Matahari berada di jantung tata surya. Semua benda di tata surya - planet, asteroid, komet, dll. - berputar mengelilinginya pada berbagai jarak. Merkurius, planet yang paling dekat dengan matahari, berada sedekat 29 juta mil (47 juta kilometer) di orbit elipsnya, sementara objek di Awan Oort, cangkang es tata surya, diperkirakan terletak sejauh 9,3 triliun mil ( 15 triliun km). Tapi berapa jarak Bumi dan Matahari?
Bumi mengorbit matahari 100.000 kali lebih dekat dari Awan Oort, dengan rata-rata 92.955.807 mil (149.597.870 km). Jarak dari Bumi ke matahari disebut satuan astronomi, atau astronomical unit ( AU ), yang digunakan untuk mengukur jarak di seluruh tata surya.
Jupiter, misalnya, berjarak 5,2 AU dari matahari. Neptunus berjarak 30,07 AU dari matahari. Jarak ke bintang terdekat, Proxima Centauri, sekitar 268.770 AU, menurut NASA. Namun, untuk mengukur jarak yang lebih jauh, para astronom menggunakan tahun cahaya, atau jarak yang ditempuh cahaya dalam satu tahun Bumi, yang setara dengan 63.239 AU. Jadi Proxima Centauri berjarak sekitar 4,25 tahun cahaya.
Orbit elips
AU adalah jarak rata-rata dari bumi ke matahari. Bumi membuat revolusi lengkap mengelilingi matahari setiap 365,25 hari - satu tahun. Namun, orbit bumi bukanlah lingkaran yang sempurna; bentuknya lebih seperti oval, atau elips. Selama setahun, Bumi terkadang bergerak lebih dekat ke matahari dan terkadang lebih jauh dari matahari. Jarak terdekat Bumi ke matahari, yang disebut perihelion, terjadi pada awal Januari dan berjarak sekitar 91 juta mil (146 juta km), hanya kurang dari 1 AU. Jarak terjauh dari Matahari disebut aphelion. Itu datang pada awal Juli dan berjarak sekitar 94,5 juta mil (152 juta km), lebih dari 1 AU.
Menemukan jarak
Secara historis, orang pertama yang mengukur jarak ke matahari adalah astronom Yunani Aristarchus sekitar tahun 250 SM. Dia menggunakan fase bulan untuk mengukur ukuran dan jarak matahari dan bulan. Selama setengah bulan, tiga benda langit harus membentuk sudut siku-siku. Dengan mengukur sudut di Bumi antara matahari dan bulan, dia menentukan matahari 19 kali lebih jauh dari planet daripada bulan, dan dengan demikian 19 kali lebih besar. Faktanya, matahari sekitar 400 kali lebih besar dari bulan.
"Pengukuran Aristarchus mungkin salah karena pertama, sulit untuk menentukan pusat tepat dari matahari dan bulan dan kedua, sulit untuk mengetahui secara pasti kapan bulan setengah purnama," kata situs astronomi Cornell University.
Meskipun tidak tepat, Aristarchus memberikan pemahaman sederhana tentang ukuran dan jarak ketiga benda, yang membuatnya menyimpulkan bahwa Bumi mengelilingi matahari, sekitar 1.700 tahun sebelum Nicolaus Copernicus mengusulkan model heliosentris tata surya.
Pada 1653, astronom Christiaan Huygens menghitung jarak dari Bumi ke matahari. Dia menggunakan fase Venus untuk menemukan sudut dalam segitiga Venus-Bumi-matahari. Misalnya, ketika Venus tampak setengah diterangi oleh matahari, ketiga benda tersebut membentuk segitiga siku-siku dari sudut pandang Bumi. Menebak (dengan benar, kebetulan) ukuran Venus, Huygens dapat menentukan jarak dari Venus ke Bumi, dan mengetahui jarak tersebut, ditambah sudut yang dibuat oleh segitiga, ia dapat mengukur jarak ke matahari. Namun, karena metode Huygens sebagian merupakan tebakan dan tidak sepenuhnya didasarkan secara ilmiah, dia biasanya tidak mendapatkan pujian.
Pada tahun 1672, Giovanni Cassini menggunakan metode yang melibatkan paralaks, atau beda sudut, untuk mencari jarak ke Mars dan pada saat yang sama menghitung jarak ke matahari. Dia mengirim rekannya, Jean Richer, ke Guyana Prancis selama dia tinggal di Paris. Mereka melakukan pengukuran posisi Mars relatif terhadap bintang latar, dan melakukan triangulasi pengukuran tersebut dengan jarak yang diketahui antara Paris dan Guyana Prancis. Begitu mereka memiliki jarak ke Mars, mereka juga bisa menghitung jarak ke matahari. Karena metodenya lebih ilmiah, dia biasanya mendapat pujian.
"Mengekspresikan jarak dalam unit astronomi memungkinkan para astronom untuk mengatasi kesulitan dalam mengukur jarak di beberapa unit fisik," kata astronom Nicole Capitaine dari Universitas Paris kepada Space.com. "Praktik semacam itu berguna selama bertahun-tahun, karena para astronom tidak dapat mengukur jarak di tata surya seakurat mereka dapat mengukur sudut."
Persamaan baru
Dengan munculnya pesawat ruang angkasa dan radar, metode yang lebih tepat muncul untuk mengukur langsung jarak antara Bumi dan Matahari. Definisi AU adalah "jari-jari orbit Newtonian melingkar yang tidak terusik tentang matahari dari sebuah partikel yang bermassa sangat kecil, bergerak dengan gerakan rata-rata 0,01720209895 radian per hari (dikenal sebagai konstanta Gaussian)."
Seiring dengan mempersulit para profesor astronomi, definisi itu sebenarnya tidak sesuai dengan relativitas umum. Menggunakan definisi lama, nilai AU akan berubah bergantung pada lokasi pengamat di tata surya. Jika seorang pengamat di Jupiter menggunakan definisi lama untuk menghitung jarak antara Bumi dan Matahari, pengukurannya akan bervariasi dari yang dibuat di Bumi sekitar 1.000 meter (3.280 kaki).
Selain itu, konstanta Gaussian bergantung pada massa matahari, dan karena matahari kehilangan massa saat meradiasikan energinya, nilai AU pun ikut berubah.
International Astronomical Union memilih pada Agustus 2012 untuk mengubah definisi unit astronomi ke angka lama: 149.597.870.700 meter. Pengukurannya didasarkan pada kecepatan cahaya, jarak tetap yang tidak ada hubungannya dengan massa matahari. Meter didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa dalam 1 / 299.792.458 detik.
"Definisi baru jauh lebih sederhana daripada yang lama," kata astronom Sergei Klioner dari Technical University of Dresden di Jerman. Baik Klioner dan Capitaine keduanya adalah bagian dari kelompok Persatuan Astronomi Internasional yang bekerja untuk menyempurnakan definisi tersebut.
