Pengertian Gerhana (Matahari dan Bulan)

Gerhana terjadi karena terhalangnya cahaya Matahari. Jika cahaya Matahari tidak bisa mencapai Bulan keseluruhan atau sebagian karena terhalang oleh Bumi (dengan kata lain Bulan berada dalam bayangan Bumi), maka peristiwa itu dinamakan gerhana bulan. Sedangkan jika bayangan Bulan jatuh ke permukaan Bumi (Bulan menghalangi sebagian cahaya Matahari yang menuju Bumi), maka peristiwa ini dinamakan gerhana matahari. Ada dua macam bayangan: umbra (bayangan inti) dan penumbra (bayangan tambahan). Jika kita berada dalam umbra sebuah benda (misalnya umbra Bulan), maka sumber cahaya (dalam hal ini Matahari) akan tertutup keseluruhannya oleh benda tersebut. Sedangkan jika kita berada dalam penumbra, sebagian sumber cahaya masih akan terlihat. Namun demikian, saat gerhana bulan total, meski Bulan berada dalam umbra Bumi, Bulan tidak sepenuhnya gelap total karena sebagian cahaya masih bisa sampai ke permukaan Bulan oleh efek refraksi atmosfer bumi.


Gerhana Matahari dan Bulan

Macam-macam Gerhana Matahari

Berdasarkan penampakannya saat puncak gerhana, gerhana matahari dapat dibedakan menjadi:

Gerhana Matahari Total
Pada gerhana matahari total, seluruh piringan matahari tertutup oleh piringan bulan. Saat gerhana matahari total ini, ukuran piringan bulan sama besar atau lebih besar dari piringan matahari.

Gerhana Matahari Cincin
Pada gerhana matahari cincin, ujung umbra tidak mencapai permukaan Bumi. Hanya perpanjangan umbra saja (yang disebut antumbra atau anti umbra) yang mencapai permukaan Bumi. Meski seluruh piringan bulan berada di depan piringan matahari, tetapi ukurannya lebih kecil dari piringan matahari, akibatnya tidak seluruh piringan matahari tertutupi. Bagian pinggiran piringan matahari yang tidak tertutupi piringan bulan tersebut, masih bercahaya, sementara bagian tengahnya gelap tertutup piringan bulan. Karena itu gerhana ini dinamakan gerhana matahari cincin.

Gerhana Matahari Cincin-Total (Gerhana Matahari Hibrid)
Gerhana matahari cincin - total adalah gerhana matahari yang jarang terjadi. Pada gerhana matahari jenis ini, di sebagian tempat di muka Bumi, yang teramati adalah gerhana matahari cincin, sedangkan di tempat lain gerhana matahari total.
Hal ini bisa terjadi karena pada saat puncak gerhana, puncak kerucut umbra Bulan berada (hampir) tepat di permukaan Bumi, dan pada lokasi ini akan teramati gerhana matahari total. Sedangkan pada lokasi di timur dan barat lokasi tadi, bayangan gelap yang jatuh di permukaan Bumi bukanlah umbra, tetapi perpanjangan umbra (antumbra), sehingga untuk fase total pada lokasi ini yang teramati adalah gerhana matahari cincin.

Gerhana Matahari Sebagian
Pada gerhana matahari sebagian, saat puncak gerhana terjadi, tidak seluruh piringan bulan menutupi piringan matahari dan tidak seluruh piringan bulan berada di depan piringan matahari. Dikenal juga istilah gerhana sentral dan gerhana non-sentral. Gerhana sentral adalah gerhana yang terjadi dengan garis penghubung Matahari-Bulan berpotongan dengan permukaan Bumi. Jika garis hubung tersebut tidak memotong permukaan Bumi, gerhana tersebut dinamakan gerhana non-sentral. Gerhana matahari total, gerhana matahari cincin, dan gerhana cincin-total termasuk gerhana sentral. Sedangkan gerhana matahari sebagian, ada yang sentral ada yang tidak.

