Struktur Matahari

Sebelum membicarakan tentang badai matahari, kita akan melihat sekilas tentang Matahari.?Matahari adalah sebuah bintang, yaitu bola plasma panas yang ditopang oleh gaya gravitasi. Di pusat Matahari (nomor 1 dalam Gambar 1), 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 (nomor 2), zona konventif (nomor 3), dan bagian atmosfer Matahari, yang terdiri dari fotosfer (nomor 4), kromosfer (nomor 5), dan korona (nomor 6). 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.

Tanggal 17 Februari 2010, Vesta, asteroid termasif kedua di sabuk asteroid akan mengalami oposisi. Di saat oposisi, Vesta akan berada pada arah sebaliknya dari matahari jika dilihat dari Bumi. Dengan kata lain, jika siang ini Matahari tepat berada di atas kepala kita, maka Vesta akan tepat berada di bawah kaki kita pada jarak 211.980.000 km. Pada saat itulah Vesta akan berada pada titik terdekat dengan Bumi.

Asteroid Vesta di langit timur malam ini berada di rasi LEO. kredit : Stellarium

Di malam harinya, asteroid Vesta akan tampak di langit timur pada rasi Leo dengan kecerlangan 6,1 magnitud sehingga akan tampak oleh teleskop maupun binokuler. Bahkan jika memungkinkan Vesta akan bisa terlihat oleh mata bugil seandainya tidak ada polusi cahaya yang mengganggu.

Pada posisinya yang relatif dekat saat ini, setengah dari asteroid tersebut sudah pasti bermandikan sinar Matahari saat terlihat dari Bumi sehingga ia akan tampak terang. Selain itu, Vesta juga tidak segelap sebagian besar asteroid lainnya di Sabuk Utama Asteroid sehingga ia memantulkan lebih banyak lagi sinar matahari.

Sekilas Tentang Vesta

Asteroid Vesta yang dipotret Teleskop Hubble tahun 2007. Kredit : NASA

Vesta merupakan obyek termasif kedua di Sabuk Asteroid dengan diameter rata-rata sekitar 530 km dan memiliki massa pada kisaran 9% dari massa seluruh Sabuk Asteroid. Ditemukan oleh astronom Jerman Heirich Wilhelm Olbers pada tanggal 29 Maret 1807, asteroid ini langsung dinamakan menurut salah satu dewi bangsa Roma yakni dewi Vesta. Vesta di antara asteroid merupakan asteroid yang paling cerlang dan ia juga mengitari sumbunya hanya dalam waktu 5,34 jam.

Tahun 1994, Hubble Space Telescope berhasil memotret Vesta saat Vesta berada pada jarak 251 juta km dari Bumi. Asteroid yang satu ini memang unik, karena ia memiliki kondisi geologi yang berbeda dari asteroid besar lainnya dan merupakan satu-satunya yang memiliki area gelap dan terang seperti halnya wajah Bulan.

Citra yang diambil Hubble mengungkapkan dunia yang berbeda di Vesta. Di sana terdapat aliran lava yang sudah tua dan kolam raksasa yang juga dalam sebagai akibat tabrakan. Dengan demikian tampaklah sub-permukaan atau selubung dari asteroid ini. Permukaan Vesta juga menunjukkan kondisi geologi yang mirip dengan yang ada di planet kebumian seperti Mars dan Bumi. Sementara itu, hasil spektroskopi pengamatan landas Bumi mengindikasikan keberadaan area basalt yang menunjukkan pernah ada aliran lava di permukaan asteroid tersebut. Menarik sekaligus mengejutkan karena ada asteroid yang memiliki interior cair seperti di Bumi. Ini juga sekaligus menjadi kontradiksi dengan keyakinan umum kalau asteroid merupakan pecahan batuan dingin yang tersisa dari pembentukan planet di masa lalu.

Diperkirakan Vesta merupakan hasil pengelompokan materi-materi kecil yang didalamnya juga terdapat sisa radioaktif yang kemudian menyatu di inti. Radioaktif (isotop Alumunium-26) ini diperkirakan berasal dari ledakan supernova di dekat Tata Surya dan isotop panas tersebut kemudian melebur inti sehingga asteroid ini menjadi lebih berat, memiliki materi yang lebih rapat di pusat dan batuan yang ringan di permukaan. Struktur seperti ini memang umum untuk planet-planet kebumian. Nah, setelah Vesta terbentuk tampaknya batuan yang meleleh itu kemudian mengalir ke permukaan asteroid tersebut. Diperkirakan proses ini terjadi lebih dari 4 milyar tahun lalu, dan sejak saat itu permukaannya tidak mengalami perubahan kecuali jika terjadi tabrakan meteorit.

Dalam perjalanan hidupnya, Vesta mengalami kehilangan 1% massa dalam tabrakan yang terjadi 1 milyar tahun yang lalu. Saat itu cukup banyak pecahan Vesta yang jatuh ke Bumi sebagai Howardite Eucrite Diogenite (HED) meteorit. HED ini merupakan meteorit yang kaya dengan bukti dan sumber dari batuan asteroid. Di antara tabrakan yang dialami vesta, ada satu atau lebih tabrakan yang tampaknya menyobek sebagian keraknya sehingga tampaklah selubung olivine yang diyakini ada di didalam selubung Bumi. Tak pelak asteroid Vesta ini menyimpan begitu banyak cerita dari evolusi yang panjang dan kompleks dari Tata Surya.

Karena itu, cobalah malam ini nikmati Vesta di langit malam seandainya cuaca di Indonesia tidak hujan dan berawan.

Clear Sky.

Asteroid serupa komet P/2010 A2. Kredit :NASA, ESA, & D. Jewitt (University of California, Los Angeles).

Asteroid memang tak sebesar planet, namun jangan salah tabrakan antar dua asteroid merupakan tabrakan energetik yang berkekuatan tinggi. Tabrakan yang terjadi memiliki kecepatan rata-rata lebih dari 17702 km per jam atau setidaknya lima kali lebih cepat dari peluru senapan. Tabrakan kedua beda angkasa tersebut tetap saja menimbulkan kehancuran dasyat yang menyisakan serpihan debu.

Lantas asteroid apakah yang mengalami tabrakan itu?

Inti Komet P/2010 A2
Dalam penglihatannya, Hubble berhasil memotret obyek yang mirip komet dan dikenal dengan nama P/2010 A2 yang ternyata ditemukan oleh program survei langit Lincoln Near-Earth Asteroid Research, atau LINEAR pada tanggal 6 Januari.  Dalam citra yang diambil Hubble pada tanggal 25 dan 29 Januari, tampak pola X yang kompleks dari struktur filamen di dekat inti.

Apa yang dilihat Hubble memang agak berbeda dari selubung debu halus yang ada di komet pada umumnya. Filamen yang dilihat Hubble ini terdiri dari debu dan kerikil yang agaknya baru saja terlepas dari inti. Sebagian di antaranya tersapu oleh tekanan radiasi sinar Matahari dan membentuk lintasan debu yang lurus. Di dalam filamen tersebut juga terdapat gumpalan debu yang terbentuk dari bagian yang sangat kecil dari obyek induknya.

Hubble dalam penglihatannya juga menunjukan keberadaan inti P/2010 A2 yang berada di luar halo debunya. Inti tersebut diperkirakan memiliki diameter 460 kaki (0,14km). Yang menarik, kondisi seperti ini tak pernah terlihat sebelumnya pada obyek serupa komet.

Tabrakan  Asteroid
Pada umumnya, komet berasal dari waduk es di Sabuk Kuiper atau awan Oort akan masuk ke bagian dalam Tata Surya. Saat ia mendekati Matahari, komet akan menjadi hangat dan es di dekat permukaan akan menguap serta melontarkan materi dari inti komet yang padat melalui jet (letupan berkecepatan tinggi).

Namun tampaknya komet P/2010 A2 memiliki asal yang berbeda. Komet tersebut mengorbit pada area yang hangat di bagian dalam  sabuk asteroid yang tetangganya adalah obyek batuan kering yang tidak memiliki materi yang mudah menguap. Dengan demikian, kemungkinan yang muncul untuk dapat menjelaskan ekor puing-puing yang dilihat Hubble berasal dari tabrakan dua benda dan bukan dari es yang menguap dari si komet.

Jika interpretasi ini benar maka yang terjadi adalah ada dua obyek asteroid tak dikenal yang mengalami tabrakan dan menyisakan puing-puing. Puing tersebut kemudian tersapu menjadi ekor yang terlihat di area teradinya tabrakan sebagai akibat dari tekanan sinar Matahari.  Dalam tabrakan ini, into P/2010 A2 bisa jadi merupakan sisa komet yang selamat. Tabrakan ini dikenali sebagai tabrakan berkecepatan hiper.

Filamen Yang Berbeda
Citra yang diambil Hubble juga menunjukan perbedaan pada penampakan filamen komet P/2010 A2 jika dibandingkan dengan citra komet lainnya yang sudah diambil Hubble. Dan tentunya kondisi ini sesuai untuk kondisi komet yang memiliki proses yang berbeda. Selain itu, asal mula tabrakan juga memiliki kecocokan dengan ketiadaan gas dalam spektrum yang terekam dengan teleskop landas Bumi.

Sabuk asteroid memiliki bukti yang berlimpah dari tabrakan yang terjadi di masa lalu yang sudah menghancurkan obyek awal yang akan membentuk planet menjadi serpihan-serpihan kecil. Dan apa yang terlihat menunjukkan kalau orbit P/2010 A2 juga cocok dengan asteroid yang ada di keluarga asteroid Flora yang terbentuk dari pecahan akibat tabrakan lebih dari 100 juta tahun lalu.

Salah satu pecahan tabrakan di masa lalu itu bahkan diperkirakan sudah menghantam Bumi 65 juta tahun lalu dan memicu terjadinya pemusnahan massal yang menghapus keberadaan dinosaurus di Bumi.

Walaupun ada banyak bukti tabrakan di sabuk asteroid, sampai saat ini belum pernah terlihat secara langsung terjadinya tabrakan antar asteroid.

Sumber : NASA

Tetapi, Hubble Space Telescope (HST), telah mengubah itu semua. Dengan pengamatan yang telah dilakukan semenjak tahun 1994, sampai dengan citra terkini yang diambil antara tahun 2002-2003, maka diperoleh gambaran yang lebih detil dari Pluto, dibandingkan pengamatan-pengamatan yang telah dilakukan sebelum-sebelumnya. Hasil ini pun masih jauh dari detil, karena tantangannya seperti merekam detil sebuah bola sepak dari jarak 60 km.

Perubahan wajah Pluto yang dilihat Teleskop Hubble. Kredit : Hubble

Walaupun citra dari HST belum cukup detil untuk bisa merekam adanya kawah dan gunung, itupun kalau memang ada, tetapi dari perekaman yang dilakukan HST menunjukkan adanya dunia yang bervariasi akan warna, dari putih, oranye-gelap sampai dengan coklat kegelapan. Warna-warna tersebut dipercaya akibat radiasi ungu-ultra dari Matahari yang berada di kejauhan, memecah metan yang ada pada permukaan Pluto, menyebabkan adanya residu berwarna coklat kegelapan yang kaya akan karbon.

Kecerlangan Pluto juga berubah, wilayah kutub di utara yang cerlang dan belahan selatan yang gelap dan kemerahan. Musim panas mendekati kutub utara Pluto menyebabkan es mencair dan mengalami pembekuan pada wilayah yang lebih gelap akibat terbayangi pada planet tersebut. HST telah menunjukkan bahwa Pluto bukanlah hanya sebuah bola es dan batu, tetapi sebuah dunia yang mempunyai perubahan atmosfer yang dramatis.

Perubahan musim disebabkan oleh karena orbit Pluto yang eliptis sepanjang 248 tahun dengan sumbu yang miring. Musimnya menjadi tidak simetri karena orbit eliptis Pluto. Transisi musim semi menuju musim panas di kutub cepat terjadi pada belahan utara, karena Pluto bergerak sangat cepat sepanjang orbit ketika bergerak mengitari Matahari pada arah mendekat.

Pengamatan landas Bumi antara tahun 1988 sampai 2002 memperlihatkan massa atmosfer mengalami pelipatgandaan sepanjang waktu yang diduga akibat pemanasan dan sublimasi es nitrogen. Gambaran dari HST tersebut memberikan pemahaman akan musim yang terjadi di Pluto dan nasib atmosfernya.

