Tahun cahaya
Tahun cahaya (disingkat tc, bahasa Inggris: light year atau ly) adalah satuan panjang yang digunakan untuk menyatakan jarak astronomis dan memiliki nilai sekitar 9,46 triliun kilometer (9,46 x 1012 km) atau 5,88 triliun mil (5,88 x 1012 mil).[Note 1] Sebagaimana didefinisikan oleh Persatuan Astronomi Internasional (IAU), tahun cahaya adalah jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa dalam satu tahun Julian (365,25 hari).[2] Karena memuat kata "tahun", istilah tahun cahaya terkadang disalahartikan sebagai satuan waktu.
| Tahun cahaya | |
|---|---|
 Peta menunjukkan bintang-bintang yang terletak dalam 12,5 tahun cahaya dari Matahari[1] | |
| Informasi umum | |
Sistem satuan | unit astronomi |
| Besaran | panjang |
| Simbol | ly[2] |
| Konversi | |
| 1 ly[2] dalam ... | ... sama dengan ... |
| Satuan metrik (SI) | 9,4607×1015 m 9,4607 Pm |
| Satuan imperial & AS | 5,8786×1012 mi |
| Unit astronomi | 63.241 au 0,3066 pc |
Tahun cahaya paling sering digunakan ketika menyatakan jarak ke bintang dan jarak lain pada skala galaksi, terutama dalam publikasi non-spesialis dan ilmu pengetahuan populer. Satuan yang paling sering digunakan dalam astrometri profesional adalah parsec (simbol: pc, sekitar 3,26 tahun cahaya).[2]
Definisi
Sebagaimana didefinisikan oleh IAU, tahun cahaya adalah produk dari tahun Julian (365,25 hari sebagai kebalikan dari tahun Gregorian 365,2425 hari) dan kecepatan cahaya (299 792 458 m/s).[Note 2] Kedua nilai ini dimasukkan dalam Sistem Konstanta Astronomi IAU (1976), yang digunakan sejak 1984.[3] Dari sini, konversi berikut dapat diturunkan. Singkatan yang diakui IAU untuk tahun cahaya adalah ly,[2] meskipun standar lain seperti ISO 80000 menggunakan "l.y."[4][5] dan simbol-simbol yang dilokalisasi sering kali, seperti "al" dalam bahasa Prancis (dari année-lumière) dan bahasa Spanyol (dari año luz), "Lj" dalam bahasa Jerman (dari Lichtjahr), dll.
1 tahun cahaya = 9.460.730.472.580.800 meter (eksak) ≈ 9,461 petameter ≈ 9,461 triliun kilometer ≈ 5,878625 triliun mil ≈ 63.241,077 satuan astronomi ≈ 0,306601 parsec
Sejarah
Satuan tahun cahaya muncul beberapa tahun setelah sukses melakukan pengukuran jarak ke bintang selain Matahari, oleh Friedrich Bessel pada tahun 1838. Bintang itu adalah 61 Cygni, dan ia menggunakan heliometer 6,2 inci (160 mm) yang dirancang oleh Joseph von Fraunhofer. Satuan terbesar untuk mengekspresikan jarak melintasi ruang angkasa pada waktu itu adalah satuan astronomi, sama dengan jari-jari orbit Bumi (1,50×108 km atau 9,30×107 mi). Dalam istilah tersebut, perhitungan trigonometrik berdasarkan paralaks 61 Cygni dengan 0,314 detik busur, menunjukkan jarak ke bintang menjadi 660.000 satuan astronomi (9,9×1013 km atau 6,1×1013 mi). Bessel menambahkan bahwa cahaya memerlukan 10,3 tahun untuk melintasi jarak ini.