BADAI MATAHARI (--)?
Sebuah bintang, yaitu bola plasma panas yang ditopang oleh
gaya gravitasi. Di pusat Matahari, terjadi reaksi nuklir (fusi) yang mengubah 4
atom hidrogen menjadi 1 atom helium. Reaksi fusi tersebut, selain menghasilkan
helium, juga menghasilkan energi dalam jumlah melimpah (ingat persamaan
terkenal oleh Einstein: E=mc2). Energi yang dihasilkan, di pancarkan keluar
melewati bagian-bagian Matahari, yaitu: zona radiatif, zona konventif, dan
bagian atmosfer Matahari, yang terdiri dari fotosfer, kromosfer, dan korona.
Dan Badai Matahari adalah peristiwa yang berkaitan dengan bagian atmosfer Matahari
tersebut.
Bagian terluar dari Matahari,
yaitu korona, memiliki temperatur yang mencapai jutaan kelvin. Dengan
temparatur yang tinggi tersebut, materi yang berada di korona Matahari memiliki
energi kinetik yang besar. Tarikan gravitasi Matahari tidak cukup kuat untuk
mempertahankan materi korona yang memiliki energi kinetik yang besar itu. Dan
secara terus menerus, partikel bermuatan yang berasal dari korona, akan lepas
keluar angkasa. Aliran partikel ini dikenal dengan nama angin matahari, yang
terutama terdiri dari elektron dan proton dengan energi sekitar 1 keV. Setiap
tahunnya, sebanyak 1012 ton materi korona lepas menjadi angin matahari, yang
bergerak dengan kecepatan antara 200-700 km/s.
Berbeda dengan pusat Matahari yang
relatif sederhana, bagian atmosfer Matahari relatif lebih rumit. Karena di
atmosfer Matahari ini, medan magnetik Matahari berperan besar terhadap berbagai
peristiwa yang terjadi di dalamnya. Ada berbagai fenomena menarik diamati di
atmosfer Matahari berkaitan dengan medan magnetik Matahari, seperti bintik
matahari (sun spot), ledakan Matahari (solar flare), prominensa, dan pelontaran
material korona (CME – Coronal Mass Ejection). Hal-hal inilah yang berkaitan
dengan badai matahari.
Jadi apa yang dimaksud dengan badai
matahari?
Singkatnya, badai matahari adalah
kejadian / event dimana aktivitas Matahari berinteraksi dengan medan magnetik
Bumi. Badai matahari ini berkaitan langsung dengan peristiwa solar flare dan
CME. Kedua hal itulah yang menyebabkan terjadinya badai matahari.
Solar flare adalah ledakan di
Matahari akibat terbukanya salah satu kumparan medan magnet permukaan Matahari.
Ledakan ini melepaskan partikel berenergi tinggi dan radiasi elektromagnetik
pada panjang gelombang sinar-x dan sinar gamma. Partikel berenergi tinggi yang
dilepaskan oleh peristiwa solar flare, jika mengarah ke Bumi, akan mencapai
Bumi dalam waktu 1-2 hari. Sedangkan radiasi elektromagnetik energi tingginya,
akan mencapai Bumi dalam waktu hanya sekitar 8 menit.
Lalu bagaimana dengan CME?
CME adalah pelepasan material dari korona yang teramati sebagai
letupan yang menyembur dari permukaan Matahari. Dalam semburan material korona
ini, sekitar 2×1011 – 4×1013 kilogram material dilontarkan dengan energi
sebesar 1022 – 6×1024 joule. Material ini dilontarkan dengan kecepatan mulai
dari 20 km/s sampai 2000 km/s, dengan rata-rata kecepatan 350 km/s. Untuk
mencapai Bumi, dibutuhkan waktu 1-3 hari.
Matahari kita memiliki siklus
keaktifan dengan periode sekitar 11 tahun. Siklus keaktifan ini berkaitan
dengan pembalikan kutub magnetik di permukaan Matahari. Keaktifan Matahari ini
bisa dilihat dari jumlah bintik matahari yang teramati. Saat keaktifan Matahari
mencapai maksimum, kita akan mengamati bintik matahari dalam jumlah paling
banyak di permukaan Matahari. Dan pada saat keaktifan Matahari mencapai
maksimum inilah, angin matahari lebih ‘kencang’ dari biasanya dan
partikel-partikel yang dipancarkan juga lebih energetik. Dan peristiwa solar
flare dan CME dalam skala besar juga lebih dimungkinkan untuk terjadi. Dengan
kata lain, saat keaktifan Matahari mencapai maksimum, Bumi akan lebih banyak
dipapar dengan partikel-partikel bermuatan tinggi (lebih tinggi dari biasanya)
dan radiasi elektromagnetik energi tinggi.
Partikel-partikel bermuatan yang
dipancarkan dari peristiwa solar flare dan CME, saat mencapai Bumi, akan
berinteraksi dengan medan magnetik Bumi. Interaksi ini akan menyebabkan
gangguan pada medan magnetik Bumi buat sementara.
Saat partikel-partikel bermuatan
dengan energi tinggi mencapai Bumi, ia akan diarahkan oleh medan magnetik Bumi,
untuk bergerak sesuai dengan garis-garis medan magnetik Bumi, menuju ke arah
kutub utara dan kutub selatan magnetik Bumi. Saat partikel-partikel energetik tersebut
berbenturan dengan partikel udara dalam atmosfer Bumi, ia akan menyebabkan
partikel udara (terutama nitrogen) terionisasi. Bagi kita yang berada di
permukaan Bumi, yang kita amati adalah bentuk seperti tirai-tirai cahaya
warna-warni di langit, yang dikenal dengan nama aurora. Aurora ini bisa diamati
dari posisi lintang tinggi di sekitar kutub magnetik Bumi (utara dan selatan).
