Sistem Magnitudo

Ketika kita melihat langit malam, akan kita dapati bermacam benda langit yang terangnya berbeda-beda. Bagaimana caranya agar kita dapat mengetahui perbandingan terang antara objek yang satu dengan yang lain? Di astronomi, kecerlangan benda langit dinyatakan dengan skala magnitudo. Dengan sistem ini juga, kita dapat menghitung perbandingan kecerlangan dua benda langit yang berbeda. Lalu bagaimana sistem magnitudo ini bekerja?

Jaman dahulu ketika belum ada listrik dan lampu, penduduk/perumahan belum banyak, lingkungan sekitar tidaklah seterang sekarang. Malam hari menjadi sangat gelap sehingga langit malam tampak lebih indah karena tidak ada polusi cahaya. Ketika cuaca cerah, orang dapat menikmati hiburan yang menakjubkan di layar lebar langit malam. Ribuan bintang, nebula dan gugus bintang yang terlihat sebagai awan kabut kecil, dan pita putih Bima Sakti, menghiasi angkasa. Sejarah ditemukannya sistem magnitudo untuk menentukan kecerlangan bintang dimulai dari kondisi seperti itu. Banyak yang bisa dilakukan dengan langit pada saat itu.

Ilustrasi untuk magnitudo semu (Sumber: astronomy.swin.edu.au)

Sekitar tahun 150 SM, seorang astronom Yunani bernama Hipparchus membuat sistem klasifikasi kecerlangan bintang yang pertama. Saat itu, ia mengelompokkan kecerlangan bintang menjadi enam kategori dalam bentuk yang kurang lebih seperti ini: paling terang, terang, tidak begitu terang, tidak begitu redup, redup dan paling redup. Hal tersebut dilakukannya dengan membuat katalog bintang yang pertama. Sistem tersebut kemudian berkembang dengan penambahan angka sebagai penentu kecerlangan. Yang paling terang memiliki nilai 1, berikutnya 2, 3, hingga yang paling redup bernilai 6. Klasifikasi inilah yang kemudian dikenal sebagai sistem magnitudo. Skala dalam sistem magnitudo ini terbalik sejak pertama kali dibuat. Semakin terang sebuah bintang, magnitudonya semakin kecil. Dan sebaliknya semakin redup bintang, magnitudonya semakin besar.
Sistem tersebut kemudian semakin berkembang setelah Galileo dengan teleskopnya menemukan bahwa ternyata terdapat lebih banyak bintang lagi yang lebih redup daripada yang bermagnitudo 6. Skalanya pun berubah hingga muncul magnitudo 7, 8 dan seterusnya. Namun penilaian kecerlangan bintang ini belumlah dilakukan secara kuantitatif. Semuanya hanya berdasarkan penilaian visual dengan mata telanjang saja.
Pada tahun 1856 berkembanglah perhitungan matematis untuk sistem magnitudo. Norman Robert Pogson, seorang astronom Inggris, memberikan rumusan berbentuk logaritmis yang masih digunakan hingga sekarang dengan aturan seperti berikut. Secara umum, perbedaan sebesar 5 magnitudo menunjukkan perbandingan kecerlangan sebesar 100 kali. Jadi, bintang dengan magnitudo 1 lebih terang 100 kali daripada bintang dengan magnitudo 6, dan lebih terang 10000 kali daripada bintang bermagnitudo 11, begitu seterusnya. Dengan rumusan Pogson ini, perhitungan magnitudo bintang pun menjadi lebih teliti dan lebih dapat dipercaya.

Magnitudo semu beberapa objek (Sumber: physics.uoregon.edu)