[6] Dia menyadari bahwa para pembacanya akan menikmati gambaran mental dari perkiraan waktu transit untuk cahaya, tetapi dia menahan diri untuk tidak menggunakan tahun cahaya sebagai satuan. Dia mungkin membenci mengekspresikan jarak dalam tahun cahaya karena itu akan memperburuk keakuratan data paralaksnya karena mengalikan dengan parameter yang tidak pasti dari kecepatan cahaya. Kecepatan cahaya belum diketahui secara pasti pada tahun 1838; nilainya berubah pada tahun 1849 (Fizeau) dan 1862 (Foucault). Itu belum dianggap sebagai konstanta fundamental alam, dan penyebaran cahaya melalui ether atau ruang masih membingungkan. Satuan tahun cahaya muncul, pada tahun 1851 dalam artikel astronomi populer Jerman oleh Otto Ule.[7] Paradoks nama satuan jarak yang berakhiran "tahun" dijelaskan oleh Ule dengan membandingkannya dengan jam jalan pendakian (Wegstunde). Sebuah buku astronomi populer Jerman kontemporer juga memperhatikan bahwa tahun cahaya adalah nama yang aneh.[8] Pada tahun 1868, sebuah jurnal berbahasa Inggris menyebut tahun cahaya sebagai satuan yang digunakan oleh Jerman.[9] Eddington menyebut tahun cahaya sebagai satuan yang tidak nyaman dan tidak relevan, yang kadang-kadang merangkak dari penggunaan populer menjadi penyelidikan teknis.[10]
Meskipun astronom modern lebih sering memilih menggunakan parsec, tahun cahaya juga populer digunakan untuk mengukur bentangan ruang antarbintang dan antargalaksi.
Penggunaan istilah
Jarak yang dinyatakan dalam tahun cahaya termasuk di antara bintang-bintang di area umum yang sama, seperti yang dimiliki oleh lengan spiral yang sama atau gugus bola. Galaksi-galaksi itu sendiri membentang dari beberapa ribu hingga beberapa ratus ribu tahun cahaya, dan terpisah dari galaksi-galaksi dan gugusan galaksi yang berdekatan dengan jutaan tahun cahaya. Jarak ke benda-benda seperti kuasar dan Sloan Great Wall mencapai miliaran tahun cahaya.
| Skala (ly) | Nilai | Item |
|---|---|---|
| 10−9 | 40,4×10−9 ly | Sinar matahari yang dipantulkan dari permukaan Bulan membutuhkan 1,2-1,3 detik untuk menempuh jarak ke permukaan Bumi (menempuh jarak 350.000 hingga 400.000 kilometer). |
| 10−6 | 15,8×10−6 ly | Satu satuan astronomi (jarak dari Matahari ke Bumi). Dibutuhkan sekitar 499 detik (8,32 menit) untuk cahaya untuk menempuh jarak ini.[11] |
| 127×10−6 ly | Wahana Huygens mendarat di Titan dekat Saturnus dan mentransmisikan gambar dari permukaannya, 1,2 miliar kilometer dari Bumi. | |
| 504×10−6 ly | New Horizons bertemu dengan Pluto pada jarak 4,7 miliar kilometer, dan komunikasi membutuhkan 4 jam 25 menit untuk mencapai Bumi. | |
| 10−3 | 2,04×10−3 ly | Wahana antariksa paling jauh, Voyager 1, berjarak sekitar 18 jam cahaya dari Bumi pada Oktober 2014.[12] Diperlukan waktu sekitar 17.500 tahun untuk mencapai satu tahun cahaya (1,0×100 ly) dengan kecepatan saat ini sekitar 17 km/s (38.000 mph) relatif terhadap Matahari. Pada 12 September 2013, para ilmuwan NASA mengumumkan bahwa Voyager 1 telah memasuki medium antarbintang pada 25 Agustus 2012, menjadi objek buatan manusia pertama yang meninggalkan Tata Surya.[13] |
| 2,28×10−3 ly | Voyager 1 pada Oktober 2018, hampir 20 jam cahaya dari Bumi | |
| 100 | 1,6×100 ly | Awan Oort berdiameter sekitar dua tahun cahaya. Batas bagian dalamnya diperkirakan sebesar 50.000 au, dengan tepi terluarnya sebesar 100.000 au. |