Aurora
Saat terjadi badai matahari,
partikel-partikel energetik tadi tidak hanya menghasilkan aurora yang indah
yang bisa di amati di lintang tinggi. Tapi bisa memberikan dampak yang relatif
lebih besar dan lebih berbahaya. Dampak yang dimaksud antara lain: gangguan
pada jaringan listrik karena transformator dalam jaringan listrik akan
mengalami kelebihan muatan, gangguan telekomunikasi (merusak satelit,
menyebabkan black-out frekuensi HF radio, dll), navigasi, dan menyebabkan
korosi pada jaringan pipa bawah tanah.
Peristiwa gangguan besar yang
disebabkan oleh badai matahari, yang paling terkenal adalah peristiwa tahun
1859, peristiwa yang dikenal dengan nama Carrington Event. Saat itu, jaringan
komunikasi telegraf masih relatif baru tapi sudah luas digunakan. Ketika
terjadi badai Matahari tahun 1859, jaringan telegraf seluruh Amerika dan Eropa
mati total. Aurora yang biasanya hanya bisa diamati di lintang tinggi, saat itu
bahkan bisa diamati sampai di equator.
Masih ada beberapa contoh peristiwa
lain yang berkaitan dengan badai matahari yang terjadi dalam abad ke-20 dan 21:
1. 13 maret 1989: Terjadi CME besar
4 hari sebelumnya. Badai geomagnetik menghasilkan arus listrik induksi eksesif
hingga ribuan ampere pada sistem interkoneksi kelistrikan Ontario Hydro
(Canada). Arus induksi eksesif ini menyebabkan sejumlah trafo terbakar. Akibat
dari terbakarnya trafo tsb, jaringan listrik di seluruh Quebec (Canada) putus
selama 9 jam. Guncangan magnetik badai sekitar seperempat Carrington event,
(sekitar 400 nT). Aurora teramati sampai di Texas
2.Januari 1994 : 2 buah satelit
komunikasi Anik milik Canada rusak akibat digempur elektron-elektron energetik
dari Matahari. Satu satelit bisa segera pulih dalam waktu beberapa jam, namun
satelit lainnya baru bisa dipulihkan 6 bulan kemudian.
Total kerugian akibat lumpuhnya
satelit ini disebut mencapai US $ 50 – 70 juta.
3.November 2003 : Mengganggu kinerja
instrumen WAAS berbasis GPS milik FAA AS selama 30 jam.
4.Januari 2005: Berpotensi
mengakibatkan black-out di frekuensi HF radio pesawat, sehingga penerbangan
United Airlines 26 terpaksa dialihkan menghindari rute polar (kutub) yang biasa
dilaluinya.
Badai Matahari juga bisa berbahaya bagi makhluk hidup secara biologi.
Bahaya ini terutama bagi para astronot yang kebetulan sedang berada di luar
angkasa saat badai matahari terjadi. Bagi kita yang berada di permukaan Bumi,
kita relatif aman terlindungi oleh medan magnetik Bumi. Pengaruh langsung dari
badai matahari ini hanya dialami oleh binatang-binatang yang peka terhadap
medan magnetik Bumi. Karena badai matahari mengganggu medan magnetik Bumi, maka
binatang-binatang yang peka terhadap medan magnetik akan secara langsung
terimbas. Misalnya burung-burung, lumba-lumba, dan paus, yang menggunakan medan
magnetik Bumi untuk menentukan arah, untuk sesaat ketika badai matahari
terjadi, mereka akan kehilangan arah.
Saat ini, Matahari sedang
menuju puncak keaktifan dalam siklusnya yang ke-24. Puncak keaktifan
Matahari ini diperkirakan terjadi sekitar tahun 2011-2013. Saat
puncak keaktifan Matahari pada siklus ke-24 ini, diperkirakan tidak akan jauh
berbeda dengan saat puncak keaktifan pada siklus-siklus sebelumnya. Mungkin
efeknya akan sedikit lebih besar, tapi ada juga yang menduga akan terjadi hal
yang sebaliknya, justru lebih kecil efeknya. Yang manapun itu kasusnya, bisa
dikatakan semua ahli fisika matahari sepakat tidak mungkin terjadi peristiwa
besar yang akan membahayakan kehidupan di muka Bumi.
Berdasarkan pengetahuan kita saat
ini, badai matahari hanya akan memberikan ancaman bahaya yang rendah. Solar
flare dan CME yang terjadi di Matahari, tidak akan cukup untuk menyebabkan
peristiwa seperti yang digambarkan dalam beberapa film yang beredar belakangan
ini. Beberapa bintang yang diamati memang menunjukkan adanya peristiwa yang
dikenal dengan istilah superflare, yaitu flare seperti yang kita amati di
Matahari tapi dengan intensitas yang jauh lebih besar. Tapi peristiwa serupa
diduga bukan peristiwa yang umum dan diragukan bakal terjadi pada Matahari
kita, setidaknya saat ini. Memang peristiwa solar flare dan CME belum bisa
diprediksi dengan baik untuk saat ini. Tapi pengetahuan kita yang didapat dari
pengamatan Matahari lewat berbagai observatorium landas-bumi dan wahana
antariksa yang terus menerus mengamati Matahari, kita semakin mengerti berbagai
peristiwa yang terjadi di Matahari. Setidaknya untuk saat ini, kita bisa
mengatakan dengan cukup yakin bahwa yang digambarkan dalam film-film fiksi
ilmiah tentang badai raksasa matahari, tidak akan terjadi dalam waktu dekat.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar