Pada suatu senja terlihat sabit tipis, sedangkan pada hari lain Bulan bulat terbit. Ini bukan peristiwa Bulan benar-benar terpotong lalu tumbuh kembali. Perubahan bentuk karena berubahnya bagian permukaan tersinari Matahari yang terlihat dari Bumi disebut fase Bulan. Menjelaskan perubahan bentuk Bulan sehari-hari dengan bayangan Bumi akan mencampurkannya dengan gerhana Bulan.
Untuk memahami fase, kita perlu mempertimbangkan cahaya yang menerangi permukaan Bulan dan garis pandang ke permukaan itu secara bersamaan. Ini berbeda dari proses terbentuknya kawah Bulan atau jalur terbang wahana antariksa ke Bulan. Mari lihat bertahap posisi Bulan terhadap Matahari dan acuan pengamat saat mencatat bentuknya.
1. Belahan yang terang berbeda dari bagian yang terlihat dari Bumi
Cahaya Bulan terutama adalah sinar Matahari yang dipantulkan permukaannya. Dalam keadaan biasa tanpa gerhana Bulan, jika Bulan disederhanakan sebagai bola, Matahari menerangi kira-kira setengahnya. Saat Bulan bergerak mengelilingi Bumi, permukaan yang diterangi Matahari tidak mendadak mengecil menjadi sabit. Seperti dalam penjelasan fase Bulan NASA, yang berubah adalah seberapa banyak belahan terang itu dapat terlihat dari Bumi. Batas terang dan gelap juga bukan bekas benda langit lain menutupi Bulan.
Bayangkan bola putih diterangi lampu yang tetap berada di satu sisi ruangan. Jika kepala pengamat mewakili Bumi dan bola mewakili Bulan, memindahkan bola mengubah bagian terang yang terlihat. Bila bola masuk ke bayangan kepala pengamat, keadaannya mewakili gerhana Bulan, bukan fase biasa. Model ini membantu memahami hubungan pencahayaan dan garis pandang, bukan alat yang mereproduksi ukuran, jarak, dan kemiringan Bumi serta Bulan sebenarnya dengan skala yang sama.
2. Perbani awal dan akhir sama-sama separuh, tetapi urutannya berbeda
Bulan baru terjadi ketika arah Bulan dilihat dari Bumi dekat dengan Matahari, sedangkan purnama ketika arahnya hampir berlawanan. Sekitar bulan baru, sisi yang menghadap Bumi umumnya gelap dan dekat Matahari sehingga sulit terlihat. Setelah bulan baru, bagian terang bertambah melalui sabit membesar, perbani awal, lalu Bulan yang makin bulat hingga purnama. Sesudahnya bagian terang berkurang melalui perbani akhir dan sabit mengecil sebelum kembali ke bulan baru. Perubahan ini berlangsung terus-menerus, bukan terputus seperti delapan gambar diam.
Pada perbani awal maupun akhir, sekitar setengah piringan tampak terang. Namun, perbani awal sedang membesar menuju purnama, sedangkan perbani akhir sedang mengecil setelah purnama. Jangan hanya mencatat bentuk separuh; bandingkan dengan catatan sebelumnya untuk mengetahui tahapnya. Tabel berikut memberi kecenderungan pengamatan umum di lintang menengah. Waktu terbit dan terbenam sebenarnya bergantung pada musim, lintang, serta kondisi cakrawala, sehingga tabel ini bukan jadwal pengamatan presisi.
| Fase utama | Bagian terang yang terlihat dari Bumi | Kecenderungan umum waktu pengamatan |
|---|---|---|
| Bulan baru | Hampir tidak terlihat | Dekat arah Matahari sehingga sulit diamati |
| Perbani awal | Sekitar separuh, lalu bertambah | Baik diamati di langit sore setelah Matahari terbenam |
| Purnama | Piringan hampir bulat | Umumnya terbit sekitar Matahari terbenam dan terlihat sepanjang malam |
| Perbani akhir | Sekitar separuh, lalu berkurang | Baik diamati dari larut malam hingga sekitar pagi |
3. Lama satu bulan bergantung pada acuan satu putaran
Bulan memerlukan rata-rata sekitar 27.3 hari untuk mengelilingi Bumi sekali relatif terhadap bintang jauh; ini disebut bulan sideris. Namun, rata-rata waktu dari satu bulan baru ke bulan baru berikutnya, yaitu kembali ke fase yang sama, disebut bulan sinodis dan sekitar 29.5 hari. Kedua angka itu bukan periode yang sama dengan pembulatan berbeda. Kembalinya posisi orbit relatif terhadap bintang dan kembalinya susunan relatif terhadap Matahari merupakan dua pertanyaan yang berbeda.
Selama itu, Bumi dan Bulan juga bergerak bersama mengelilingi Matahari. Ketika Bulan selesai satu putaran relatif terhadap bintang, arah Matahari dilihat dari Bumi sudah berubah, sehingga Bulan harus bergerak sedikit lagi untuk membentuk fase yang sama. Karena itulah bulan sinodis lebih panjang daripada bulan sideris. Angka tersebut menggambarkan periode rata-rata, bukan menyatakan semua bulan sinodis persis sama panjang. Menetapkan selang tanggal kalender selalu 29 atau 30 hari juga tidak dapat meramalkan waktu tepat purnama berikutnya.
