Citra Detil Permukaan Matahari dengan Teleskop Inouye

Untuk pertama kalinya, kita bisa melihat permukaan Matahari dengan lebih detil. Itulah citra pertama Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST)

Area Matahari yang dipotret dengan teleskop Matahari Daniel K. Inouye. Kredit: NSO/AURA/NSF
Area Matahari yang dipotret dengan teleskop Matahari Daniel K. Inouye. Kredit: NSO/AURA/NSF

Citra yang detil ini sangat penting untuk memahami Matahari. Apalagi aktivitas Matahari itu bisa memengaruhi Bumi.

Matahari. Bintang induk bagi planet-planet di Tata Surya. Juga bintang paling dekat dengan Bumi yang jaraknya hanya 150.000.000 km atau 8 menit cahaya. Kalau dibandingkan dengan bintang tetangga yang jaraknya 4,2 tahun cahaya, tentu kita bisa menyatakan jarak 150 juta km itu dekat.

Matahari. Bintang berukuran 1,4 juta km ini merupakan tungku nuklir raksasa yang sedang melakukan pembakaran hidrogen menjadi helium. Medan magnetiknya juga sangat kompleks, dan aktivitas magnetik di Matahari bisa melontarkan miliaran ton partikel energi tinggi yang bergerak dengan kecepatan ratusan sampai ribuan kilometer per jam, dan mencapai Bumi hanya dalam beberapa hari. Ketika aliran partikel ini berinteraksi dengan medan magnetik Bumi, terbentuklah badai Matahari yang bisa mengganggu satelit komunikasi, memutuskan aliran listrik, dan mengganggu GPS.

Tapi, meskipun Matahari itu bintang paling dekat dengan Bumi, kita masih belum benar-benar memahaminya.

Kalau kita mengamati Bulan dari Bumi, setidaknya kita bisa melihat permukaannya dengan detil. Tidak demikian dengan Matahari. Melihat bintang berpijar yang satu ini tidak mudah. Berbagai aktivitas di permukaan Matahari tidak tampak karena dikaburkan atmosfer Bumi ketika dilihat dengan teleskop.

Karena itulah ada Wahana Parker yang dikirim menjelajah Matahari untuk mempelajari atmosfernya, dan dari Bumi dibangun juga teleskop Matahari 4 meter Daniel K. Inouye (DKIST) untuk mengeksplorasi bintang induk kita itu.

Dan teleskop yang dibangun di puncak Haleakala, Maui, Hawai’i, berhasil memperlihatkan kemampuannya sebagai teleskop Matahari terbesar saat ini.

Citra permukaan Matahari dengan resolusi paling tinggi berhasil dipotret!

Gas Mendidih Yang Menyelubungi Matahari

Plasma panas yang mencapai permukaan Matahari yang berhasil dipotret DKIST. Kredit: NSO/AURA/NSF
Plasma panas yang mencapai permukaan Matahari yang berhasil dipotret DKIST. Kredit: NSO/AURA/NSF

Foto ini memperlihatkan Matahari pada panjang gelombang merah 0,78 mikron. Kemampuan DKIST ini luar biasa karena kita bisa melihat fitur kecil di Matahari sampai pada ukuran 30 km. Dan DKIST mampu untuk memotret 36.500 km area Matahari!

Citra permukaan Matahari ini memperlihatkan pola turbulensi plasma mendidih yang menyelubungi Matahari. Kalau diperhatikan, pada foto tampak ada struktur mirip sel yang agak mirip butiran pop-corn, yang ukuran setiap sel atau butirannya hampir setara dengan luas pulau Kalimantan!

Struktur sel itu dikenal dengan nama granula.

Foto ini memperlihatkan puncak menara konveksi yang ada di dalam Matahari. Granula yang ada di lapisan fotosfer Matahari terbentuk oleh aliran konveksi plasma yang diangkut dari dalam Matahari ke permukaan. Plasma adalah gas yang terionisasi sehingga gas tersebut kehilangan elektronnya.

Pembakaran di dalam Matahari menghasilkan panas di inti yang kemudian diangkut ke permukaan. Panas ini kemudian dibawa dari area inti yang temperaturnya tinggi ke permukaan yang temperaturnya lebih rendah. Untuk bisa sampai ke permukaan, panas diangkut melalui dua cara, yakni konveksi dan radiasi.

Dalam perjalanannya, panas ini melewati zona radiatif. Di sini, plasma sangat padat dan panas yang sedang mengarah keluar harus dihantarkan dengan cara radiasi, di mana setiap atom plasma memancarkan foton untuk mengangkut panas.

Pada jarak sekitar 500.000 km dari pusat Matahari, kerapatan plasma semakin berkurang dan perbedaan temperatur antara inti dan permukaan cukup tinggi. Semakin jauh dari pusat bintang, temperatur semakin rendah. Pada titik ini foton-foton berenergi tinggi yang diradiasikan dari inti kemudian diserap oleh hidrogen netral untuk mengionisasi diri dan penghantaran dengan cara radiasi berhenti.

Panas kemudian diangkut secara konveksi sepanjang 180.000 km, pada area yang dikenal sebagai zona konveksi.  Pada bintang seperti Matahari, zona radiasi lebih dominan di bagian inti dibanding zona konveksi di selubung. Setelah plasma panas (granula) ini mencapai permukaan, maka ia akan mendingin dan kembali tenggelam. Dan semua itu tampak pada foto yang dipotret DKIST.

Foto close-up dari sebagian kecil area plasma panas di permukaan matahari. Kredit: NSO/AURA/NSF
Foto close-up dari sebagian kecil area plasma panas di permukaan matahari. Kredit: NSO/AURA/NSF

Citra Pertama DKIST

Cahaya pertama dari Teleskop Inouye (DKIST) memang mengagumkan. Dalam citra tersebut tampak pola terang di tengah dan gelap di tepi pada butiran-butiran granula. Yang terang itu merupakan area yang panas, sedangkan bagian tepi gelap itu lebih dingin.

Bagian terang dan panas yang tampak itu merupakan plasma yang baru mencapai permukaan sedangkan area tepi yang dingin dan gelap menandai materi yang mendingin dan kembali tenggelam ke dalam Matahari.  Granula yang kita lihat dalam foto ini ukurannya sebenarnya sangat besar. Yang terbesar bisa lebih dari 2.000 km. Atau lebih besar dari kota Padang.

Materi yang tampak di antara granula adalah efek dari plasma akibat medan magnet Matahari yang sangat kuat. Ketika plasma bergerak, terbentuk medan magnet. Nah, pada permukaan Matahari ada sangat banyak plasma mendidih. Saat setiap granula bergerak dan membentuk medan magnit, ia akan berinteraksi dengan granula di sekelilingnya. Akibatnya terbentuklah medan yang kompleks.

Saat garis-garis medan ini bersinggungan ataupun saling terkait, maka saat itulah energi yang tersimpan terlontar dan menghasilkan suar Matahari.  Energi yang terlontar ini sangat besar meskipun hanya 10% dari energi total yang dihasilkan Matahari.

Ketika suar Matahari terjadi, ada lontaran massa korona yang melontarkan satu miliar ton hidrogen ke angkasa dalam kecepatan tinggi. Partikel-partikel ini punya medan magnetik sendiri yang ketika menghantam Bumi, bisa menyebabkan masalah pada satelit dan juga listrik.

Kehadiran DKIS ini sangat penting karena teleskop ini bisa memetakan medan magnet pada korona Matahari. Lokasi dimana erupsi yang memengaruhi kehidupan di Bumi terjadi.  Dengan demikian kita bisa memahami cuaca antariksa dan bisa mengenali potensi bencana yang dihadapi Bumi akibat aktivitas Matahari. Setidaknya bisa diketahui sampai 48 jam sebelum terjadi sehingga kita punya waktu untuk mengamankan infrastruktur dan menempatkan datelit pada mode aman.

Ditulis oleh

Avivah Yamani

Avivah Yamani

Tukang cerita astronomi keliling a.k.a komunikator astronomi yang dulu pernah sibuk menguji kestabilan planet-planet di bintang lain. Sehari-hari menuangkan kisah alam semesta lewat tulisan dan audio sambil bermain game dan sesekali menulis makalah ilmiah terkait astronomi & komunikasi sains.

Avivah juga bekerja sebagai Project Director 365 Days Of Astronomy di Planetary Science Institute dan dipercaya IAU sebagai IAU OAO National Outreach Coordinator untuk Indonesia.

Tulis komentar dan diskusi...