Gambaran HST ini adalah yang terdetil pada saat ini, paling tidak sampai wahana New Horizon akan terbang melintas Pluto dan akan merekam citra yang lebih detil lagi, dan memberi gambaran lebih baik tentang apa yang terjadi di permukaan Pluto, dan itu masih menunggu sampai dengan 2015 yang akan datang.

Sumber : Hubblesite

Oposisi Mars dilihat dari arah kutub. Kredit : ESA

Memang benar bahwa dalam lintasannya mengitari Matahari, baik Bumi dan Mars pada suatu ketika berada pada suatu posisi yang saling mendekat satu sama lain, karena lintasan Bumi, Mars, tidaklah merupakan lingkaran sempurna, tetapi berupa lintasan elips, dengan Matahari berada pada salah satu titik fokus elips.

Bumi bergerak mengitari Matahari lebih cepat daripada Mars, dan setiap 26 bulan, Bumi akan mendahului Mars melalui lintasan dalam, dan ketika itu, saat Matahar-Bumi-Mars berada pada segaris, dikenal sebagai oposisi Mars. Maka, oposisi Mars akan selalu terjadi setiap 26 bulan, dan biasanya di waktu oposisi tersebut maka, Bumi dan Mars berada pada posisi yang saling berdekatan.

Simulasi posisi Bumi-Mars & Matahari dapat dilihat di sini.

Jarak antara Bumi dan Mars tidak selalu sama setiap oposisi, karena orbit Mars yang sedikit lebih lonjong, maka jarak terdekat antara Bumi dan Mars tidak selalu tepat saat oposisi, tetapi selalu berada di sekitar waktu oposisi, yang berselisih beberapa hari dari waktu oposisinya. Dan biasanya, pada saat saling mendekat itu, maka Mars akan tampak cerlang dan cerlang, lebih kemerahan, kelihatan lebih jelas, baik diamati mempergunakan mata, binokular ataupun teleskop, tetapi yang pasti, tidak akan mencapai sebesar Bulan!

Oleh karena bentuk geometri yang unik itu, maka setiap terjadi jarak yang terdekat antara Bumi-Mars (yang berperiode 26 bulan itu), tidak akan pernah sama dari satu kejadian ke kejadian berikutnya. Pada kejadian oposisi Mars tahun 2003, yang dikenal sebagai peristiwa Mars dalam posisi paling dekat (sedekat-dekatnya) dengan Bumi, jarak yang terhitung sebagai terdekat adalah 55758006 km, dengan diameter tampak sekitar 25″; dan fenomena ini hanya bisa terjadi setiap 60 ribu tahun. Besarkah itu? Bagi yang beruntung mengamati saat itu, Mars masih tetap sama seperti Mars yang telah diamati nenek moyang kita, dengan mata telanjang, masih berupa noktah merah terang di langit. Bahkan dengan teleskop sekalipun, tidak banyak berubah kenampakannya, hanya, detilnya agak lebih tampak sedikit.

Mars jelang oposisi yang dipotret Hubble sejak tahun 1995 - 2007.Kredit : NASA/Hubble

Dan kemudian, di awal tahun 2010 ini, melalui siklus 26-bulan berikutnya (sesudah 2007), maka si merah kembali mendekat dengan Bumi! Di bulan Januari ini, Mars telah mencapai kecerlanganan mencapai sekitar -1 magnitudo, cukup terang teramati di langit sebagai suatu noktah merah yang jelas terlihat mempergunakan mata telanjang. Pada tanggal 27 Januari 2010, posisi terdekatnya mencapai 99 juta km, dengan diameter tampak sekitar 14″, lalu, oposisi Mars tercapai pada tanggal 29 Januari 2010, dengan magnitudo mencapai -1,28. Mars akan berada dalam kondisi yang sangat cerlang dengan magnitudo di sekitar -1, sampai dengan tanggal 14 Februari 2010, dan sesudah itu akan semakin meredup.

Lalu, bagaimana kita menemukan Mars? Mudah, di bulan-bulan ini, ketika sore, carilah ke arah terbit di timur, apabila ada sebuah noktah yang cerlang berwarna kemerahan, besar kemungkinan itulah dia. Apabila kita telah mengetahui tentang rasi-rasi di langit, (mempergunakan peta langit sangat membantu), atau mempergunakan peta bintang dari langitselatan , carilah rasi Cancer, maka disitulah ia berada!

Jadi, tunggu apa lagi? Apabila langit cerah, segeralah cari di mana sang Dewa Perang berada!

