Hendro Setyanto

Penentuan awal fajar merupakan salah satu persoalan penting dalam ilmu falak karena berkaitan langsung dengan penetapan waktu salat Subuh dan awal puasa. Secara astronomis, fajar merupakan bagian awal dari fenomena temaram (twilight) yang terjadi ketika Matahari berada beberapa derajat di bawah horizon. Analisis kecerlangan dasar langit malam (night sky baseline) pada data fotometri kecerlangan langit (MSAS) terhadap elevasi Matahari (SunElevDeg) memungkinkan untuk melihat kapan awal kemunculan fajar (Onset Photometic Twilight). Hasil analisis menunjukkan bahwa baseline kecerlangan langit malam di labuan bajo berada pada sekitar 21.25 mag/arcsec². Dengan standar deviasi sekitar 0.005 mag, indikasi peningkatan kecerlangan mulai terlihat  ketika elevasi Matahari berada sekitar −20° hingga −18°. 

Nabi Muhammad SAW memberikan perhatian terkait fajar agar umatnya tidak salah dalam mengenali fenomen alam yang menjadi tanda waktu untuk pelaksanaan ibadah. Berikut sejumlah hadist Nabi Muhammad SAW terkait fajar.

الْفَجْرُ فَجْرَانِ: فَأَمَّا الَّذِي يَكُونُ كَذَنَبِ السِّرْحَانِ فَلَا يُحِلُّ الصَّلَاةَ وَلَا يُحَرِّمُ الطَّعَامَ، وَأَمَّا الَّذِي يَذْهَبُ مُسْتَطِيرًا فِي الْأُفُقِ فَإِنَّهُ يُحِلُّ الصَّلَاةَ وَيُحَرِّمُ الطَّعَامَ

Fajar itu ada dua macam. Adapun fajar yangseperti ekor serigala, maka itutidak menjadikan salat boleh dilakukan dan tidak pula mengharamkan makan. Sedangkan fajar yangmenyebar melintang di ufuk, makaitulah yang membolehkan salat dan mengharamkan makan.”(al-hadist)

لَا يَغُرَّنَّكُمْ أَذَانُ بِلَالٍ، وَلَا هَذَا الْبَيَاضُ حَتَّى يَسْتَطِيرَ هَكَذَا

 “Janganlah kalian tertipu oleh azan Bilal dan oleh cahaya putih ini, sampai menyebar seperti ini.” .”(al-hadist)

كُلُوا وَاشْرَبُوا وَلاَ يَهِيدَنَّكُمُ السَّاطِعُ الْمُصْعِدُ وَكُلُوا وَاشْرَبُوا حَتَّى يَعْتَرِضَ لَكُمُ الأَحْمَرُ

Makan dan Minumlah. Dan Jangan hiraukan cahaya yang memancar/pendar dan menaik. Makan dan Minumlah hingga melintang bagimu cahaya kemerahan. .” (al-hadist)

Dari tiga hadist di atas kita dapat menyimpulkan :

1. Cahaya fajar Kadzib berbentuk seperti ekor serigala dan berwarna putih 
2. Cahaya Fajar Shodiq menyebar di ufuq dan berwarna merah
3. Cahaya Fajar Kadzib terlihat  cukup jelas oleh mata sehingga para sahabat (juga kita ) dapat salah/tertipu dalam mengenalinya.
4. Ketertampakan fajar Kadzib mendahului fajar Shodiq. Awal Fajar Shodiq dapat diketahui dengan akurat jika Fajar Kadzib dapat diamati.
5. Keberadaan/kemunculan Fajar Shodiq (FS) dari Fajar Kadzib (FK) dapat dikenali dari:
   1. Intensitas Cahaya yang lebih kuat dari Fajar Kadzib
   1. Warna Merah yang muncul di antara Fajar Kadzib.

Dalam astronomi, kita mengenal Fajar Kadzib sebagai Cahaya Zodiak (Zodiacal Light) dan Fajar Shodiq sebagai temaram (Twilight). Cahaya Zodiak merupakan hamburan cahaya matahari oleh debu antara planet yang banyak terdapat di antara orbit Bumi dan orbit Mars. Hamburan Cahaya berwarna putih tersebut muncul tidak lama setelah midnight terjadi sehingga Cahaya zodiak merupakan bagian dari kecerlangan Cahaya langit malam. Yang perlu kita fahami, intensitas  dan warna putih  Cahaya zodiak menguat seiring dengan semakin tingginya posisi matahari.  Adapun temaram merupakan hamburan cahaya matahari oleh atmosfer bumi. 

