Bulan Baru Juga Dapat Terjadi Selama Tiga Hari Berturut-Turut!

Oleh Andi Pangerang
18 Oktober 2020

Halo, Sabahat EduSainsa semua!

Kemarin pagi, tepatnya pada tanggal 17 Oktober 2020 pukul 02.31 WIB merupakan puncak fase Bulan Baru atau yang dalam astronomi disebut sebagai konjungsi (dalam ilmu falak, disebut juga ijtimak yang bermakna “berkumpul”). Fase Konjungsi Bulan secara astronomis adalah konfigurasi dimana Bumi, Bulan dan Matahari membentuk sudut 180 derajat atau garis lurus ketika dilihat dari bidang tegak lurus ekliptika. Bulan tidak dapat memantulkan cahaya Matahari sehingga bagian yang menghadap Bumi tidak bercahaya, selama bayangan Bulan tidak jatuh pada permukaan Bumi. Karena Ketika bayangan Bulan jatuh pada permukaan Bumi baik penumbra maupun umbra, maka akan terjadi gerhana Matahari.

Sehingga, sejak kemarin pagi hingga malam tadi (17 Oktober) merupakan puncak malam Bulan Baru. Akan tetapi, ada yang beranggapan bahwa dua hari lalu (16 Oktober) sudah masuk fase Bulan Baru meskipun pada kenyataannya masih memasuki fase sabit akhir. Anggapan ini juga berdasarkan Bulan purnama yang muncul selama tiga hari berturut-turut. Konsekuensinya, pagi tadi (18 Oktober) juga akan masih memasuki fase Bulan Baru meskipun sebenarnya sudah memasuki fase sabit awal. Padahal puncak Bulan Baru hanya terjadi pada hari kemarin, sehingga menimbulkan pertanyaan: mengapa Bulan Baru tidak hanya terjadi selama sehari, melainkan tiga hari; sehari sebelum, ketika dan sehari setelah puncak Bulan Baru?

Hal ini terkait dengan kemampuan mata kita sebagai alat optik dalam membedakan dua titik yang tampak menyatu menjadi terpisah satu sama lain. Kemampuan ini dapat disebut juga sebagai daya resolusi atau daya urai. Hal ini sesuai dengan kriteria yang disebut sebagai Kriteria Rayleigh, yang berbunyi, “Dua sumber titik akan terlihat terpisah bila pola difraksi benda titik pertama berimpit dengan minimum pertama benda titik kedua”. Kemampuan ini tidak hanya dimiliki oleh mata manusia, melainkan juga mata hewan seperti elang yang sangat berguna untuk membedakan dua mangsa yang terpisah pada jarak tertentu ketika terbang. Kemampuan ini juga berguna bagi alat optik buatan seperti teleskop dalam membedakan dua bintang yang secara visual tampak berdekatan.

Jika titik A adalah titik tengah pada tepi piringan Bulan yang bercahaya sedangkan titik B adalah titik tengah pada tepi piringan Bulan ketika bercahaya penuh, maka daya resolusi adalah kemampuan alat optik dalam membedakan titik A dan B menjadi dua titik yang terpisah. Semakin kecil daya resolusinya, maka semakin kuat daya resolusi alat optik tersebut.

Ilustrasi Bulan Sabit. Dokumentasi Pribadi

Secara umum, daya resolusi dapat dirumuskan sebagai berikut:

θ = 1,22 λ/D

Dimana:

θ = sudut resolusi (radian)
λ = panjang gelombang (meter)
D = lebar bukaan alat optik (meter)

Jika sudut resolusi dinyatakan dalam detik busur, maka rumus di atas menjadi

θ = 2,52 × 10^5 λ/D

Dimana:

θ = sudut resolusi (detik busur)
λ = panjang gelombang (meter)
D = lebar bukaan alat optik (meter)

Sudut resolusi dapat dinyatakan sebagai fraksi iluminasi, yaitu perbandingan antara luas piringan Bulan yang bercahaya ketika menghadap Bumi dengan luas seluruh piringan Bulan, yang mana perbandingan ini juga senilai dengan perbandingan antara lebar piringan Bulan yang bercahaya ketika menghadap Bumi dengan lebar piringan Bulan, dalam hal ini sudut diameter Bulan.

Fraksi iluminasi dapat dirumuskan sebagai berikut:

i = θ / d

Dimana:

i = fraksi iluminasi (tak berdimensi)
θ = sudut resolusi (detik busur)
d = sudut diameter Bulan (detik busur)

Rumus sudut diameter pada dasarnya adalah:

d = 2 arcsin (R/Δ)

Dimana:

d = sudut diameter Bulan (derajat)
R adalah jari-jari Bulan (≈ 1738 km)
Δ = Jarak kosentris (pusat ke pusat) Bumi-Bulan dalam kilometer.

Mengingat 1 derajat = 3600 detik busur, maka rumus sudut diameter menjadi

d = 7200 arcsin (R/Δ)

Dimana:

d = sudut diameter Bulan (detik busur)
R adalah jari-jari Bulan (≈ 1738 km)
Δ = Jarak kosentris (pusat ke pusat) Bumi-Bulan dalam kilometer.

Ukuran Pupil Mata. Sumber: Alodokter

Dengan memasukkan nilai D = 4 mm (diameter pupil untuk mata tak berakomodasi), λ = 550 nanometer (panjang gelombang visual), dan Δ = 356400 km (ketika Perigee) hingga 406700 km (ketika Apogee), maka diperoleh nilai i yang bervariasi antara 1,72% (ketika Perigee) hingga 1,96% (ketika Apogee). Hal ini tampak masuk akal, mengingat ketika Bulan berada di titik terjauh dari Bumi, sudut diameter Bulan akan tampak lebih kecil dibandingkan ketika berada di titik terdekat dari Bumi sehingga dengan sudut resolusi yang sama, fraksi iluminasi yang dihasilkan akan lebih besar dibandingkan ketika berada di titik terdekat dari Bumi. Fraksi iluminasi yang bernilai 1,72% hingga 1,96% ini dapat dimaknai sebagai jarak antara titik A dan B minimum yang dapat dipisahkan oleh mata tak berakomodasi sebesar 1,72% hingga 1,96% sudut diameter Bulan, yang mana terjadi ketika iluminasi Bulan bernilai 1,72% hingga 1,96% atau 32 jam sebelum dan setelah puncak Bulan Baru. Jika iluminasi Bulan lebih kecil dari nilai tersebut, maka Bulan sabit tidak dapat terlihat secara visual.

Jika diameter pupil ketika mata berakomodasi maksimum = 8 mm dengan nilai λ dan Δ yang sama, maka diperoleh nilai i yang bervariasi antara 0,86% (ketika Perigee) hingga 0,98% (ketika Apogee). Fraksi iluminasi yang bernilai 0,86% hingga 0,98% ini dapat dimaknai sebagai jarak antara titik A dan B minimum yang dapat dipisahkan oleh mata berakomodasi maksimum sebesar 0,86% hingga 0,98% sudut diameter Bulan, yang mana terjadi ketika iluminasi Bulan bernilai 0,86% hingga 0,98% atau 24 jam sebelum dan setelah puncak Bulan Baru. Jika iluminasi Bulan lebih kecil dari nilai tersebut, maka Bulan sabit tidak dapat terlihat secara visual. Rentang 24 hingga 32 jam sebelum dan setelah puncak Bulan Baru dapat menjadi interval ambang atau abu-abu apakah Bulan sabit masih dapat terlihat dengan mata telanjang, terlepas apakah tak berakomodasi ataupun berakomodasi maksimum.

Ilustrasi Perbandingan Iluminasi Bulan 1% dengan 2%. Dokumentasi Pribadi

Jika puncak Bulan baru terjadi tengah malam, iluminasi Bulan 2% dapat dicapai ketika satu hari sebelum puncak Bulan baru ketika Bulan terbit hingga satu hari setelah puncak Bulan baru ketika Bulan terbenam. Sehingga, selama tiga hari berturut-turut Bulan sudah dianggap sebagai Bulan baru. Akan tetapi, hal ini tidak berlaku jika puncak Bulan baru terjadi tengah hari. Hal ini karena iluminasi Bulan 2% dapat dicapai ketika satu hari sebelum puncak purnama ketika Bulan terbenam hingga satu hari setelah puncak purnama ketika Bulan terbit, sehingga Bulan baru hanya terjadi selama dua hari berturut-turut saja. Kondisi ambang apakah Bulan terjadi selama tiga hari atau hanya dua hari saja dapat dicapai ketika puncak purnama terjadi ketika Bulan terbit ataupun Bulan terbenam.

Linimasa Iluminasi Bulan ketika Bulan Baru. Dokumentasi Pribadi

Demikianlah penjelasan mengenai mengapa Bulan Baru dapat terjadi selama tiga hari berturut-turut. Semoga dapat menjawab rasa penasaran sahabat EduSainsa semua.

 

Comments