkirakan bahwa Bulan jauh lebih dekat ke Bumi daripada Matahari. Bagaimana mereka dapat memperkirakan hal itu?

a.       Matahari lebih terang dari Bulan sedangkan diameter sudutnya kurang lebih sama.

b.      Gerhana Matahari menunjukkan bahwa diameter sudut Matahari hampir sama dengan Bulan, karena Bulan yang menghalangi Matahari, maka dapat disimpulkan bahwa Bulan lebih dekat.

c.       Pada saat bulan berada pada kuartir pertama, sudut antara arah Bulan dan arah Matahari mendekati 90⁰.

d.      Gerakan Matahari di langit lebih cepat daripada Bulan sedangkan berdasarkan fakta gerhana, Matahari lebih jauh daripada Bulan.

e.       Pernyataan di atas salah, karena pada zaman Mesir kuno orang sudah mengetahui Bulan lebih dekat daripada Matahari tapi belum bisa mengetahui bahwa Bulan jauh lebih dekat.

JAWAB : E

Jari-jari Bumi ditentukan pertama kali (hanya dengan memakai tongkat) oleh Erathostenes (orang Yunani) di tahun 200 SM dengan hasil yang sangat dekat dengan hitungan modern, kemudian sekitar seratus tahun kemudian Hipparchus (orang Yunani) dapat menentukan jarak Bulan dari Bumi (hasilnya hanya lebih jauh 3% dari hitungan modern). Setelah Hukum III Keppler dipublikasikan, baru orang dapat mengetahui jarak Bumi-Matahari, yaitu oleh Giovanni Cassini tahun 1672, dengan cara mengukur jarak Mars ke Bumi (dengan cara paralaks), maka semua jarak planet ke Matahari (termasuk Bumi) dapat ditentukan.

Orang Mesir Kuno dapat mengetahui bahwa Bulan lebih dekat ke Bumi daripada Matahari melalui peristiwa gerhana Matahari, tetapi mengenai jaraknya belum bisa diukur pada waktu itu.

41. Salah satu tujuan awal Hubble Space Telescope adalah menemukan nilai yang akurat dari Konstanta Hubble yang dipakai dalam hukum Hubble. Hukum Hubble itu menyatakan:

a.       Kecepatan sebuah galaksi mendekati kita sebanding dengan jaraknya;

b.      Kecepatan sebuah galaksi menjauhi kita sebanding dengan jaraknya;

c.       Kecepatan rotasi galaksi berkorelasi dengan diameternya;

d.      Kecepatan bintang dalam sebuah galaksi sebanding dengan jaraknya dari pusat galaksi;

e.       Kecepatan melintas sebuah galaksi sebanding dengan kuadrat jaraknya

JAWAB : B

Tahun 1929 Edwin Hubble melakukan percobaan redshift untuk galaksi-galaksi jauh dengan menggunakan asas Doppler. Percobaan redshift adalah percobaan yang mengukur pergeseran panjang gelombang spektrum galaksi terhadap spektrum standar yang terukur di laboratorium. Jika galaksi bergerak menjauhi pengamat, maka spektrumnya akan bergeser ke arah merah (disebut redshift) dan jika galaksi bergerak mendekati pengamat, maka spektrumnya akan bergeser ke arah biru (disebut blueshift)

Ternyata Hubble mendapatkan bahwa semua galaksi-galaksi jauh sedang bergerak dalam arah yang menjauhi bumi dengan pergeseran merah yang semakin bertambah seiring dengan jarak galaksi tersebut.

Hubble juga memplot kecepatan galaksi terhadap jaraknya dan mendapatkan grafik linier (yang sebenarnya tidak benar-benar linier, tetapi ‘dilinierkan’) , sehingga diperoleh kemiringan linier dari grafik yang disebut konstanta Hubble (H) dengan persamaan : v = H.d. Hasil yang diperoleh ini disebut Hukum Hubble. Jika kecepatan galaksi (v) dalam km/s dan jarak (d) dalam mega parsec(Mpc) atau mega tahun cahaya (Mly), maka nilai konstanta Hubble (H) memiliki satuan km/s/MPc atau km/s/Mly.

Dengan mengetahui nilai konstanta Hubble H, melalui persamaan ini kita dapat memperoleh jarak galaksi jika kita mengetahui kecepatannya yang dapat diperoleh dari percobaan redshift, bahkan lebih jauh lagi konstanta Hubble dapat memperkirakan usia alam semesta!

42. Jika diketahui konstanta Hubble, H = 65 km/dt/Mpc, maka umur alam semesta (model alam semesta datar) adalah

a.       13 milyar tahun;

b.      14 milyar tahun;

c.       15 milyar tahun;

d.      16 milyar tahun;

e.       17 milyar tahun;

JAWAB : C

Karena galaksi-galaksi sedang menjauhi kita, maka dengan mudah dapat diperkirakan bahwa pada masa lalu, jarak antar galaksi adalah dekat, dan pada suatu waktu tertentu, galaksi-galaksi bergabung bersama-sama dalam suatu titik mahamasif yang menjadi awal mula ‘benih’alam semesta yang mana pada suatu waktu titik tersebut meledak dan akhirnya menjadi alam semesta yang sekarang kita lihat. Dalam kosmologi, pendapat ini disebut teori Big Bang. Melalui Persamaan Hubble, diperoleh :

Karena v adalah kecepatan galaksi, maka jarak yang ditempuh galaksi tersebut selama hidupnya sejak titik tersebut meledak adalah :

Dan jika seluruh hidup galaksi tersebut menempuh waktu t (yang merupakan usia alam semesta dari Big Bang sampai sekarang) dan jarak tempuhnya adalah d relatif terhadap gerakan bumi (karena bumi dan galaksi asalnya menyatu), maka jarak d = x, sehingga diperoleh persamaan :

Dimana t adalah usia alam semesta. Melalui persamaan ini dapat diketahui pentingnya menentukan persamaan Hubble yang boleh dikatakan adalah konstanta alam semesta. Hanya saja nilai H ini tidak pernah stabil. Semakin canggih peralatan manusia untuk mengamati alam semesta, maka nilai inipun akan terus berubah. Meskipun demikian, nilainya ditaksir diantara 50 – 90 km/s/Mpc. Melalui konstanta Hubble, maka kita dapat menentukan usia alam semesta (t), jari-jari alam semesta (D) dan Volume alam semesta (V).

Jika t dalam milyar tahun dan H dalam  km/s/Mpc, maka usia alam semesta dapat didekati menjadi :

Jika t dalam milyar tahun dan H dalam km/s/Mly, maka usia alam semstadapat didekati menjadi :

Maka soal di atas dapat dikerjakan :

43. Energi Matahari dibangkitkan oleh radiasi fusi thermonuklir dibagian pusatnya. Proses thermonuklir mengubah empat inti “A” menjadi inti lebih berat dan mengeluarkan sejumlah energi. Apakah inti “A” itu ?

a.  Hidrogen    b.  Helium       c.  Oksigen      d.  Karbon       e.  Uranium

JAWAB : A

Reaksi inti yang terjadi di matahari akanmengubah4 buah atom Hidrogenmenjadisatu atom Helium, dantiapdetiknyasekitar 630 juta ton Hidrogendiubahmenjadi 625,4 juta ton Helium.Sisamassa (4,6juta ton) akanberubahmenjadienergimelaluipersamaan Einstein : E=m.c² (energiiniadalahLuminositasMatahari – energi total yang dipancarkanolehmataharikesegalaarahsetiapdetiknya).

Reaksiinisebenarnyamembutuhkansuhudantekanan yang amattinggi, tapiintimataharimemenuhisyarattersebutdenganmemilikisuhuintisebesar 16 jutaderajat Celsius dantekanan71 juta atm.

44. Diketahui temperatur bagian dalam umbra bintik Matahari (sunspot) ternyata 1500 K lebih dingin dari temperatur fotosfir Matahari (temperaturnya ~ 5800 K) disekitarnya, andaikan B₁ adalah energi fluks yang keluar dari umbra dan B2 energi fluks dari daerah yang mengelilingi sunspot. Berapakah rasio, B₂/B₁?

a.  0,004          b.  1,35                        c.  0,74                        d.  3,31                        e.  223

JAWAB :D

Benda hitam setiap detiknya memancarkan radiasi yang berbanding lurus dengan pangkat empat suhunya, atau dinyatakan dengan persamaan radiasi sbb. :

σ  º Konstanta Stefan Boltzman, e º koefisien benda hitam (Untuk bintang maka e =1), A º Luas penampang benda hitam, T º suhu mutlak benda hitam. Fluks adalah energi yang dikeluarkan oleh benda hitam setiap detik persatuan luas benda hitam tersebut (e=1), atau :

Jadi fluks benda hitam hanya tergantung dari suhu mutlaknya saja, maka :

Catatan : Bedakan dengan fluks dari bintang yang diterima oleh pengamat di jarak tertentu, misalnya fluks matahari yang diterima bumi (disebut : konstanta matahari) atau fluks bintang yang diterima bumi. Jika pengertian fluks ini, maka yang dimaksud adalah jumlah energi seluruh bintang (luminositas) yang disebarkan secara merata pada permukaan berbentuk bola yang semakin jauh permukaan bola tersebut maka energinya persatuan luas tentu semakin kecil, atau dalam persamaan menjadi :

Dimana r adalah jarak bintang/matahari ke pengamat

45. Jika kita amati sebuah planet melalui teleskop di Bumi, bayangan manakah yang bisa terlihat seperti phase Bulan yang berbentuk sabit. ‚Pilih jawaban yang benar

a.        Merkurius dan Jupiter

b.       Venus dan Saturnus

c.        Mars dan Uranus

d.       Jupiter dan Saturnus

e.        Merkurius dan Venus

JAWAB : E

Bentuk fase sabit pada planet hanya bisa diamati pada planet-planet atau benda langit yang terletak diantara bumi dan matahari saja, jadi hanya dialami oleh planet Merkurius dan Venus saja.

46.  Pilih mana yang benar

a.       Besar absorpsi oleh materi antar bintang sama untuk semua daerah panjang gelombang

b.      Absorpsi pada panjang gelombang biru lebih besar daripada absorpsi pada panjang gelombang merah

c.       Absorpsi pada panjang gelombang merah lebih besar daripada absorpsi pada panjang gelombang biru

d.      Cahaya bintang tidak mengalami serapan oleh materi antar bintang

e.       Profil (pola) garis spektrum bintang sangat dipengaruhi materi antar bintang

JAWAB : B

ð  Materi antar bintang dapat dikategorikan menjadi dua, yaitu debu antar bintang dan gas antar bintang (ukuran molekul gas jauh lebih kecil daripada ukuran debu).

ð  Debu antar bintang tersusun dari pertikel-pertikel es, karbon atau silikat, yang ukuran partikelnya besar (berorde 10^-6 m) sehingga dapat menyerap (mengabsorbsi) dan menghamburkan cahaya yang lewat padanya, terbagi empat efek :

1)      Nebula gelapà kumpulan besar debu yang menghalangi cahaya bintang di belakangnya, disebut nebula gelap seperti horsehead nebulae.

2)      Efek redupanàkumpulan kecil debu yang menghalangi cahaya bintang, menyebabkan meredupnya cahaya bintang sekitar 1 magnitudo tiap 1 kiloparsec. Tanpa memperhitungkan efek ini, maka pengukuran jarak bintang akan memiliki kesalahan yang besar.

3)      Efek pemerahanà Terjadi karena cahaya yang terhambur. Karena ukuran partikel debu yang kecil, maka hanya panjang gelombang yang pendek yang lebih terkena efek penghamburan ini (cahaya biru-ungu). Akibatnya cahaya yang sampai ke bumi kekurangan biru dan ungu dan tampak lebih merah dari seharusnya.

4)      Nebula Pantulanà Hamburan cahaya biru oleh debu akan menerangi daerah sekitarnya sehingga awan debu akan tampak berwarna biru. Contoh : gugus Pleiades di Taurus, Trifid Nebula di Sagitarius.

ð  Dari option A, B, C dan D èyang benar adalah option B (lebih tepatnya lagi adalah penghamburan)

ð  Option E è Yang sangat mempengaruhi garis pektrum bintang adalah komposisi bintang itu serta suhunya, sementara absorpsi oleh materi antar bintang hanya menyerap beberapa garis warna saja

47.  Planet A dan planet B bergerak dengan orbit lingkaran mengelilingi sebuah bintang. Jika kecepatan planet A = 0,5 kali kecepatan planet B. Maka radius orbit planet B (R_B) dinyatakan dalam radius orbit planet A (R_A)

f.       R_A = 4R_B

g.      R_A = 3R_B

h.      R_A = 2R_B

i.        R_A = R_B

j.        R_A = 0,5R_B

JAWAB : A

ð  Dengan rumus kecepatan orbit :  , maka dengan membandingkan kecepatan orbit planet A dan B diperoleh :

48.  A star rise in the horizon at azimuth 50^o. It will set at azimuth

a.       230^o

b.      310^o

c.       180^o

d.      130^o

e.       270^o

ANSWER : B

In Horizon Sphere Coordinates, the set and rise of objects in the sky have this formula : Azimut rise + Azimuth set = 360⁰. So, if a star rise at azimuth 50⁰, than it will set at azimuth 310⁰.

49.  If Mars pass the meridian at midnight, we call Mars is in

a.       west quadrature

b.      conjunction

c.       east quadrate

d.      west elongation

e.       oposition

ANSWER : E

When we see Mars pass the meridian at the midnight, thats mean the sun in our low culmination, so it will form the position : Sun – Earth – Mars in a straight line. We call Mars in Oposition Phase. It is the best time to observe Marts because Mars is in its closest from the Earth.

50.  During full moon, the difference between the right ascension of the Moon and the Sun is

a.       24 ^h

b.      00 ^h

c.       09 ^h

d.      12 ^h

e.       15 ^h

ANSWER :  D

During the full moon, the Moon – Earth – Sun in a sraigth line, or the Moon in oposition phase (the same like number 39), so the rigth ascension of Sun and Moon will have 180 degree in difference or 12h.