Bom Hidrogen oleh Flare Matahari

Teleskop antariksa STEREO (Solar Terrestrial Relations Observatory) adalah sepasang teleskop antariksa yang digunakan untuk mendapatkan gambaran ruang 3 dimensi lingkungan dalam Matahari.

Pada pengamatan 5 Desember 2006, STEREO berhasil merekam peristiwa ledakan (flare) Matahari yang sangat kuat, mencapai tingkat X9, termasuk yang paling besar selama 30 tahun terakhir aktivitas Matahari. Tetapi, temuan yang menarik dari pengamatan STEREO adalah ditemukannya pancaran atom Hidrogen yang berasal dari flare tersebut, alih-alih semburan partikel hancuran atom yang selama ini telah ditemukan pada pengamatan flare. Semburan atom ini merupakan tipe atom-atom netral berenergi (Energetic Neutral Atoms/ENAs), dan ternyata hanya ditemukan populasi tunggal atom-atom Hidrogen, tanpa ada kontaminasi atom-atom lain, bahkan tidak ditemukan adanya atom-atom Helium.

Selama ini, flare Matahari dipercaya bisa menghancurkan atom-atom, membentuk partikel–partikel pecahan atom, seperti elektron, proton, atau ion-ion. Lalu, bagaimana bisa flare matahari tersebut bisa memancarkan atom hidrogen, dan bukannya pecahan-pecahan atom, sebagaimana yang selama ini terjadi?

Untuk mengamati Matahari, dan menyusun citra tiga dimensi Matahari, maka STEREO mempergunakan beberapa instrumen dan teleskop-teleskop berada pada posisi unik yang mengapit Bumi, sehingga bisa mendapatkan gambaran tiga dimensi Matahari. Pada pengamatan 5 Desember 2006, instrumen Teleskop Energi Rendah (Low Energy Telescopes/LETs) STEREO menangkap adanya peningkatan jumlah proton dalam waktu seketika. Partikel yang datang terukur berasal dari sekitar tepi Matahari. Pada energi yang lebih tinggi, dalam pengamatan menggunakan Teleskop Energi Tinggi (High Energy Telescopes/HETs) yang tidak mengarah langsung ke Matahari, hanya terjadi peningkatan yang sangat kecil.

Hasil pengamatan tersebut memberikan penjelasan bahwa kejadian tersebut disebabkan  oleh atom netral berenergi tinggi yang datang langsung dari Matahari, dalam hal ini atom hidrogen. Kemudian, selang tiga puluh menit setelah kejadian tersebut, detektor tidak merekam adanya kegiatan, tetapi setelah itu datang gelombang kedua, berupa partikel-partikel yang biasa berasosiasi dengan flare, seperti proton, ion-ion helium, oksigen, dan besi.

Apakah kejadian flare yang disertai adanya pancaran atom netral itu memang terjadi pada setiap flare? Atau, bagaimanakah atom hidrogen bisa tetap utuh menjadi atom setelah terjadi flare? Apakah ledakan yang bisa mempertahankan atom tersebut berasosiasi juga dengan semburan-semburan partikel berat, sebagaimana yang telah terjadi selama ini dan teramati?

Menurut Richard Mewaldt dari Caltech yang telah menelaah fenomena tersebut, sebetulnya semua atom-atom tersebut hancur ketika terjadi flare, apalagi flare yang terjadi pada kelas besar (X9). Tetapi, ketika partikel hancuran atom tersebut terpancar, tepat saat lepas dari atmosfer Matahari mengarah ke Bumi, beberapa proton menangkap kembali elektron, membentuk kembali atom-atom hidrogen. Atom yang terbentuk tersebut bergerak dengan cepat dan langsung, jauh sebelum terbongkar kembali. Dan karena atom hidrogen bermuatan netral, maka atom-atom tersebut dapat bergerak langsung menjauhi Matahari tanpa mengalami interferensi magnetik.

Sementara itu, ion-ion dan partikel berat cenderung memiliki muatan, sehingga mengalami interferensi magnetik oleh medan magnet Matahari, dan arah penjalarannya mengalami defleksi ketika menjauhi Matahari. Akibatnya, ion-ion dan partikel-partikel berat itu seperti datang dari berbagai arah pada permukaan Matahari dan terjadi setelah atom-atom Hidrogen.

Hal ini memberikan gambaran baru pada kejadian flare Matahari: bahwa atom hidrogen mungkin saja terbentuk dan berasosiasi dengan ledakan Matahari, dan mungkin selama ini telah terjadi, tetapi baru bisa teramati oleh adanya pengamatan STEREO. Tetapi, dugaan ini masih membutuhkan pengamatan lebih lanjut dan berkesinambungan. Selain itu, seiring dengan meningkatnya aktivitas Matahari, kejadian-kejadian yang akan terjadi bisa memberikan gambaran tentang keterkaitan keberadaan atom hidrogen dan kejadian flare Matahari.

Sumber: Science@NASA