Hinode Ungkap Asal-Usul Angin Matahari

Data dari satelit milik Jepang, Hinode, menunjukkan bahwa gelombang magnetik memainkan peranan penting dalam mengarahkan angin matahari di ruang angkasa. Angin matahari (solar wind) adalah aliran gas bermuatan listrik yang dipancarkan matahari ke segala arah dengan kecepatan mencapai hampir sejuta mil per jam. Pemahaman yang lebih baik mengenai angin matahari dapat membantu dalam membuat prediksi yang lebih akurat terhadap radiasi yang bersifat merusak sebelum radiasi itu mencapai orbit satelit.

Bagaimana angin matahari terbentuk dan kemudian menguat telah menjadi topik perdebatan selama beberapa dekade. Apa yang dikenal sebagai gelombang Alfven (Alfven waves) pada prinsipnya dapat memindahkan energi dari permukaan Matahari melalui atmosfer matahari (dikenal sebagai korona), menjadi angin matahari. Karena itu, gelombang Alfven yang bersifat magnetik yang kuat pada gas bermuatan listrik di Matahari telah lama menjadi kandidat sebagai kekuatan yang memicu pembentukan angin matahari.

Pada atmosfer matahari, gelombang Alfven terbentuk saat pergerakan konvektif dari gelombang bintang menekan medan magnet di sekelilingnya, atau saat proses dinamik yang menghasilkan aliran listrik yang membuat medan magnet berubah bentuk atau mengalami rekoneksi.

“Hingga kini, gelombang Alfven masih mustahil untuk bisa diamati, dikarenakan oleh keterbatasan resolusi dari instrumen yang tersedia,” jelas Alexei Pevtsov, saintis program Hinode dari markas besar NASA di Washington. “Dengan bantuan Hinode, kami sekarang dapat melihat bukti langsung dari keberadaan gelombang Alfven, yang akan membantu mengungkap misteri mengenai bagaimana angin matahari terbentuk.”

Pancaran sinar-X yang melontarkan plasma dari lubang korona di kutub utara matahari. Gambar ini diambil pada 10 Januari 2007 oleh teleskop sinar-X Hinode. (Gambar: SAO/NASA/JAXA/NAOJ)

Dengan memanfaatkan teleskop sinar-X beresolusi tinggi dari Hinode, suatu tim yang dipimpin oleh Jonathan Cirtain, ahli fisika matahari dari Marshall Space Flight Center, NASA, di Huntsville, Alabama, telah berhasil meneropong jauh kedalam korona di kutub matahari, dan mengamati sejumlah amat besar pancaran sinar-X. Pancaran tersebut adalah pancaran dari plasma panas yang bergerak dengan sangat cepat. Penelitian terdahulu hanya berhasil mendeteksi sejumlah kecil pancaran tiap harinya.

Dengan sensitivitas yang lebih tinggi dari Hinode, tim Cirtain mengamati rata-rata 240 pancaran perhari. Mereka menyimpulkan bahwa rekoneksi magnetis, suatu proses dimana dua medan magnet dengan muatan listrik yang berlawanan bertabrakan dan melepaskan energi, sangat sering terjadi pada korona rendah Matahari. Interaksi ini membentuk gelombang Alfven dan ledakan plasma berenergi tinggi dalam bentuk pancaran sinar-X.

“Observasi ini menunjukkan kaitan yang jelas antara rekoneksi magnetik dan pembentukan gelombang Alfven dalam pancaran sinar-X,” jelas Cirtain. “Banyaknya jumlah semburan berpasangan dengan tingginya kecepatan dari plasma yang mengalir keluar, memperkuat keyakinan terhadap gagasan bahwa pancaran sinar-X adalah kekuatan yang membentuk terciptanya angin matahari yang bergerak cepat.”

Tim riset lain yang dipimpin oleh Bart De Pontieu, ahli fisika matahari dari Laboratorium Matahari dan Astrofisika Lockheed Martin di Pallo Alto, California, berfokus pada kromosfer Matahari, daerah yang terbentang diantara permukaan matahari dan korona. Memanfaatkan citra beresolusi teramat-sangat tinggi dari perangkat Solar Optical Telescope pada Hinode, De pontieu beserta timnya menemukan bahwa gelombang Alfven tersebar pada kromosfer. Saat gelombang tersebut mengalir kearah korona, gelombang tersebut menjadi cukup kuat untuk memicu angin matahari.

“Kami menemukan bahwa sebagian besar dari gelombang Alfven memiliki periode beberapa menit, jauh lebih lama daripada banyak model teoretis yang telah dikembangkan sebelumnya,” jelas De Pontieu. Perbandingan dengan simulasi komputer yang lebih canggih dari University of Oslo di Norwegia, mengindikasikan bahwa rekoneksi bukanlah satu-satunya sumber gelombang Alfven. De Pontieu melanjutkan, “Simulasi itu menyiratkan bahwa banyak diantara gelombang yang terjadi saat medan magnet matahari terdesak oleh gerakan konvektif dan gelombang suara di atmosfer rendah.”

Gelombang Alfven pertama kali diteliti ilmuwan Swedia bernama Hannes Alfven yang membuatnya meraih Nobel Fisika pada 1970. Alfven meninggal pada 1995, dan namanya diabadikan pada gelombang temuannya tersebut. (www.nasa.gov/mission_pages/solar-b/)