Gerhana Bulan
Gerhana Bulan hanya mungkin terjadi pada saat bulan purnama, sedangkan gerhana matahari hanya mungkin terjadi pada saat bulan baru. Telah diketahui bahwa pada setiap bulan, Bulan beredar mulai dari bulan baru ke sisi sebaliknya, bulan purnama, dan kembali lagi ke bulan baru. Pada peristiwa gerhana bulan, kita mengenal empat macam gerhana, yaitu: gerhana bulan total, gerhana bulan sebagian, gerhana bulan penumbral total, dan gerhana bulan sebagian penumbral. Perbedaan jenis-jenis gerhana bulan tersebut terletak pada bayangan Bumi mana yang jatuh ke permukaan Bulan saat fase maksimum gerhana terjadi. Macam-macam gerhana bulan dapat dilihat seperti gambar di bawah ini.

Gerhana Bulan Total Jika saat fase gerhana maksimum gerhana, keseluruhan Bulan masuk ke dalam bayangan inti / umbra Bumi, maka gerhana tersebut dinamakan gerhana bulan total. Gerhana bulan total ini maksimum durasinya bisa mencapai lebih dari 1 jam 47 menit.

Gerhana Bulan Sebagian
Jika hanya sebagian Bulan saja yang masuk ke daerah umbra Bumi, dan sebagian lagi berada dalam bayangan tambahan / penumbra. Bumi pada saat fase maksimumnya, maka gerhana tersebut dinamakan gerhana bulan sebagian.

Gerhana Bulan Penumbral Total
Pada gerhana bulan jenis ke- 3 ini, seluruh Bulan masuk ke dalam penumbra pada saat fase maksimumnya. Tetapi tidak ada bagian Bulan yang masuk ke umbra atau tidak tertutupi oleh penumbra. Pada kasus seperti ini, gerhana bulannya kita namakan gerhana bulan penumbral total.

Gerhana Bulan Penumbral Sebagian
Dan gerhana bulan jenis terakhir ini, jika hanya sebagian saja dari Bulan yang memasuki penumbra, maka gerhana bulan tersebut dinamakan gerhana bulan penumbral sebagian. Gerhana bulan penumbral biasanya tidak terlalu menarik bagi pengamat. Karena pada gerhana bulan jenis ini, penampakan gerhana hampir-hampir tidak bisa dibedakan dengan saat bulan purnama biasa.

Frekuensi dan Periodisitas Gerhana

1. Musim Gerhana
Gerhana terjadi saat Bulan berada kira-kira segaris dengan Bumi dan Matahari, dan saat itu Bulan berada di salah satu titik simpulnya. Dengan kata lain, gerhana bisa terjadi jika garis nodal searah dengan arah garis hubung Bumi-Matahari. Bumi bergerak dengan arah A-B-C-D. Jika Bumi berada pada posisi A dan C, maka saat bulan baru dan bulan purnama, akan terjadi gerhana. Sedangkan saat Bumi berada di posisi B dan D, tidak akan terjadi gerhana saat fase bulan baru atau purnama. Saat posisi B dan D pada, bayangan bulan tidak mencapai Bumi saat fase bulan baru. Sedangkan saat bulan purnama, bayangan Bumipun tidak mengenai Bulan. Saat-saat konfigurasi Bumi-Matahari-garis nodal seperti pada A dan C pada, maka pada waktu fase bulan baru pasti akan terjadi gerhana matahari, dan saat fase bulan purnama akan terjadi gerhana bulan. Saat-saat seperti itu dinamakan musim gerhana, dan pada saat musim gerhana, dikatakan Bumi berada dalam zona gerhana. Dalam satu tahun, terjadi dua musim gerhana, yaitu saat konfigurasi A dan saat konfigurasi C tercapai. Namun musim gerhana tidak tepat terpisah 6 bulan, karena garis nodal sendiri bergeser dengan laju 19º pertahun ke arah barat (lihat Gambar bawah) Akibatnya musim gerhana terjadi dalam interval yang lebih pendek, yaitu 173,3 hari. Interval waktu yang dibutuhkan Bumi untuk mengelilingi Matahari dari konfigurasi Bumi-Matahari segaris dengan garis nodal seperti posisi A kembali ke konfigurasi semula dinamakan tahun gerhana. Satu tahun gerhana terdiri dari 2 musim gerhana. Karena gerak garis nodal tadi, maka satu tahun gerhana tidak sama dengan satu tahun sideris, tetapi lebih pendek. Tahun sideris ini adalah selang waktu yang dibutuhkan Bumi untuk mengelilingi Matahari.