| 2,0×100 ly | Jangkauan maksimum dari pengaruh gravitasi Matahari (Hill sphere/Roche sphere, 125.000 au). | |
| 4,22×100 ly | Bintang terdekat yang diketahui (selain Matahari), Proxima Centauri, berjarak sekitar 4,22 tahun cahaya.[14][15] | |
| 8,60×100 ly | Sirius, bintang paling terang di langit malam. Dua kali lebih besar dan 25 kali lebih terang dari Matahari. | |
| 11,90×100 ly | HD 10700 e, kandidat planet ekstrasurya untuk planet laik huni. 6,6 kali lebih besar dari bumi, ia berada di tengah-tengah zona laik huni bintang Tau Ceti[16][17] | |
| 20,5×100 ly | Gliese 581, bintang katai merah dengan beberapa planet ekstrasurya yang terdeteksi. | |
| 310×100 ly | Canopus, bintang paling terang kedua di langit malam, setelah Sirius, dengan magnitudo tampak −0.72. | |
| 103 | 3×103 ly | A0620-00, lubang hitam terdekat yang diketahui, berjarak sekitar 3000 tahun cahaya. |
| 26×103 ly | Pusat Bima Sakti berjarak sekitar 26.000 tahun cahaya.[18][19] | |
| 100×103 ly | Diameter Bima Sakti sekitar 100.000 tahun cahaya. | |
| 165×103 ly | R136a1, di Awan Magellan Besar, bintang paling terang yang diketahui, dengan 8,7 juta kali luminositas Matahari, memiliki magnitudo tampak 12,77, lebih terang dari 3C 273. | |
| 106 | 2,5×106 ly | Galaksi Andromeda berjarak sekitar 2,5 juta tahun cahaya. |
| 3×106 ly | Galaksi Triangulum (M33), sekitar 3 juta tahun cahaya, adalah objek paling jauh yang terlihat oleh mata telanjang. | |
| 59×106 ly | Gugusan galaksi besar terdekat, Gugusan Virgo, berjarak sekitar 59 juta tahun cahaya. | |
| 150×106 – 250×106 ly | Penarik Raksasa terletak pada jarak antara 150 dan 250 juta tahun cahaya (yang terakhir merupakan perkiraan terbaru). | |
| 109 | 1,2×109 ly | Sloan Great Wall (jangan disamakan dengan Great Wall dan Her – CrB GW) telah diukur sekitar satu miliar tahun cahaya. |
| 2,4×109 ly | 3C 273, secara optik merupakan kuasar paling terang, dengan magnitudo tampak 12.9, lebih redup daripada R136a1. 3C 273 berjarak sekitar 2,4 miliar tahun cahaya. | |
| 45,7×109 ly | Jarak comoving dari Bumi ke tepi alam semesta yang terlihat sekitar 45,7 miliar tahun cahaya ke segala arah; ini adalah jari-jari comoving dari alam semesta teramati. Ini lebih besar dari usia alam semesta yang ditentukan oleh radiasi latar belakang kosmik. |
Satuan terkait
Jarak antara objek dalam sistem bintang cenderung menjadi pecahan kecil dari tahun cahaya, dan biasanya dinyatakan dalam satuan astronomi. Namun, satuan panjang yang lebih kecil juga dapat dibentuk dengan mengalikan satuan waktu dengan kecepatan cahaya. Sebagai contoh, detik-cahaya, berguna dalam astronomi, telekomunikasi dan fisika relativistik, persis 299.792.458 meter atau ⅟31.557.600 tahun cahaya. Satuan seperti menit-cahaya, jam-cahaya, dan hari-cahaya kadang-kadang digunakan dalam publikasi ilmu pengetahuan populer. Bulan-cahaya, kira-kira satu per dua belas tahun cahaya, juga digunakan sesekali untuk ukuran perkiraan.[20][21] Planetarium Hayden menentukan bulan cahaya lebih tepatnya 30 hari waktu perjalanan cahaya.[22]