Bila Medan Magnet Bumi Bocor

Apa yang terjadi apabila dua batang magnet yang kutubnya sejajar didekatkan? Tentunya akan salik tolak menolak, demikian juga dengan interaksi medan magnet Bumi dan Matahari. Medan magnetik Bumi dianggap sebagai pelindung Bumi terhadap angin Matahari, dan interaksinya bergantung pada orientasi kutub-kutub magnetik Bumi dan Matahari.

Kedua medan magnetik Bumi dan Matahari mempunyai orientasi utara dan selatan. Arah kutub magnetik Bumi selalu menghadap pada arah utara-selatan. Demikian juga dengan Matahari, akan tetapi medan magnet Matahari secara periodis berubah orientasinya, kadang berkesejajaran (aligned) dengan medan magnet Bumi, kadang menjadi anti-sejajar (anti-algined).

Jika selama ini dipercaya bahwa medan magnet Bumi menjadi pelindung terhadap badai yang datang dari Matahari dan menghantam Bumi, karena kalau arah medan magnetnya saling berkesejajaran, tentunya yang terjadi adalah tolak menolak, sehingga perisai medan magnet sedang kuat-kuatnya, dan hanya sedikit partikel yang bisa masuk ke lingkungan Bumi, tetapi temuan terkini menunjukkan bahwa Bumi tidak sepenuhnya terlindung dari badai Matahari, karena adanya kebocoran pada medan magnet Bumi dan lebih banyak partikel yang masuk dan mengganggu lingkungan Bumi.

Sebelumnya, para ilmuwan Fisika Matahari mengetahui bahwa partikel-partikel Matahari memasuki magnetosfer Bumi ketika medan magnet Matahari mengarah ke selatan, yaitu ketika menjadi anti-sejajar dengan Bumi. Tetapi pengamatan terkini dari satelit-satelit THEMIS (Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms) menunjukkan bahwa yang terjadi tidaklah seperti itu.

Kebocoran ini jelas mengubah pandangan tentang bagaimana interaksi antara lapisan magnetsofer dengan angin matahari, karena dari kebocoran tersebut partikel-partikel yang datang dari angin Matahari datang lebih cepat dan lebih banyak dari yang selama ini diperkirakan dan seluruh interaksi bertentangan dengan yang selama ini telah dipelajari oleh para peneliti Matahari. Bila sebelumnya perisai medan magnet Bumi adalah pada saaat yang terkuat karena medan magnet saling tolak menolak, ternyata malah menjadi yang paling lemah.

Untuk melakukan pengukuran tersebut, maka ada lima wahana THEMIS yang dikirim untuk mengukur ketebalan pita partikel Matahari yang datang ketika medan magnet saling sejajar – ternyata ditemukan sampai mencapai 20 kali dari jumlah yang didapat ketika medan magnet saling anti-sejajar.

Pengukuran THEMIS dilakukan seiring wahana melalui pita, dengan dua wahana berada pada batas yang berbeda dari pita; dan ternyata pita yang ditemukan mencapai setebal radius Bumi (sekitar 6437 km). Pengukuran lanjutan menunjukkan juga bahwa pita tersebut juga membesar secara cepat.

Bagaimana kebocoran tersebut dapat dideteksi? Ketika partikel-partikel Matahari mengalir dibawa oleh angin Matahari, angin tersebut membawa juga medan magnet Matahari mengarah ke Bumi. Medan magnet yang dibawa tersebut melapisi medan magnet Bumi saat sampai. Kendati pada wilayah katulistiwa mengarah pada arah yang berkesejajaran, tetapi pada lintang yang lebih tinggi, arahnya menjadi saling anti-sejajar. Dan ketika gaya yang bekerja menekan kedua medan tersebut bersamaan maka terjadi saling mengkait antara kedua medan magnet (saling menempel sebagaimana dua magnet yang saling berbeda arah gaya), dalam sebuah proses yang disebut sebagai rekoneksi magnet. Proses tersebut mengakibatkan adanya sobekan pada uda lubang pada medan magent Bumi dan menambahkan wilayah yang memungkinkan partikel-partikel dari Matahari masuk ke magnetosfer.

Ketika siklus sebelumnya medan magnet Matahari yang menghantam bumi mulai dari anti-sejajar kemudian menjadi sejajar, maka pada siklus ini yang terjadi adalah sebaliknya, mulai dari ketika medan magnet Matahari anti-sejajar kemudian menjadi sejajar, yang berarti adanya amplifikasi pada bagaimana badai saat menghantam Bumi. Dengan demikian, maka efek yang terjadi pada siklus ke -24 mendatang menjadi lebih besar daripada yang sebelumnya diperkirakan.