I. PENDAHULUAN

Evans (1971), berdasarkan perhitungan Taylor (1970) memberitahukan kepada penulis tentang terdjadinja okultasi bintang jang terang (Beta Scorpio) oleh Jupiter. Okultasi bintang jang terang oleh sebuah planit, adalah peristiwa jang djarang terdjadi, tetapi kepentingan terutama terletak pada keperluan:

• 1. Untuk menentukan skala-tinggi (scale-height), dan
• 2. Untuk memperbaiki ephemeris planit Jupiter.

Perhitungan Taylor (1970) memberitahukan bahwa peristiwa jang djarang terdjadi itu akan baik diamati dari daerah disekitar Samudera Hindia, termasuk Indonesia. Dari Observatorium Bosscha, peristiwa tadi diperhitungkan akan terdjadi pada tanggal 13 Mei 1971, djam 18 U.T. Komu¹⁾ Publication from the Bosscha Observatory No. 6/1972.

²⁾ Bosscha Observatory, Lembang, Java, Indonesia.

nikasi dengan Dr. W. B. Hubbard (Texas) mernberikan data jang lebih cletail mengenai kedjaclian, jang bcrhubungan clcngan okultasi, chusus untuk Observatorium Bosscha (L : - 7hl0m27s.B4).

Gambar 1 menundjukkan g;erakan-harian Jupite r relatip terhadap bintang-kcrnbar lJeta Scorpio, selarna pcriodc 0.1 hari. l)alarn gambar rljuga clitundjukkan gcrakan Jupiter pada orbitnja scbcsar 16,23 krrr/sck. Konfigurasi satelit Jupiter ltada saat tcrdjadinja oiiultasi clitundjukkan pacla Garnb:rr 2. Saat jang tcrtcra pada gambar rricnundjukkan u'aktu U. T'. (iaris terpotong-potong mcnuncljukkan bahwa bcrrda: jang bersangkutan arla rlitrclakang planit, scclang garis tcbal mcnunrljukkan bahwa satelit nlaupun bintang clapat clilihat. Karena kcticlak-tclitian cphcrneris Jupiter, titik ing'.r'css clatr egrcss titlali tcpat sepclti tlirlalarn garnbar, tctal;i urcrnpunjai lingkaran-keragllan cl:rlani order bcbcrapa sckon busur.

II. TIiORI

I)jika scbuah bintang terhalang olch scbuah planit jang bcrangkasa, rrraka tjahaja bintang tt:rscbut tidak bcrliurang setjara rrrcncla<lak, scllerti kalau bintang tersebut rncnghilang tlibclakang scbuah pirinuan jang takternbus tjahaja. Scbaliknja, pcngurangan tjahaja bintang bcrlangsung setjar:r sr:rcluil. I)ua buah Iaktor jang rncnortukan llelcrrrahan tjaha.;a bintanq tcrscbut atlalah :

• i. karena refraksi cliffcrcnsial.
• ii. l.relerrrahan sctJara eksponcntiil, akibat sebaran rrrolcliuler.

K:rlau scbuah bintang tcrlihat rnclalui anskasa Jupitcr, rnaka refraksi differrnsial rnerncgans l)cr':lnrn jarrq tt'r'pcntine. IJaurn clan Code (19513) rncrribcrikan runrus antara kuat tjahaja scbuah bintang scbelurrr cian sesuclah bera<la rlibelakang^ angkasa scbuah planit.

Untuk rrrernuclahkarr penurunan tebal anghasa, beberalta penganclaian2 alian diadakan :

• a. Planit rnernpunjai bentuli sferis.
• b. Planit ini clike lilingi oleh stratosfir jang isothermal clan stratosfir tersebut rncnrpunjai kornposisi jang hornogin.
• c. flravitasi konstant, untuk scluruh radius ltlanit.
• <1. Tebal stratosfir jang cffcktip ketjil clibanding dengan raclius irlanitnja sendiri.
• e. Bintangnja mempunjai suchrt-lihat ketjil, dibanding dengan skala tinggi Jupiter.

Gambar 1 : Posisi planit Jupiter dan Beta Scorpio pada tanggal 13 Mei 1971.