Peta ENA oleh IBEX, memperlihatkan adanya struktur pita. Kredit : NASA

Pita yang dalam gambar tampak cerlang, tetapi itu bukanlah terang karena pendaran dari sumber cahaya, sebagaimana pengamatan visual, alih-alih hasil pengamatan visual, sumber tersebut berasal dari dari partikel atom netral ber-energi (energetic neutral atoms/ENA), yang bisa dideteksi oleh IBEX dan diproduksi di wilyah luar heliosfer saat angin surya melambat dan bercampur dengan materi antar bintang dari luar sistem Tata Surya

Untuk bisa mendapatkan gambaran besar tepi Tata Surya, IBEX diletakkan pada posisi mengorbit Bumi. Dari pemetaan tersebut, diperoleh informasi adanya struktur halus filamen dari emisi ENA yang hanya selebar beberapa derajat. Pita itu sendiri bergerak pada jalur yang tegak lurus arah medan magnetic galaksi tepat di luar heliosfer.

Struktur halus filamen. Kredit : NASA

Model pemantulan

Menurut peneliti tamu Heliofisika NASA dari Universitas Alabama, Jacob Heerikhuisen, bentuk pita tersebut mungkin disebabkan oleh adanya pantulan dari angin surya yang mengarah pada ruang antar bintang terpantulkan kembali ke arah Tata Surya karena adanya medan magnetik galaksi. Pemantulan terjadi karena adanya reaksi “pertukaran muatan” antara proton dan atom Hidrogen. Partikel dari angin surya yang lolos dari wilayah Tata Surya, pada jarak sekitar ~ 100 Satuan Astronomi (mencapai 15 milyar kilometer) bertemu dengan medan magnet antar bintang. Gaya magnetik akan memotong partikel yang lolos dan mengembalikannya ke dalam Tata Surya.

Pemahaman kita akan heliosfer sangat penting dalam mengetahui perannya dalam melindungi sistem Tata Surya kita dari hujan sinar kosmis. Ukuran dan bentuknya menjadi faktor kunci dalam menentukan kekuatan perlindungan, dan berapa banyak sinar kosmis yang sampai ke Bumi. Dengan mengetahui itu maka, dapat dipahami bagaimana heliosfer merespon ketika berinteraksi dengan awan antar bintang dan medan magnetic galaksi.

Studi ini penting karena Tata Surya melalui wilayah dalam Bima Sakti yang dipenuhi oleh sinar kosmis dan awan antar bintang. Medan magnetik Matahari yang dikembangkan oleh dorongan angin surya menjadi suatu lingkup yang disebut heliosfer, melindungi semua yang ada dalam Tata Surya dari sinar kosmis di luar. Medan magnetik kuat di luar Tata Surya bisa saja menekan heliosfer dan berinteraksi dengan sistem heliosfer, tetapi kita belum memahami bagaimana interaksinya. (Gambar 5)

Awan materi antar bintang. Kredit : NASA

Sumber:  NASA

Jika Gerhana Matahari Cincin 26 Januari 2009 tim langitselatan berkesempatan melakukan ekspedisi ke Lampung, maka pada fenomena Gerhana Matahari Sebagian (GMS) yang terjadi tahun ini tim langitselatan memutuskan bergabung dengan tim pengamat Matahari dari LAPAN untuk menikmati fenomena gerhana dari atap gedung LAPAN-Bandung. Walaupun langit Bandung sempat berawan tebal dan mengalami hujan gerimis, tim pengamat LS dan LAPAN masih berkesempatan untuk menikmati proses terjadinya gerhana sekaligus mengabadikan Gerhana Matahari Sebagian melalui kamera. Dalam pengamatan Gerhana Matahari 15 Januari 2010, tampak juga dua bintik Matahari terlihat di permukaan Matahari.

Gerhana Matahari Sebagian, 5 menit sebelum terjadinya puncak gerhana. Kredit : Ferry. M. Simatupang

Tim pengamat dari langitselatan. Kredit : Ferry M. Simatupang

Gerhana Matahari Sebagian di Shanghai
Selain di Bandung, salah seorang tim langitselatan yang berada di Shanghai, China juga berhasil mengamati dan mengabadikan fenomena alam tersebut, meski saat itu awan tebal tengah menggayut di langit Shanghai. Indahnya senja dengan Matahari Sabit masih tetap mempesona meskipun sang Matahari tersembunyi di balik awan.

Gerhana Matahari Sebagian yang teramati di Shanghai. Kredit : Jefferson Teng

Langit senja di Shanghai saat Gerhana Matahari Sebagian. Kredit : Jefferson Teng

Gerhana Matahari memang fenomena astronomi yang senantiasa terjadi setiap tahun namun keindahannya tak pernah berhenti membuat para pengejar gerhana untuk berhenti memburu foto-foto nan indah dari fenomena tersebut. Dan jangan lupa Indonesia akan kembali menikmati indahnya Gerhana Matahari Total di tahun 2016.

___
Kredit foto : Bandung : AYR, FMS ; Shanghai : JT

Konsep Solar Dynamic Observatory. Kredit : NASA

Sekalipun telah banyak yang dilakukan untuk mempelajari rahasia dari Matahari, tapi masih banyak detil-detil kecil yang belum bisa dijelaskan oleh para ilmuan Matahari. Oleh karena itu maka upaya terus dilakukan untuk mempelajari detil-detil yang belum tersingkap tersebut. Salah satu upaya dilakukan oleh NASA, dengan mengirimkan teleskop barunya, sebagai mata yang bisa menyingkapkan; berupa wahana satelit luar angkasa, bernama SDO (Solar dynamics Observatory/Observatorium Dinamika Matahari). SDO ditukukan untuk mempelajari dan menyelidiki perubahan variablitias di Matahari dan efeknya di Bumi. SDO merupakan missi pertama NASA dalam program Living with a Star (Hidup bersama Bintang). Wahana ini direncanakan diluncurkan di awal 2010 dari Cape Canaveral, Florida, mempergunakan roket Atlas V yang akan mengangkut wahana berbobot 3100 kg, pada suatu orbit yang sangat berinklinasi, berbentuk orbit geosinkron, sehingga bisa secara terus menerus mengamati Matahari, dan juga stasiun Bumi yang berada di Las Cruces, New Mexico, Amerika Serikat.

Detil apa saja yang hendak dikuak oleh SDO? SDO akan mempelajari perubahan skala kecil di atmosfer Matahari dalam berbagai panjang gelombang secara simultan, mengamati bagaimana medan magnetik dibangkitkan dan terbentuk strukturnya. Kemudian dari medan magnetika yang tersimpan tersebut dikonversi dan dilepaskan menjadi angin amatahari dan partikel berenergi, dan bagaimana proses tersebut mempengaruhi keluaran energi Matahari. Direncanakan untuk beroperasi selama 5 tahun, tetapi bahan bakar yang disimpan bisa dipergunakan selama 10 tahun. SDO dibangun dengan biaya mencapai US$850 juta, dan dalam pengoperasiannya akan mengambil citra piringan penuh matahari setiap detiknya, dengan resolusi sepuluh kali lebih baik dari resolusi televisi definisi-tinggi (HDTV), berukuran 4096 ? 4096 piksel, citra yang dihasilkan berkualitas film IMAX. Ada tiga instrumen yang dipergunakan untuk mengumpulkan 1,5 terabyte data perhari, sama dengan mengunduh 500.000 lagu perhari.

Adapun ketiga instrumen tersebut adalah:
Atmospheric Imaging Assembly (AIA), yaitu rangkaian empat teleskop, yang mengambil citra lapisan luar korona Matahari dalam berbagai panjang gelombang secara simultan. AIA akan merekam citra Matahari dalam 10 panjang gelombang setiap 10 detik. Citranya akan selebar 1,3 diameter Matahari dengan resolusi satu detik busur (satu noktah di Matahari yang seukuran New Mexico). Alat ini akan membantu ilmuan memahami bagaimana Matahari mengubah pelepasan medan magnetik menjadi energi yang memanaskan korona dan melepaskan flare Matahari.

Skema instrumen SDO. kredit : NASA

Extreme ultraviolet Variability Experiment (EVE), yaitu alat untuk mengukur variasi iradiansi spektral ultraviolet-ekstrim Matahari pada berbagai rentang waktu.