Bulan dan Matahari terlihat sebagai piringan di langit. Karena itu, saat gerhana terjadi, posisi posisi Bumi-Bulan-Matahari tidak mesti tepat segaris. Dilihat dari Bumi, gerhana matahari bisa terjadi jika Matahari (dilihat dari Bumi) berada sekitar 18,5º dari titik node, baik di sebelah timur ataupun barat. Selama Matahari berada dalam interval tersebut, pada fase bulan mati akan terjadi gerhana matahari. Hal yang sama terjadi juga untuk Bulan. Gerhana bulan bisa terjadi jika bulan berada 16,5º dari titik node, baik di sebelah timur ataupun barat. Maka selama Bulan berada dalam interval itu, saat purnama akan terjadi gerhana bulan.

Gerhana matahari terjadi jika Matahari berada dalam selang 37º yang berpusat di titik node. Karena Matahari di langit bergerak dengan kecepatan ~1º perhari, dibutuhkan kira-kira 37 hari untuk melintasi daerah tersebut. Sedangkan fase bulan baru terjadi tiap 29,5 hari. Karena itu, ketika Matahari berada dalam selang tersebut, minimal terjadi satu kali fase bulan baru. Dengan kata lain, setiap musim gerhana, dipastikan akan terjadi gerhana matahari. Minimal dalam satu tahun, bisa terjadi 2 kali gerhana matahari, dan maksimal 5 kali gerhana matahari.

Bumi bergerak mengitari Matahari dengan kecepatan ~1º perhari, dan membutuhkan waktu 22 hari untuk melintasi daerah yang memungkinkan terjadinya gerhana. Karena waktu yang dibutuhkan lebih pendek dari selang bulan baru ke bulan baru, maka mungkin saja selama Bumi berada di zona gerhana tersebut, tidak terjadi bulan baru. Dengan kata lain, dalam musim gerhana, mungkin saja tidak terjadi gerhana bulan. Dalam satu tahun, bisa terjadi 3 gerhana bulan, bisa juga tidak terjadi gerhana bulan sama sekali.

Terulangnya Gerhana Serupa
Ribuan tahun lalu orang-orang kuno telah mencatat terjadinya gerhana yang sama, terjadi berulang paa selang waktu yang teratur.

Agar terjadi gerhana serupa, maka syarat yang harus dipenuhi adalah:

1. Bulan harus pada fase yang sama
2. bulan harus pada kedudukan yang sama terhadap garis simpul
3. kedudukan matahari dan bulan harus pada jarak yang sama terhadap bumi

Disamping itu kedua gerhana yang serupa yang terjadi di bumi juga harus pada waktu yang sama tahun tersebut. Untuk menganalisis ketiga syarat tersebut, kita telah mengenal adanya tiga jenis bulan yaitu:

a. Bulan Sinodis, adalah waktu bulan dari satu fase ke fase yang sama lagi yang lamanya 29,5306 hari.
b. Bulan Draconis, adalah waktu bulan dari satu kedudukan ke kedudukan yang sama terhadap garis simpul yang lamanya 27,2122 hari.
c. Bulan Anomalistik, waktu bulan dari kedudukan yang sama terhadap perigee yang lamanya 27,55455 hari.

Jadi kita bisa gunakan salah satu dari kelipatan bulan ini dan menghasilkan keberulagan gerhana matahari yang serupa dan selang waktu ini adalah sekitar 18 tahun. Bila saja waktu ini digunakan dalam bentuk hari, maka gerhana serupa berturutan dalam periode ini akan terjadi pada waktu yang sama di hari yang sama pada tempat yang sama. Namun karena masih ada sisa sekitar sepertiga hari pada setiap satu periode, maka gerhana yang betul-betul serupa terjadi pada waktu, hari, dan tempat yang sama berulang sekitar 54 tahun.

Untuk gerhana bulan yang serupa juga terjadi pada selang periode ini. Akan tetapi karena batas ekliptis gerhana bulan lebih kecil dari gerhana matahari, maka segi gerhana bulan yang serupa yang terjadi pada waktu, hari, dan tempat yang sama berulang sekitar 50 period atau sekitar 870 tahun. Cara ini dapat digunakan untuk meramalkan gerhana serupa, baik gerhana bulan maupun gerhana matahari.