Gambar 2 : Posisi relatj-p Jupiter beserta satelitnja dengan Beta Scorpio mendjelang dan s.esudah terdjadi okultasi (angka dalam kurung menundjukkan waktu universil) .

Gambar 3 : "Flashes" Beta Scorpio (pada ekor kurva tjahaja) jang diamati dari Naini Ta1 (India). (Sky and TeL. 42, 337, L97L).

Pengandaian diatas, dapat dipakai untuk menentukan indeks refraksi, n, disetiap tempat r, dibandingkan dengan indeks refraksi standard n\(_{\rm o}\) pada djarak r\(_{\rm o}\):

\[-a(r - r_{o})\] \[n = 1 + (n_{o} - 1) e\] (1)

dimana a mempunjai hubungan dengan berat molekul rata², pertjepatan gaja berat permukaan, konstanta gas dan temperatur absolut. Hubungan tersebut ialah

\[a = \frac{m g}{R T}\] (2)

Skala tinggi didefinisikan sebagai \(\frac{1}{a}\), jang daripadanja perbandingan antara temperatur dan berat molekul rata² dapat ditentukan untuk ketinggian tertentu diatas permukaan planit. Oleh karenanja peristiwa okultasi merupakan peristiwa jang unik untuk dapat menentukan skala tinggi angkasa planit, dan daripadanja menurunkan harga T/m.

Kalau v adalah ketjepatan relatip teropong dan t adalah waktu, maka antara avt dengan perubahan tjahaja bintang selama ada dibelakang angkasa planit mendjadi

\[(\frac{Q_o}{Q} - 2) + \ln (\frac{Q_o}{Q} - 1) = avt\] (3)

dimana : \(Q_0\) = flux dari bintang, jang diterima oleh teropong, seandainja tidak melewati angkasa Jupiter.

dan Q = flux tersebut setelah ada dibelakang angkasa Jupiter.

Rumus 3 menjatakan sebuah keluarga "kurva-tjahaja", dengan parameter a dan v. Jang terachir ini, selalu dapat ditentukan. Besaran Q dan \(\mathbf{Q}_0\) dapat diamati setjara fotometri. Perubahan \(\mathbf{Q}/\mathbf{Q}_0\) terhadap t dapat dipergunakan menentukan skala tinggi tersebut.

Untuk peristiwa okultasi tanggal 13 Mei, Table I s/d. IV menundjukkan "kurva tjahaja" jang diharapkan, sebagai fungsi dari waktu, dan berat molekul rata². Disini berat molekul rata² m = 2 adalah untuk \(\rm H_2\) murni, sedang m = 4 adalah untuk \(\rm H_e\) murni. Saat t = 0 menundjukkan saat dimana tjahaja bintang telah berkurang 50 % dibandingkan dengan sebelum ada' dibelakang angkasa Jupiter. Didalam perhitungan ini telah diambil temperatur-batas \(100^{\circ}\rm K\).

Prediksi untuk Observatorium Bosscha.

TABEL I.

Ingress untuk Beta Scorpio.

May 13, 1971; \(18^{\rm h}\) \(22^{\rm m}\) \(44.^{\rm s}8\) (May 13.765796) Latitude Jupiter = - 53.931 Sudut antara bidang horizontal dengan ekuator Jupiter = \(32.^{\rm o}88\)Ketjepatan arah tegak lurus bidang horizontal = - 9.27 km/sek. Gaja gravity lokal = 2571.76 c.g.s.

Kurva Tjahaja untuk T = \(100^{\circ}\)K; Q/Q₀

TABEL II.

Egress untuk Beta Scorpio.

May 13, 1971; 19^h 45^m 57.87 (May 13.823584). Latitude Jupiter = — 51.984. Sudut antara bidang horizontal dengan ekuator Jupiter = — 34.930. Ketjepatan arah tegak lurus bidang horizontal = 9.15 km/sek. Gaja gravity lokal = 2562.10 c.g.s.

Kurva Tjahaja untuk T = \(100^{\circ}\)K; Q/Q₀

TABEL III.

Ingress untuk SAO 159683.

May 13, 1971, 17h 46m 8.s5 (May 13.740376).

Latitude Jupiter = \(-11.^{\circ}15\).