Helioseismic and Magnetic Imager (HMI) yang akan mengintip ke dalam Matahari dan memetakan aliran plasma yang membangkitkan medan magnetik Matahari. HMI akan mempergunakan gelombang suara yang bergerak sepanjang Matahari untuk membangun citra dari interior Matahari. HMI juga akan mengukur kekuatan dan arah medan magnetik yang muncul dari fotosfer. HMI akan memberi gambaran tentang bagaimana mekanisme yang menyebabkan adanya siklus 11 tahunan Matahari, dan menyingkap bagaimana medan magnetik bisa terkonsentrasi pada suatu wilayah bintik Matahari.

Dari gabungan itu semua, SDO akan menyingkap medan magnetik Matahari dan pengaruhnya pada lingkungan Bumi, mempelajari semua fenomena-fenomena yang terjadi di Matahari, dari adanya lengkung korona di atas permukaan Matahari, ketika flare Matahari akan terjadi, dan dan lontaran massa korona yang seketika meledak dan mengarah ke Bumi. Dan dari pemahaman akan data-data yang lebih detil itu, akan membuat kita lebih memahami tentang fenomena cuaca antariksa, yang sama sekali jauh dari dengungan khayal tentang fenomena kiamat 2012. Kejutan apa yang akan kita temukan dari Matahari,yang tidak kita ketahui sebelumnya? Kita tunggu kiprah SDO di tahun 2010 ini.

Peristiwa spektakuler pertama di tahun 2010 ini adalah Gerhana Bulan Sebagian (GBS), yang terjadi kurang dari 30 menit setelah pergantian tahun. Proses gerhana itu dimulai dengan masuknya Bulan ke penumbra Bumi pada pukul 00.17 WIB. Namun dengan mata telanjang, kita akan kesulitan melihat perbedaan kenampakan Bulan saat ini dengan sebelum gerhana terjadi. Kita baru bisa melihat pemandangan yang membuat kita menahan nafas ketika waktu menunjukkan pukul 01.53 WIB, yaitu saat Bulan mulai memasuki umbra Bumi. Bagian tepi Bulan akan perlahan menghitam sedikit demi sedikit hingga mencapai puncaknya pada pukul 02.24 WIB dan kembali seperti semula pada pukul 02.53 WIB. Proses GBS ini berakhir seluruhnya pada pukul 04.28 WIB. Kami berhasil melakukan pengamatan dan pemotretan saat itu dan di bawah ini adalah hasilnya.

Gerhana Bulan Sebagian 1 Januari 2010 yang diambil dari Semarang. Kredit : Hanief / duniastronomi

Apabila saat itu Anda tidak sempat menyaksikan GBS, peristiwa gerhana berikut mungkin bisa Anda masukkan dalam jadwal sebagai salah satu peristiwa yang kami rekomendasikan untuk diamati. Peristiwa yang kami maksud adalah Gerhana Matahari Cincin (GMC) pada tanggal 15 Januari 2010. Namun dari Indonesia, yang bisa kita amati hanyalah Gerhana Matahari Sebagian (GMS) saja, karena tidak ada daerah di Indonesia yang dilalui oleh jalur totalitasnya, tidak seperti GMC 26 Januari 2009 yang lalu.

Daerah di Indonesia yang dapat menyaksikan gerhana nanti adalah seluruh Sumatra dan Kalimantan, bagian barat pulau Jawa, dan bagian utara pulau Sulawesi. Meskipun begitu, proses GMS akan bisa kita saksikan lebih baik apabila kita berada di wilayah barat Indonesia. Di sana gerhana akan berlangsung lebih lama dan piringan Matahari yang tertutup oleh Bulan juga lebih banyak dibandingkan dengan pengamatan di daerah timur.

Animasi GMC 15 Januari 2010

Untuk pengamat yang berada di Banda Aceh, gerhana dimulai pada sekitar pukul 13.40 WIB dan berakhir pada pukul 16.40 WIB. Luas daerah piringan Matahari yang tertutupi Bulan mencapai 46% pada saat maksimumnya, yaitu pada sekitar pukul 15.20 WIB. Jumlah tersebut jauh lebih besar daripada hasil pengamatan di Manado yang hanya menutupi 0,3% daerah piringan Matahari saja. Di bawah ini adalah animasi kenampakan gerhana Matahari dari 4 kota di Indonesia. Untuk melihat animasi kenampakan gerhana dari daerah lainnya, silakan kunjungi situs eclipse.org.uk.