Karena Cahaya Zodiak telah ada sebelum temaram, kemunculan temaram akan menambah kecerlangan langit ufuk sehingga pola kurva Cahaya langit malam akan terlihat adanya perubahan. Dengan kata lain peningkatan intensitas yang terlihat pada kurva Cahaya langit malam mengindikasikan adanya kontribusi Cahaya Temaram.

PERBURUAN FAJAR SHODIQ:

Pengamatan fajar shodiq di Labuanbajo yang difasilitasi oleh Kementerian agama dilaksanakan di Lokasi  Lintang 8°27'40.98"S - Bujur 119°52'30.06"E pada tanggal 24-25 April 2018.  Lokasi pengamatan berada di sebuah bukit dengan pemandangan ke ufuk timur. Lingkungan di lokasi pengamatan sangat gelap sehingga kita tidak dapat mengenali seseorang  dengan mata. Keberadaan Cahaya lampu di salah satu titik ufuk terlihat jelas. Pada mulanya sempat dikira sebagai fajar kadzib akan tetapi disadari bahwa Cahaya tersebut berasal dari polusi Cahaya lampu. 

Gambar 1.  Pemandangan ufuk Lokasi  Pengamatan dari goole earth. 

Gambar 2. Salah satu data foto arah ufuk timur, meski minim Cahaya terlihat adanya Cahaya artifial dari balik bukit pada malam pengamatan. Meski terkesan lemah, namun cahayanya  cukup untuk mengganggu sehingga tidak ada yang mengenali adanya zodiacal light. FoV sekitar  50deg x 25 deg  (Foto: AR Sugeng Riyadi)

Pada kesempatan tersebut, saya berinisiatif untuk membawa alat ukur kecerlangan langit (Sky Quality Meter) tipe LU-DL  yang diproduksi oleh Unihedron-Canada. Dengan menggunakan SQM LU-DL memungkinkan untuk mengambil data pengamatan tanpa menggunakan computer. SQM LU-DL merupakan meter untuk mengukur kecerlangan langit dengan skala Magnitudo per Square Arc Second (MPSAS atau MSAS), yaitu magnitude per satuan luas  detik busur kuadrat dengan ketelitian 0.01 Magnitudo. Dengan ketelitian pengukuran sebesar 0.01 magnitudo tersebut diharapkan dapat mendeteksi perubahan kecerlangan langit dengan lebih baik dari kurva cahaya yang dihasilkan. SQM bekerja seperti thermometer digital yang dapat langsung membaca temperature dari angka yang dihasilkan. 

Pengambilan data dilakukan dari Jam 03:16:43 WITA - 04:07:49 WITA pada saat matahari berada pada ketinggian -26 hingga -14 derajat dengan mengarahkan SQM ke arah ufuk timur dan interval waktu pengambilan data  3s. Dalm rentang waktu pengamtan diperoleh 1023 titik data. Pengambilan data diakhiri setelah sholat subuh dan langit sudah terlihat terang.

HASIL PENGAMATAN

Hasil pengamatan yang diperoleh berupa data tabel yang terdiri : UTC Date-Time, Local  Date-Time, Temp, Voltage, MSAS, Record Type, Moon Phase Deg, Moon Elev Deg, moon Illum dan Sun Elev Deg. 

Untuk analisis kemuncuan awal fajar kita memplot kurva cahaya () kecerlangan langit malam (Gambar 3). Dari kurva Cahaya tersebut kita melihat adanya sejumlah outlier (pada -26, -16 dan -14 derajat) yang dapat kita abaikan dalam analisis data. Outlier tersebut disebabkan oleh cahaya senter HP. Data Oulier tersebut disebabkan oleh :

• lampu HP yang dinyalakan saat pemasangan alat (-26), 
• lampu HP yang nyala saat persiapan sholat subuh. 
• Lampu HP yang nyala saat mengakhiri pengamatan

Gambar 3. Kurva Cahaya 

Dari kurva yang ada kita dapat melihat kecerlangan dasar langit malam (baseline nightsky)  pada rentang pengamatan -25.5° hingga -21°. Pada rentang waktu pengamatan tersebut kita memperoleh rata-rata kecerlangan langit malam  sebesar 21.246 Mag dengan sebaran kecil sebesar : 0.005 Mag.