Sudut antara bidang horizontal dengan ekuator Jupiter = 77.040.

Ketjepatan arah tegak lurus bidang horizontal = - 16.34 km/sek.

Gaja gravity lokal = 2335.57 c.g.s.

Kurva Tjahaja untuk T = 100°K; Q/Q_o

TABEL IV.

Egress untuk SAO 159683.

May 13, 1971; 20^h 6^m 22.55 (May 13.837760).

Latitude Jupiter = -9.976.

Sudut antara bidang horizontal dengan ekuator Jupiter = - 78.997.

Ketjepatan arah tegak lurus bidang horizontal = 16.23 km/sek.

Gaja gravity lokal = 2332.20 c.g.s.

Kurva Tjahaja untuk T = 100°K; Q/Qo

Baum dan Code (1953) telah menentukan skala-tinggi angkasa Jupiter sebesar 8 kilometer; harga jang konsistent untuk berat molekul jang tinggi jang diduga karena adanja molekul \(H_{\rm e}\) jang besar. Tetapi hasil itu mungkin memerlukan pengetjekan karena adanja petundjuk mengenai berat molekul rata² jang lebih rendah. Berat molekul rata² jang rendah ini dapat timbul karena adanja sedjumlah molekul hydrogin pada lapisan jang tinggi diatas awan Jupiter. Oleh karena itu dugaan dapat timbul bahwa kurva tjahaja tidak mengikuti prediksi jang didasarkan pada m=2 atau m=4, tetapi kurva tjahaja tersebut akan terdapat diantara kurva prediksi teoritis jang tertera didalam Tabel I dan IV. Djuga petundjuk mengenai temperatur Jupiter jang tinggi meminta pengamatan okultasi ini dilakukan dengan lebih teliti.

III. PENGAMATAN

Refraktor dobel Observatorium Bosscha (60 cm) telah dipergunakan untuk keperluan penjelidikan ini. Pengamatan visuil, dengan teropong jang lensanja dikoreksi untuk tjahaja kuning, dilakukan setjara simultan dengan teropong fotografis. Pengamatan fotografis dikerdjakan oleh Larson (1971, 1972) dengan sistim optis jang bekerdja pada f/76. Skala fotografis pada pelat film adalam 3."75 mm^-1. Saat² ingress diamati dengan refraktor visual, dengan mempergunakan film Kodak 4X Panchromatic Schott Filter No. GG-14. Sedangkan saat egress dengan Kodak 103-0 Spectroscopic Film, tidak dengan filter.

Pengamatan visuil dikerdjakan oleh penulis ini. Pembatjaan dan pentjatatan saat² terdjadinja okultasi dilakukan oleh Sdr. S. Darsa. Chronometer Hamilton, milik Observatorium Bosscha telah dipakai untuk menentukan U.T. Chronometer tersebut telah dikalibrasi dengan Chronometer milik Djawatan Meteorologi dan Geofisika (World-Wide Seismograph System, Hammarlund Model SP-600). Ketelitian pembatjaan penentuan kedjadian mempunjai ketelitian dalam order 0.85. Drift Chronometer Hamilton sebanjak 08.9 tiap 24 djam, relatip terhadap WWV telah dimasukkan sebagai koreksi.

Walaupun tjuatja tidak dalam keadaan jang ideal, tetapi saat ingress dan egress dapat diamati, dalam keadaan "seeing" jang baik (order 1"-2"). Korelasi antara pengamatan visuil dan fotografis dapat ditundjukkan mempunjai ketelitian dalam order rata² 0.5 sekon. Dengan persiapan jang lebih baik, rangkaian saat terpenting dalam peristiwa okultasi tentunja dapat dikerdjakan setjara simultan.

Okultasi bintang jang lebih dekat dengan ckuator Jupiter (SAO 159683) berdijalan dengan lantjar dan berlangsung selama kurang lebih 65 sekon. Pengamatan Beta Scorpio sendiri setjara visuil terdijadi pada saat jang diharapkan, tetapi kadang² menundjukkan fluktuasi tjahaja jang terdijadi dalam selang jang tidak teratur, dalam waktu antara 2 sampai 6 sekon. Penulis ini menduga bahwa fluktuasi tjahaja tersebut disebabkan berubahnja "seeing", tetapi pengetjekan kemudian pada sequence fotografis jang dibuat oleh Larson (1971, 1972) dan Hidajat (1971) menundjukkan bahwa

Gambar 4: Flashes jang diamati dari Observatorium Bosscha (baris bawah, no. 2 dan 3 dari kiri).