PERINGATAN. Satu hal penting yang HARUS DIPERHATIKAN ketika mengamati Matahari adalah kita tidak boleh melihatnya secara langsung baik dengan mata telanjang ataupun dengan alat optik seperti kamera, binokular, ataupun teleskop. Melakukan hal tersebut dapat mengakibatkan KERUSAKAN MATA sementara ataupun permanen (KEBUTAAN). Amati Matahari dengan menggunakan filter yang aman, dan jangan melihatnya secara terus menerus. Amati paling lama 2 menit, kemudian berhenti dan baru amati lagi setelah 3 menit. Hal ini bertujuan untuk mengurangi kerusakan pada mata seandainya ada cacat pada filter yang kita gunakan. Baca juga halaman ini. Selamat melakukan pengamatan.

Hujan meteor Geminid akan mengalami puncak pada taggal 13-14 Desember 2009.

Hujan meteor Geminid akan megalami puncaknya pada tanggal 13 – 14 Desember 2009, bertepatan dengan dimulainya Bulan Baru, sehingga ini akan menjadi kesempatan yang baik untuk melakukan pengamatan karena tidak akan ada cahaya bulan. Hujan meteor Geminid akan bisa teramati dari sleuruh wilayah di Indonesia pada tanggal 13 Desember malam menjelang dini hari dan pada tanggal 14 malam menjelang tengah malam. Menurut perkiraan International Meteor Organization, di saat maksimum meteor yang akan terlihat bisa mencapai 100 – 140 meteor per jam, pada tanggal 14 Desember jam 05.10 UT atau jam 12.10 wib.

Hujan meteor Geminid merupakan salah satu hujan meteor yang dinantikan karena intensitasnya yang terus meningkat dalam dekade ini dan diharapkan tren yang sama masih akan diteruskan.

Meteor yang tampak dari rasi Gemini ini berasal dari sisa pecahan obyek yang dikenal sebagai 3200 Phaethon, yang dulunya diperkirakan merupakan asteroid. Saat ini Phaethon sudah menjadi komet yang punah. Jadi sebenarnya, ia adalah kerangka batuan dari komet yang sudah kehilangan es setelah berkali-kali melintas Matahari dari dekat. Nah, Bumi yang melintas dalam aliran puing-puing 3200 Phaethon setiap tahun pada pertengahan Desember akan menyebabkan puing-puing itu terbang dari rasi Gemini/. Tepatnya di dekat bintang terang Castor dan Pollux.

Meteor Geminid pertama kali terlihat pada akhir abad ke-19, tak lama setelah perang sipil di Amerika berakhir. Pada saat pertama muncul, hujan meteornya masih lemah dan tidak terlalu menarik perhatian. Pada saat itu debu yang masuk atmosfer Bumi itu hanya bergerak dengan kecepatan 130000 km/jam. Di masa itu, sama sekali tak nampak kalau hujan meteor ini akan berlangsung setiap tahun. Yang menarik, saat ini hujan meteor Geminid merupakan salah satu hujan meteor yang cukup kuat dan menarik perhatian para pengamat. Bahkan ia semakin kuat dari tahun ke tahun. Hal ini disebabkan oleh gravitasi Jupiter yang berlaku pada aliran puing-puing Phaethon dan menyebabkan mereka bergeser mendekati orbit Bumi. Meteor Geminid sendiri masih tergolong meteor dengan kecepatan menengah pada kisaran 35 km / detik, sehingga akan mudah dikenali di bentangan langit malam.

Jadi, apa yang harus dilakukan untuk mengamati hujan meteor Geminid? Sediakan kopi..atau coklat panas. Keluarlah ke halaman atau area lapang. Bawa peta langit (planisphere/laptop/PDA yang sudah dilengkapi piranti peta langit) untuk dilihat, bawa senter, siapkan ipod, dan mulailah menatap langit ke arah timur laut, dimana rasi Gemini berada. Rasi Gemini akan terbit pada kisaran pukul 21.00 wib, jadi anda bisa keluar rumah mulai jam 21.00 sampai dini hari untuk menikmati hujan meteor Geminid.

Selamat berburu dan menikmati Hujan meteor Geminid … dan selamat menjelang Tahun Baru 1431 H