Nilai sebaran yang kecil tersebut menunjukkan kondisi langit selama pengamatan cukup stabil.  Secara sederhana kita dapat menarik garis lurus pada nilai 21.246 Mag sebagai representasi kecerlangan dasar langit malam.  Jika ada peningkatan kecerlangan yang konsisten dari 21.246 Mag menunjukkan adanya pengaruh cahaya fajar.  Hal ini dikarenakan tidak ada sumber cahaya lain yang memberikan kontribsi kecerlangan selain cahaya fajar.

Untuk memudahkan melihat kapan peningkatan intensitas pada kurva cahaya itu kita memanipulasi tampilan grafik agar lebih mudah dibaca. Gambar 2 menunjukan manipulasi grafik dengan rentang sumbu y (Magnitudo) sebesar 20 mag (kiri) dan rentang sumbu Y (Magnitudo) sebesar 1.5 mag. Grafik kiri menunjukkan adanya pembelokan kurva cahaya yang mengindikasikan adanya kontribusi cahaya fajar. Untul melihat kapan awal peningkatan tersebut terjadi kita dapat melhat pada grafik kiri yang secara jelas menunjukkan pada  pola peningkatan intensitas yang sistematis sdh terlihat. Oleh karenanya kita dapat menyimpulkan kehadiran fajar sudah ada pada saat matahari berada pada ketinggian -20°.

“Manipulasi” tampilan grafik untuk memudahkan membaca skala ini seperti menggunakan kaca pembesar untuk membaca skala noninus pada micrometer. Hal tersebut tidak mengubah hasil pengukuran namun memberikan bacaan hasil pengukuran yang lebih akurat. 

PENGAMATAN LAIN

Pada saat yang sama, tanggal 24 April 2024, Ust. AR Sugeng Riyadi juga melakukan pengamatan dengan menggunakan DSLR. Manipulasi ulang secara fotografi akan dituliskan pada kesempatan yang berbeda. 

Pada tanggal 25 April 2018 di tempat yang sama juga dilakukan pengambilan data kecerlangan langit dengan menggunakan SQM oleh Sdr. Rukman Nugraha (BMKG). Pengamatan dilakukan dengan interval waktu 1 menit dari ketinggian -21° hingga terbit matahari. Dua Gambar berikut menunjukkan grafik dengan rentang magnitudo 24 magnitudo (atas) yang menunjukkan keseluruhan data yang diperoleh dan grafik (bawah) dengan rentang pengamatan 4 magnitudo. Pada grafik kanan dapat dilihat sejak awal pengambilan data (-21°), kecerlangan langit terus meningkat sehingga dari data tersebut juga dapat disimpulkan bahwa pada -20 cahaya fajar telah muncul diatas ufuk horizon dan terdeteksi oleh alat ukur SQM yang digunakan. Penurunan sejak -21° lebih terlihat pada grafik dengan rentang 4 Magnitudo.

Dari sejumlah pengamatan yang dilakukan di wilayah lain (dimana Fajar Kadzib dapat diamati) senantiasa diperoleh hasil yang seragam yaitu: cahaya fajar dapat diamati sejak ketinggian matahari ~ -20 degDiantara data tersebut dapat dilihat pada kurva berikut yang membandingkan pengamatan di Labuan Bajo pada tanggal 24 April 2018 dengan pengamatan di Banyuwangi yang dilakukan oleh Tim LF PCNU Gresik pada tanggal 24 Agustus 2020. Dengan menggunakan analisis Linear untuk zodiacal light, kita dapat memperoleh awal kemunculan fajar.

Gagasan analisis awal fajar dengan menggunakan regresi linear baru ada setelah pengamatan Fajar Tim LF PCNU Gresik di Pulau Bawean yang berhasil mengabadikan ketertampakan Fajar Kadzib. Dari pengamatan tersebut diketahui bahwa Fajar Kadzib semakin menguat seiring naiknya poisisi Matahari di ufuk.