Bersama Korona Matahari selama 5 menit !!!

By muhamad bagus at 04:30

Inilah teleskop landasbumi pengamat Matahari dengan masa operasional tersingkat. Sementara teleskop-teleskop landasbumi sejenis sejak era OSO (Orbital Solar Observatory), SolarMax, SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) hingga era SDO (Solar Dynamics Observatory) menghabiskan waktu bertahun-tahun dalam orbitnya dengan pagu anggaran ratusan juta dollar, High Resolution Coronal Imager (Hi-C) hanya beroperasi selama 5 menit dengan total anggaran tak lebih dari seperseratusnya. Namun hasil observasinya tak kalah penting. Untuk pertama kalinya manusia berhasil mendeteksi keberadaan kepang magnetik yang bertanggung jawab dalam pemanasan korona Matahari secara meyakinkan, setelah sebelumnya hanya menjadi hipotesis di atas kertas tanpa pernah terbuktikan.

Gambar 1.
Snapshot kepangan magnetik di korona Matahari berdasarkan observasi Hi-C.
Sumber : NASA, 2013.

Hi-C berbasis pada teleskop reflektor tipe Cassegrain dengan cermin obyektif berdiameter 24 cm yang dipoles secara khusus dan menjadi cermin terbaik yang pernah dibuat dalam rangka observasi Matahari. Ditambah dengan instrumen pencitra dan sistem-sistem pendukung lainnya, secara keseluruhan teleskop yang dirakit di Marshall Space Flight Center NASA, Alabama (AS) di bawah asistensi Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics dan L-3/Tinsley Laboratories ini memiliki panjang 3 meter dengan massa total 209 kg. Hi-C ditempatkan di pucuk roket sub-orbital bertingkat dua Black Brant IX untuk kemudian diluncurkan pada 11 Juli 2012 silam dari fasilitas ujicoba legendaris White Sands di New Mexico (AS). Black Brant IX melesat ke langit dengan kecepatan puncak 7 kali lebih besar dibanding kecepatan ~~cahaya~~ suara sehingga mampu mengantar Hi-C ke ketinggian 283 km dari permukaan laut. Selama lima menit kemudian Hi-C bekerja dan menghasilkan 165 citra kawasan aktif dalam korona Matahari atau rata-rata 1 citra beresolusi 16 megapixel untuk setiap 1,8 detik. Dan hanya berselang sepuluh menit setelah Black Brant IX mengangkasa, Hi-C pun mendarat kembali di permukaan Bumi dengan bantuan parasut pengerem, setelah menyusuri lintasan sub-orbital berbentuk parabola. Secara keseluruhan misi Hi-C ini menghabiskan biaya US $ 5 juta (Rp 47,5 milyar berdasarkan kurs US $ 1 = Rp 9.500), yang terhitung cukup murah untuk sebuah misi antariksa, bahkan jika dibandingkan dengan misi-misi antariksa berbiaya murah yang selama ini dilakoni NASA di bawah tajuk Discovery Program.
Menyibak Korona
Meski sangat singkat dan hanya mengamati sebagian kecil wajah Matahari saja dibandingkan observasi SOHO maupun SDO, Hi-C berhasil menyibak salah satu misteri besar yang selama ini menyelubungi satu-satunya bintang dalam tata surya kita. Observasi Matahari selama ini memang telah membuat kita dapat memahami struktur sang surya dengan lebih baik, mulai dari internal (inti, zona radiatif, zona konvektif, fotosfera) hingga atmosfernya (kromosfera dan korona). Namun demikian sejumlah misteri masih ada, salah satunya terkait korona Matahari. Korona Matahari memiliki suhu sangat tinggi yakni antara 2 hingga 4 juta derajat Kelvin, jauh melampaui fotosfera (yang dianggap sebagai permukaan Matahari) saja ‘hanya’ bersuhu 6.000 Kelvin. Bagaimana lapisan atmosfer terluar Matahari bisa ratusan kali lebih panas ketimbang permukaannya belum terjelaskan secara memuaskan.

Gambar 2.
Roket sub-orbital Black Brant IX dengan Hi-C di pucuknya saat mengangkasa dari fasilitas ujicoba White Sands, New Mexico (AS) pada 11 Juli 2012.
Sumber : Space.com, 2013.

Ada hipotesis bahwa panas sangat tinggi ini disebabkan oleh rekoneksi garis-garis gaya magnetik Matahari di bagian ini, proses yang serupa dengan pemanasan las busur listrik. Hipotesis ini seakan menemukan pembenarannya saat belakangan diketahui adanya riak-riak garis-garis gaya magnetik kuat yang kerap membuhul dari bawah. Riak-riak ini diperhitungkan sanggup memanaskan korona hingga 1,5 juta derajat Kelvin. Namun hal ini tak cukup menjelaskan suhu ultratinggi yang dimiliki segenap bagian korona.
Kini hipotesis rekoneksi magnetik mendapatkan tambahan amunisi dukungan dari hasil observasi Hi-C. Tak hanya riak-riak garis gaya, namun garis-garis gaya magnetik Matahari itu kerap sekali terpuntir satu dengan yang lain membentuk bundel. Dan bundel-bundel magnetik pun terpuntir lagi membentuk kepang magnetik. Situasi ini mirip dengan helai-helai rambut manusia yang dipuntir sedemikian rupa sehingga menjadi kepang rambut. Dalam situasi ini garis-garis gaya magnetik Matahari menjadi sangat terlengkungkan sehingga sangat takstabil. Sehingga interaksi sehelai garis gaya magnetik dengan kepang magnetik ini dapat membuatnya terurai sehingga kelengkungannya berkurang dengan akibat sejumlah besar energi yang tersimpan didalamnya pun terlepaskan ke sekitarnya. Pecahnya kepangan magnetik ini mampu membuat korona Matahari terpanaskan hebat hingga mencapai suhu 6 juta derajat Kelvin. Pada dasarnya fenomena ini serupa dengan yang terjadi di fotosfera dalam bentuk bintik Matahari (yang kemudian melepaskan energinya sebagai flare dan coronal mass ejection), hanya saja di korona lebih kompleks.
Lantas apa gunanya?
Selain selangkah lebih maju dalam memahami dinamika Matahari sebagai analogi dalam mempelajari bintang-bintang, hasil observasi Hi-C pun memiliki manfaat praktis: memperbaiki kemampuan prakiraan cuaca antariksa. Dalam era modern ini, fenomena badai Matahari yang dilepaskan dalam puncak siklus aktivitas Matahari menjadi peristiwa cuaca antariksa yang berpotensi menimbulkan kerugian hingga ratusan milyar seiring dampaknya pada sistem telekomunikasi, distribusi tenaga listrik dan navigasi transportasi. Potensi ini dapat direduksi jika kemampuan prakiraan cuaca antariksa lebih berkembang dibanding saat ini, sehingga kapan suatu badai Matahari meletup dapat diprediksi lebih dini sehingga menyediakan waktu siaga lebih banyak.