Gambar 5: Kurva tjahaja Beta Scorpio, pada waktu menghilang dibelakang angkasa Jupiter. (Titik2: S.M. Larson; tanda silang: B. Hidajat), diamati dari Observatorium Bosscha. Garis terpotong: adalah garis2 teoritis (lihat teks).

Gambar 6: Hasil penentuan profil planit Jupiter; berdasarkan "best-fit" dari pengamatan 5 buah Observatorium (menurut Evans dan Hubbard, 1971).

bukaniah ,,sceing" jang rnenjel,abkiur fluktu:isi tjahaja. N{en..rrut perliiraan penulis saat ingress ini memakan waktu sarnpai B menit, 7 menit diantaranja diseling dengan terang-lemahnja tjahaja Beta Scorpio.

Phenornena jang tersebut 'diatas jang biasanja dikategorikan dengan ,,flashing", cljuga rliarnati ketika terdjacli okultasi oleh Ncptune pada tahun 1968 (lihat Evans dan Hubbarcl, 1971). Sclanra ingress clan cgress sebuah bintane, "Ilashcs" cl:rp:rt tercljacli, dan ini cliperkuat oleh pcnearrratan fotoelektris. (]ambar 3 rnenundjulikan rcproclul<si dari artikel Evans dan Ilubbar<l (1971) clari tlatai jang tlipclolch cli JoharrnrsburiJ (Afrika licl:rtan) rlan Naini Tal (Inclia). Fl:Lshes tcrsrbut, rlai;a.t ditr:ransl.'an liarcna adanja lauisani cl<:ns4arr iirtlelis relralisi jeing bcrbccla-bcrla. Dan licnjataan bahlr':r tl:rlatrt tempo satnpai clengan 7 rnenit l)crtarna clari saat ingir:ss,,ilasliing" rnasih ilapat <liarrr:rti, rn:rka lapisrrr: clcnsan inclcks rcfraksi j.rng bcrbccla clan berubah, terclapat sampai tinggi cliatas ansliasa Jupitcr. Seperti tclah dilaporlian Ilidajat (1971), pcnsarnatan rrrcngenai saat? Bcta Scorltio acla clibclahang Jupiter, scbagian qeornctri, sangat <lipersukar oleh adanja ..|'lashing". Urrrpanra, pada cljarn 1Bh29m59s, ,,flashing" rnasih tarnpak. (lambar 4, jang <lipincljamlian liepada pcnulis, oleh Larson rrrcnuncljulikan hal ini tlcngan cljclas, bahwa rvalaulrun Ilcta Scorpio jans scharusnja sudalr rlibclakang Jultitcr, tctapi rnasih nrcnunrljukkan tjahajanja, srrbcsar. kir':r: 2lt l.b t|rha'a asahrja.

IV. IIASIL DAN KON,{IINT'AIT

f'abcl \1 rrrenundjukkan hasil Penqarnatrn jang clibuat cli Obscr,,'atoriurn llossch:r. Kolorn visual rncnundjukkan hasil pengarrratan dcngan pcrubahan nragnituclc jang dikira-kira clengan nata. Karena disckitar terdjadinja pt:ristirva tersebut tidak acla bintang jane cl\rcrgunalian scbaeai stanclard, nr:rka cstirnasi hanja cliclasarkan kepacla ingatan keyracla tcransrrja bintan{ scbclurn tiba dibclakang angkasa Jupiter. Walaupun bcgitu pcrkir:ran pr:rubahan rnagnitude tersebut dipcrkirakan sarnpai ordcr 0.m25. Ilahr,vasanja perkiraan ini brral:Lsan, clapat dibanclingkarr rlernqan hasil fotoelalis, jang cliukur olch Larson (1971).

Ilampir tiad:r kctjualinia pcnearrratarr visuil rncnclahului pcngamatan fotoglafis rlalarn ordcr 2-10 sckon r,vaktu. i:Ial Iain jang rrrcrnpengarr.rhi l)enqalnatan ialah kr:njataa.n :r.tlanja refraksi scbcsar 1."4 licarah tcPi Jupitcr (Larson, 1972). I{efraksi tersr:but rncnjcbabkan bintang jarre seharusnja acla dibelakang Jupiter rnasih dapat tampali, selarna beberapa saat scsudail dibelal<ang piringan planit. I{asil perngamatan visuil untuli SAO 1ir9683 dan Beta Scorpio, kalau disuperrposisilian dengan pengarnatan Larson (1972) rnenuncijuklian perbedaan jang cliharapkan karena sifat pcnjeliclil<an itu sencliri.

TABEL V.

sAo 159683

BETA SCO A

Tjatatan:

• (1) Menurut pengukuran Larson (1971).
• Q) Ketelitia.n kurang.

Gambar 5 menundjr.rkkan hasil pengarnatan di Lembang. Garis2 vertikal dan horizontal jang melekat pada titik pengamatan visuil menundjukkan keticlak tclitian clalanr wahtu dan magnitucle. Titik O pada absis diambil pada saat Q/Q" - 0.5. Kekiri menundjukkan sebelum tcrdjadinja peristiwa. Walaupun clata jang lcbih tcliti rnasih sangat diperlukan, hasil ini menuntljukkan bahwa skala-tinggi (Tabcl I clan IV) tidak clipenuhi. Scbaliknja, seperti Larson (1971) rnenjcbutkan penqarnatan clervasa ini lebih banjak menjokong penclapat skala-tinggi jang lebih besar, dibandine dcngan harga sebelumnja. Skala-tinggi janu lebih besar berarti ketjilnja harga rata2 berat rnolekul, atau tinrginja tcrnperatur perrnukaan. Tetapi sangat sukar untuk rnenrisahkart l;cnsaruh Tr'rn Parla runrus a. Dcngan <litcmuinja radiasi thcrmal .fupiter barangkali harga T jang lebih tinggi (disekitar 150o - 200oK) bukannja ticlak bcralasan. Disarnpingnja lebih ke tjilnja berat rnolekul rata2. Penentuan scbcJurnnja rnenuncljukkan T : 100"K. Hasil2 lain dari l)enentuan okultasi ini rncmberikan ukuran baru bagi dimensi Jupitcr. f)ata2 cliarnbil <lari Evans dan Hubbard (1971) direproduksi dalam Gambar 6. Profile .|upiter telah diclapat dari hasil2 pcngamatan berbagai C)bservatorium sanqat konsistcnt. Mcnurut tlucaan Evans dan Hubbard, diameter ltrpitcr, sanrpai 1>ada lapisan anqkasa jarrg tcrtliri atas 10ra rnolekul per cc, adalah 71.8t]0 km. Pcpatan planit Jupiter cljuga bcrubah rnendjadi 0.060. llarga pel)atan ini lcbih kctjil rlari harga pcpatan jang didapat sebclumnja, clan akan rncrnpunjai pcngaruh tcrhatlap tcori tlalarnnja Jupiter.

TTTJAPAN TERIMA KASIH

Penulis inein rncnjarnpaikan tcrirna kasih kcltatla Dr. D. Evans dan Dr. W. R. Hubbarcl untuk saratit jung bcrguna tlalarn rrtc:trgarnati peristiwa ini. Kcpada Dr. S. M. Larson penulis rncnjarnl>aikan tcritna kasih atas pindjaman fotoe jang bcrharga jang tclah cliarnbil clengan teropong Observatorium Bosscha. Bantuan Sdr. Darsa S. rlalarn ntenetrtukan rvaktu tlirasakan tidak ternilai hartanja, untuk itu penulis ingin menjampaikan banjak tcrirna kasih. Naskah ini ditik olch ftlr. O. Soernantri, urttuk kctclitiannja pcnulis sampaikan banjak terirna kasih pula.

Laporan ini, serta laporan pendahuluannja (I{iclajat, 1971) ditulis atas bantuan projek research Pelita, jang dibcrikan kepada Institut Teknologi Banclung. Untuk bantuan ini penulis ingin mcnjarnpaikan tcrima kasih jang sebesar-besarnja.