Jumat, 20 Mei 2011

Tentang Matahari

Tentang Bintik Hitam, Zaman Es Kecil, Perubahan Iklim, Badai Matahari, Aurora, Ancaman terhadap Wahana Ruang Angkasa, hingga Issue Kiamat.

Matahari dan Noda Hitamnya
Matahari memiliki noda di permukaannya sudah diketahui sejak ratusan tahun yang lalu. Noda itu merupakan daerah gelap di permukaan matahari. Dengan foto biasa tampaknya noda itu kecil hanya berupa titik, tetapi sebenarnya satu noda itu luasnya seukuran dengan bumi ketika bumi itu dihamparkan, bahkan lebih.
Dari  gambar dengan resolusi tinggi dapat diketahui bagaimana struktur rinci  dalam noda matahari. Bagian dalam dari noda matahari tampak gelap, disebut juga umbra gelap. Noda-noda itu jika apabila disaksikan melalui rekaman video tampak bagian tepi umbra gelapnya bergolak dengan lidah api, bukanlah statis.
Untuk gambaran lebih jelas tentang matahari dan nodanya yang bergerak dan tampak hidup, dapat dilihat misalnya pada film singkat berikut:  http://www.youtube.com/watch?v=vsULoSebWnE

Ukuran bintik hitam matahari dibandingkan dengan bumi
Gerakan noda matahari telah dipelajari lebih dari 400 tahun sejak Galileo mengarahkan teleskopnya ke matahari dan membuat temuan penting pertama tentang perilaku matahari. Pada mulanya Galileo heran karena melihat noda hitam itu merayap dipermukaan matahari. Dia mencatat selama beberapa hari dan menemukan bahwa  semua noda matahari bergerak ke arah yang sama. Bagi Galileo maknanya jelas, matahari berotasi dan berputar lebih cepat di bagian khatulistiwa dari pada kutubnya. Itulah penemuan yang terbukti kritis dalam pemahaman cara matahari bekerja. Sejak penemuan Galileo catatan tentang noda-noda matahari dan variasinya semakin lengkap.
Noda Matahari Datang dan Pergi
Kadang-kadang matahari dipenuhi oleh ratusan noda. Di lain waktu tidak ada noda sama sekali, dan tak lama kemudian polanya terbentuk. Para peneliti yang mengamati noda matahari selama beberapa tahun melihat noda-noda itu datang dan pergi sekitar siklus 11 tahunan. Dari solar minimum dimana tak ada noda sama sekali selama beberapa minggu  atau bulan hingga solar maksimum dimana didapatkan ratusan noda yang terlihat di permukaan matahari hilang lagi. Berdasarkan penyelidikan para ahli biasanya sekitar 6 tahun lebih untuk kembali ke titik minimum. Cukup lama penyelidikan yang dilakukan para astronom untuk mengetahui apa penggerak siklus matahari ini atau dari mana asalnya noda matahari tersebut. Lama sekali misteri itu tak terungkap hingga akhirnya ditemukan suatu jawaban. Sebelumnya orang hanya menyakini dari  pengalaman bahwa cacat-cacat di matahari itu punya dampak terhadap bumi, tetapi tak ada yang tahu apa itu sebenarnya.

Robert Maunder
Seorang astronom bernama Robert Maunder menemukan jawabannya di Greenwhich setelah mempelajari catatan ratusan tahun dari noda matahari yang ada di observatorium Royal.  Di akhir abad 19 ia tertarik pada noda-noda matahari. Dari penelitiannya ditemukan adanya dampak pada pertengahan abad 17 dan 18 ketika jumlah noda mengecil sepersekian dari masa sekarang. Dia menyebut ini sebagai minimum Maunder. Selama 70 tahun, sejak 1645-1715 noda matahari menghilang, seakan-akan siklus matahari berhenti. Dan ini disimpulkan berkorelasi dengan periode dingin  panjang terakhir yang menerpa belahan bumi utara. Itulah yang disebut  zaman es kecil. Yang menarik pada zaman es kecil ini adalah perubahan suhu satu atau dua derajat cukup membuat dampak dramatis seperti kumpulan es meluas ke selatan dari kutub utara.

Kobaran Matahari saat Solar Maximum
Ketika noda-noda matahari menghilang,  tentu ada sesuatu yang terjadi di matahari sehingga efeknya dapat mendinginkan bumi. Untuk memahami apa yang terjadi di matahari sana, manusia mencoba memahami fenomena itu lebih dekat dengan melihatnya keluar angkasa. Dengan bantuan pesawat luar angkasa apa yang sesungguhnya terjadi di matahari menjadi semakin jelas. Dari dekat tampak matahari berubah-ubah setiap saat. Pada minimum solar kobarannya tidak sering. Tetapi setiap 11 tahun sekali ketika siklus memuncak pada maksimum solar, matahari memamerkan lompatan bunga-bunga api terbaiknya dalam tata surya.