Seiring dengan semakin majunya teknologi teleskop, magnitudo untuk bintang paling redup yang dapat kita amati semakin besar. Contohnya, Hubble Space Telescope memiliki kemampuan untuk mengamati objek dengan magnitudo 31! Tetapi walaupun bukan lagi nilai terbesar, magnitudo 6 tetap menjadi nilai penting hingga kini karena inilah batas magnitudo bintang yang paling redup yang dapat diamati dengan mata telanjang. Tentunya dengan syarat langit, lingkungan, dan mata yang masih bagus.
Sama seperti perkembangan yang terjadi pada magnitudo besar, magnitudo kecil juga mengalami ekspansi seiring dengan semakin majunya teknologi detektor. Dalam kelompok magnitudo 1 kemudian diketahui terdapat beberapa bintang tampak lebih terang dari yang lainnya sehingga muncullah magnitudo 0. Bahkan magnitudo negatif juga diperlukan untuk objek langit yang lebih terang lagi. Kini diketahui bahwa bintang paling terang di langit malam adalah Sirius, dengan magnitudo -1,47. Magnitudo Venus dapat mencapai -4,89, Bulan purnama -12,92, dan magnitudo Matahari mencapai -26,74.

M:     Apparent Magnitude      
D:     Distance (in light years)         R:     Radius (solar units)

10.2

HD #	Star	Name	M	RA	Dec	SpecT	D	R
48915	alpha CMa	Sirius	-1.46	06 45 8.9	-16 42 58	A1 V*	8.6	1.7
45348	alpha Car	Canopus	-0.72	06 23 57.2	-52 41 44	F0II	74	?
128620	alpha Cen	Rigil Kent	-0.01	14 39 36.2	-60 50 07	G2V+K1V	4.3	1.18
124897	alpha Boo	Arcturus	-0.04	14 15 39.6	+19 10 57	K1IIIbCN-1	34	25.1
172167	alpha Lyr	Vega	0.03	18 36 56.2	+38 47 01	A0V	25.3	2
34029	alpha Aur	Capella	0.08	05 16 41.3	+45 59 53	G8	41	13
34085	beta Ori	Rigel	0.12	05 14 32.2	-08 12 06	B8 I*	815	63
61421	alpha CMi	Procyon	0.38	07 39 18.1	+05 13 30	F5 IV	11.4	2
10144	alpha Eri	Archenar	0.46	01 37 42.9	-57 14 12	B3Vpe	69	5.0
39801	alpha Ori	Beteigeuse	0.50	05 55 10.3	+07 24 25	M2 I	650	226
122451	beta Cen	Hadar	0.61	14 03 49.4	-60 22 22	B1III	320
187642	alpha Aql	Altair	0.77	19 50 46.9	+08 52.6	A7V	16.8	1.6
213468			0.77			A0V		2.19
29139	alpha Tau	Aldebaran	0.85	04 35 55.2	+16 30 33	K5 III	60	46
116658	alpha Vir	Spica	0.98	13 25 11.5	-11 09 41	B1 III + B2 V	220	6.6
148478	alpha Sco	Antares	0.96	16 29 24.4	-26 25 25	M1.5I*	425	510
62509	beta Gem	Pollux	1.14	07 45 18.9	+28 01 34	K0 III	40	10
216956	alpha PsA	Fomalhaut	1.16	22 57 39.0	-29 37 20	A3Va	22	1.5
197345	alpha Cyg	Deneb	1.25	20 41 25.8	+45 16 49	A2Iae	1630	?
111123	beta Cru	Mimosa	1.25	12 47 43.3	-59 41 19	B0.5III	460
87901	alpha Leo	Regulus	1.35	10 08 22.3	+11 58 02	B7V*	69	3.5
168740			1.36			A2		1.8
52089	epsilon CMa	Adhara	1.50	06 58 37.5	-28 58 20	B2II	570	?
108248	alpha Cru	Acrux	1.58	12 26 35.9	-63 05 56	B1*	510
60178	alpha Gem	Castor	1.58	07 34 35.9	+31 53 18	A1V*	46	1.7
108903	gamma Cru	Gacrux	1.63	12 31 09.9	-57 06 47	M3.5III	120
158926	lambda Sco	Shaula	1.63	17 33 36.4	-37 06 13	B1.5IV	325	6.6
35468	gamma Ori	Bellatrix	1.64	05 25 07.8	+06 20 59	B2III	303	8.1
35497	beta Tau	El Nath	1.65	05 26 17.5	+28 36 27	B7 III	130	5.2
80007	beta Car	Miaplacidus	1.68	09 13 12.1	-69 43 02	A2IV		2.6
37128	epsilon Ori	Alnilam	1.70	05 36 12.7	-01 12 07	B0Iae		31
209952	alpha Gru	Al Na'ir	1.74	22 08 13.9	-46 57 40	B7IV	91	3.6
112185	epsilon UMa	Alioth	1.77	12 54 01.7	+55 57 35	A0pCr	49	3
68273	gamma Vel	Regor	1.78	08 09 31.9	-47 20 12	WC8+O7.5e		17
20902	alpha Per	Marfak (Algenib)	1.79	03 24 19.3	+49 51 41	F5Ib	270	55
95689	alpha UMa	Dubhe	1.79	11 03 43.6	+61 45 03	K0IIIa	105	?
54605	delta CMa	Al Wazor	1.84	07 08 23.4	-26 23 35	F8Ia	650	300 (?)
169022	epsilon Sgr	Kaus Australis	1.85	18 24 10.3	-34 23 05	B9.5III	160
71129	epsilon Car	She (Avior)	1.86	08 22 30.8	-59 30 34	K0II*	330	70
120315	eta UMa	Benetnasch (Alkaid)	1.86	13 47 32.3	+49 18 48	B3V		3.9
159532	theta Sco	Sargas	1.87	17 37 19.0	-42 59 52	F1II	140	40
40183	beta Aur	Menkalinam	1.90	05 59 31.7	+44 56 51	A2IV	84	2.5
150708	alpha TrA	Ras al Muthallath (Atria)	1.92	16 48 39.9	-69 01 40	K2 II	130	37
47105	gamma Gem	Almisan (Alhena)	1.93	06 37 42.7	+16 23 57	A0IV	78	3
193924	alpha Pav	Joo Tseo (Peacock)	1.94	20 25 38.8	-56 44 07	B2IV	160	5
74956	delta Vel	Koo She	1.96	08 44 42.2	-54 42 30	A1 V	70	1.89
44743	beta CMa	Murzim	1.98	06 22 41.9	-17 57 22	B1II-II	300	9
81797	alpha Hya	Alphard	1.98	09 27 35.2	-08 39 31	K3III	200	37
12929	alpha Ari	Hamal	2.00	02 07 10.3	+23 27 45	K2IIIabCa-I	74	21.4
	T CrB		2.00	15 59 30.1	25 55 13	sdBe+gM3+Q
8890	alpha UMi	Polaris	2.02	02 31 50.5	+89 15 51	F7:Ib-IIv	470	19.5
15191 ? 175224	sigma Sgr	Nunki	2.02	18 55 15.8	-26 17 48	B2.5V	160	4.5
4128	beta Cet	Deneb Kaitos (Diphda)	2.04	00 43 35.3	-17 59 12	K0III	57	14
37742	zeta1 Ori	Alnitak	2.05	05 40 45.5	-01 56 34	O9.5Ibe*	400	20
358	alpha And	Alpheratz (Sirrah)	2.06	00 08 23.2	+29 05 26	B8IVpMnHg	120	3.6
6860	beta And	Mirach	2.06	01 09 43.9	+35 37 14	M0IIIa	76	21.8
12533	gamma1 And	Alamach	2.06	02 03 53.9	+42 19 47	K3-IIb*	400	83.2
123139	theta Cen	Haratan (Menkent)	2.06	14 06 40.8	-36 22 12	K0IIIb	56	8.9
38771	kappa Ori	Saiph	2.06	05 47 45.3	-09 40 11	B0.5Iav	550	38
159561	alpha Oph	Ras Alhague	2.08	17 34 56.0	+12 33 36	A5III	67	3.15
131873	beta UMi	Kochab	2.08	14 50 42.2	+74 09 20	K4 III	120	37
214952/td>	beta Gru	Al Dhanab	2.10	22 42 40.0	-46 53 05	M5III	270
19356	beta Per	Algol	2.12	03 08 10.1	+40 57 21	B8V	100	3.16
102647	beta Leo	Denebola	2.14	11 49 03.5	+14 34 19	A3V	42	1.8
110304	gamma Cen	Koo Low	2.17	12 41 30.9	-48 57 34	A1IV	130
194093	gamma Cyg	Sadr	2.20	20 22 13.6	+40 15 24	F8Ib	470	30.9
78647	lambda Vel	Suhail	2.21	09 07 59.7	-43 25 12	K4 Ib-II	220
3712	alpha Cas	Schedir	2.23	00 40 30.4	+56 32 15	K0IIIa	230	40.7
139006	alpha CrB	Alphecca (Gemma)	2.23	15 34 41.2	+26 42 53	A0V	67	2.7
164058	gamma Dra	Etamin	2.23	17 56 36.3	+51 29 20	K5III	148	23.6
36486	delta Ori	Mintaka	2.23	05 32 00.3	-00 17 57	B0*	600	16
432	beta Cas	Caph	2.25	00 09 10.6	+59 08 59	F2III	45	2.0
80404	iota Car	Tureis (Aspidiske)	2.25	09 17 05.4	-59 16 31	A8Ib	???	192
66811	zeta Pup	Suhail Hadar (Naos)	2.25	08 03 35.0	-40 00 11	O5Iaf	800	16
116656	zeta UMa	Mizar	2.27	13 23 55.5	+54 55 31	A2VpSrSi*	190	1.6
151680	epsilon Sco	Wei	2.29	16 50 09.7	-34 17 36	K2.5III	69	16
129078	alpha Lup		2.30	14 41 55.7	-47 23 17	B1.5III	130
118716	epsilon Cen		2.30	13 39 53.2	-53 27 59	B1III
	eta Cen		2.31	14 35 30.3	-42 09 28	B1.5Vne
133275 ? 143275	delta Sco	Dschubba	2.32	16 00 19.9	-22 37 18	B0.3IV		?
95418	beta UMa	Merak	2.37	11 01 50.4	+56 22 56	A0V	76	2.5
2261	alpha Phe	Ankaa	2.39	00 26 17.0	-42 18 22	K0III	76
206778	epsilon Peg		2.39	21 44 11.1	+09 52 30	K2Ib		26.5
160613	kappa Sco		2.41	17 42 29.1	-39 01 48	B1.5III		6.9
217906	beta Peg	Scheat	2.42	23 03 46.4	+28 04 58	M2.5II-III		38.7
203280	alpha Cep	Alderamin	2.44	21 18 34.7	62 35 08	A7V	49	2
103287	gamma UMa	Phecda	2.44	11 53 49.8	+53 41 41	A0Ve	88	2.4
58350	eta CMa	Aludra	2.45	07 24 5.6	-29 18 11	B5Ia	270	60
197989	epsilon Cyg		2.46	20 46 12.6	+33 58 13	K0III		13.2
5394	gamma Cas	Cih	var. (2.47)	00 56 42.4	+60 43 00	B0IVe	200	23
218045	alpha Peg	Markab	2.49	23 04 45.6	+15 12 19	B9V		2
81188	kappa Vel	Cih	2.50	09 22 06.8	+55 00 38	B2 IV		6.9

Magnitudo yang kita bicarakan di atas disebut juga dengan magnitudo semu, karena menunjukkan kecerlangan bintang yang dilihat dari Bumi, tidak peduli seberapa jauh jaraknya. Jadi, sebuah bintang bisa terlihat terang karena jaraknya dekat atau jaraknya jauh tapi berukuran besar. Sebaliknya, sebuah bintang bisa terlihat redup karena jaraknya jauh atau jaraknya dekat tapi berukuran kecil. Sistem ini membuat kecerlangan bintang yang kita lihat bukan kecerlangan bintang yang sesungguhnya. Untuk mengoreksinya, faktor jarak itu harus dihilangkan. Maka muncullah sistem magnitudo mutlak.
Magnitudo mutlak adalah magnitudo bintang jika bintang tersebut berada pada jarak 10 parsek. Nilainya dapat ditentukan apabila magnitudo semu dan jarak bintang diketahui. Dengan “menempatkan” bintang-bintang pada jarak yang sama, kita bisa tahu bintang mana yang benar-benar terang. Sebagai perbandingan, Matahari, yang memiliki magnitudo semu -26,74, hanya memiliki magnitudo mutlak 4,75. Jauh lebih redup daripada Betelgeuse yang memiliki magnitudo semu 0,58 tetapi memiliki magnitudo mutlak -6,05 (135.000 kali lebih terang dari Matahari).