4. Gerhana memerlukan keselarasan yang berbeda dari perubahan fase
Gerhana Bulan terjadi sekitar purnama ketika susunan Matahari, Bumi, dan Bulan sesuai sehingga Bulan masuk ke bayangan Bumi. Ini tidak berarti bagian gelap sabit atau separuh Bulan sehari-hari adalah bayangan Bumi. Panduan gerhana Bulan NASA membedakan gerhana total ketika seluruh Bulan masuk umbra Bumi, gerhana sebagian ketika hanya sebagiannya masuk, dan gerhana penumbra ketika Bulan melalui bayangan luar yang lebih samar. Perubahan terang pada gerhana penumbra bisa sulit diketahui, dan tidak semua gerhana membuat Bulan menghilang seluruhnya.
Bidang orbit Bulan miring sekitar 5 derajat terhadap bidang orbit Bumi mengelilingi Matahari. Karena itu, meskipun purnama, Bulan biasanya melewati bagian atas atau bawah bayangan Bumi. Gerhana baru mungkin terjadi ketika Bulan melintas dekat garis perpotongan kedua bidang orbit dan susunan purnama juga sesuai. Menyimpulkan gerhana terjadi setiap bulan hanya karena diagram fase menaruh Matahari, Bumi, dan Bulan pada satu bidang berarti menganggap keterbatasan diagram yang mengabaikan kemiringan sebagai kejadian nyata.
5. Periksa arah sisi terang dan tanggal kalender secara terpisah
Pada saat yang sama, fase Bulan secara praktis hampir sama dari berbagai tempat di Bumi, tetapi orientasinya terlihat berbeda menurut posisi pengamat. Bentuk yang lazim terlihat di belahan utara dan selatan dapat tampak terbalik satu terhadap yang lain; bahkan di satu lokasi, kemiringannya terhadap cakrawala bisa berubah. Maka, aturan bahwa sisi kanan yang terang selalu berarti menuju perbani awal tidak boleh diterapkan begitu saja pada semua tempat dan foto. Periksa juga apakah foto diputar atau dibalik oleh perangkat optik, lalu lihat bersama apakah bagian terang bertambah atau berkurang selama beberapa hari.
Waktu purnama dalam almanak astronomi menunjuk satu saat tertentu, sedangkan malam ketika Bulan tampak hampir bulat bagi mata dapat berlangsung sebelum dan sesudahnya. Tanggal setempat untuk saat yang sama pun dapat berbeda menurut zona waktu. Misalnya, waktu rekaan 18:00 UTC pada suatu hari adalah 03:00 hari berikutnya di wilayah UTC+9. Ini contoh konversi waktu, bukan ramalan purnama yang sebenarnya. Kegiatan kalender fase Bulan JPL juga menyebut zona waktu dan wilayah penerapan tabelnya. Sebelum memakai gambar atau kalender dari negara lain, periksa tahun, zona waktu, dan daerah pengamatannya.
6. Bedakan fakta yang diamati dari bentuk yang diperkirakan
Amati Bulan selama sekitar satu bulan dan catat tanggal, waktu setempat, lokasi, arah di langit, serta bentuk bagian terang. Anda bisa mulai dari tempat yang sama sesudah Matahari terbenam, tetapi sepanjang satu siklus Bulan tidak selalu terlihat pada waktu yang sama. Pada hari ketika tidak terlihat, catat apakah ada awan, terhalang bangunan, atau waktu pengamatan kurang sesuai. Jangan langsung menganggap kolom kosong sebagai bukti bulan baru. Jangan arahkan binokular atau teleskop ke Matahari untuk mencari Bulan yang dekat dengannya.
Misalkan catatan pengamatan rekaan A menyebut sabit tipis terlihat di barat pada suatu sore, lalu beberapa hari kemudian pada waktu yang sama Bulan terlihat lebih tebal. Ini sesuai dengan bertambahnya bagian terang, tetapi bukan data pengukuran panjang tepat bulan sinodis. Jika catatan B menyebut Bulan tidak terlihat sehari lalu terlihat lagi esoknya, itu tidak berarti Bulan sendiri menghilang selama hari kosong tadi. Kedua catatan adalah contoh rekaan untuk berlatih mempertimbangkan kondisi pengamatan, bukan hasil pengamatan langit yang sebenarnya.
Seperti kegiatan jurnal pengamatan Bulan JPL, membandingkan gambar dari beberapa hari secara berurutan memudahkan pemisahan pola berulang dan rentang yang tidak teramati. Jika bentuk pada hari kosong kemudian diisi dari almanak, gunakan tanda berbeda untuk pengamatan langsung dan perkiraan. Bedakan pula foto yang gelap akibat pengaturan eksposur atau awan dari berkurangnya luas bagian terang. Catatan yang menunjukkan urutan fase saja tidak menentukan jarak Bulan ataupun waktu tepat gerhananya.