Peta Magnetik Sama Polanya dengan Bintik Matahari
Para astronom mulai mengerti sebab-sebab letusannya. Letusan tersebut bukan disebabkan fusi nuklir di dalam matahari, melainkan ada kekuatan lain yang bekerja, itu adalah kekuatan magnetis matahari. Matahari tertutup oleh jaringan medan magnet. Peta magnetik matahari disimpulkan memperlihatkan model yang sesuai dengan wajah matahari yang sudah dikenal. Tempat-tempat medan magnet itu ternyata sama persis dengan posisi-posisi noda matahari. Pada bintik hitam itulah terdapat kekuatan medan magnet terbesar. Noda matahari hanyalah dampak terlihat dari medan magnet yang begitu kuat sehingga dapat mencegah panas dan cahaya naik dari dalam matahari.
Matahari dikelilingi oleh lingkaran medan magnet seperti halnya partikel besi di sekitar batang magnet . Bentuk-bentuk itu terancang oleh plasma yang terpanaskan hingga jutaan derajat. Lingkaran medan magnet itu yang terbesar tingginya mencapai 200.000 kilometer. Lingkaran itu disebabkan oleh belokan medan magnet dasar matahari dan dipenuhi oleh energi yang tidak stabil.
Mengapa Medan Magnet Matahari Terbentuk?

Rotasi Matahari membentuk Medan Magnetik

Medan Magnetik Saat Maximum Solar
Karena rotasi matahari lebih cepat di khatulistiwa dari pada kutubnya, maka lingkaran menarik garis medan magnet itu bersamanya (lihat gambar sebelah kiri). Begitu siklus matahari berlangsung medan magnetnya semakin berbelok dan menembus permukaanya. Dalam kondisi solar maksimum, seluruh permukaan matahari dipenuhi oleh lingkaran magnetis.
Kobaran matahari terjadi  bila tarikannya terlalu banyak dan lingkarannya putus, maka terjadilah pelepasan energi yang begitu besar. Ketika energi yang terikat dalam noda matahari terlepas, maka milyaran ton plasma terlempar jauh ke angkasa dengan kecepatan tinggi dan kadang-kadang langsung  terarah ke bumi. Kobarannya terbang di angskasa selama dua hari. Ketika akan sampai di bumi, medan magnet bumi menolak hampir semua terpaannya.
Meskipun bumi dapat menahan gelombang elektromagnetik matahari, tetapi tetap saja dampak pada medan magnet itu akan mempengaruhi bumi. Itulah yang disebut iklim angkasa. Dampak yang terbesar yang langsung bisa disaksikan adalah berupa pemandangan yang disebut dengan aurora, yaitu pertunjukan tarian cahaya bumi.

Medan Magnet Bumi Menahan Terpaan Badai Elektromagnetik Matahari
Aurora itu disebabkan oleh debu partikel dari badai matahari yang lewat  mengenai medan magnet kutub. Ketika mengenai atmosfir atas, aurora menerangi langit kutub. Dalam badai terhebat di puncak siklus matahari, cahaya sekitar kutub utara bisa terlihat hingga jauh ke selatan seperti pernah disaksikan di Athena dan Kuba.
Goncangan medan magnet juga punya dampak lain yang tak terlihat, dimana migrasi hewan yang bernavigasi menggunakan medan magnet bisa kehilangan arah, misalnya burung-burung tidak bisa menuju kembali pulang, dan ikan paus yang terdampar mungkin akan bertambah.  Dampak yang lebih mengerikan dari badai elektromagnetik matahari yang terkuat bisa merusak atau menghancurkan satelit dan akibatnya tentu mengerikan. Ponsel, televisi, sistem navigasi pesawat, sistem pemandu senjata, semuanya bekerja dengan satelit dan bisa terganggu oleh iklim angkasa.

Aurora: Tarian Cahaya di Atmosfir Kutub
Para ilmuwan tentu masih menyelidiki lebih jauh agar semakin banyak lagi yang dapat dipahami dari semuanya. Apa saja yang dapat ditimbulkan oleh Iklim angkasa itu, atau kenapa hilangnya noda matahari bisa sebabkan zaman es? Kalau begitu apakah matahari juga bisa menjadi sumber pendingin alami? Semuanya bagian dari rahasia yang menantang untuk di jawab oleh ilmu pengetahuan

Share this :

0 komentar: