6 days ago
17
Solar Orbiter milik ESA baru-baru ini merekam aliran plasma yang berputar dan melingkar yang melarikan diri dari matahari setelah terjadinya letusan massa koronal (CME).(ESA)
SEBUAH aliran plasma yang berputar dan melingkar yang melarikan diri dari matahari setelah terjadinya letusan massa koronal (CME) direkam video oleh Solar Orbiter milik Badan Antariksa Eropa (ESA). Video itu dapat memberikan petunjuk penting tentang bagaimana energi magnetik yang menggerakkan angin matahari dan letusan besar di matahari dilepaskan.
Aliran melingkar berbentuk heliks ini terlihat Solar Orbiter pada 12 Oktober 2022. Aliran ini berlangsung lebih dari tiga jam, membentang hingga 2 juta kilometer panjangnya, membawa plasma dan energi magnetik menjauh dari matahari.
Solar Orbiter menggunakan instrumen Metis-nya, yang dilengkapi dengan koronograf untuk memblokir cahaya silau dari tubuh matahari, sehingga memungkinkan Solar Orbiter untuk melihat hanya atmosfer luar matahari yang lebih redup, yang disebut korona, baik dalam cahaya tampak maupun ultraviolet. Korona yang tipis ini, yang dipenuhi dengan aliran plasma, adalah yang dapat kita lihat dari Bumi selama gerhana matahari total.
Struktur heliks seperti ini sudah pernah tertangkap kamera di korona matahari sebelumnya, tetapi tidak pernah diamati dengan detail seperti ini atau selama itu. Bagaimana aliran ini berkembang kini memberikan petunjuk kepada fisikawan matahari tentang apa yang menggerakkan angin matahari dan CME.
Peneliti yang dipimpin Paolo Romano dari Institut Nasional Astrofisika di Observatorium Astrofisika Catania, Italia, mempelajari aliran berputar ini dan melacaknya hingga asal-usulnya di korona bawah.
Gambaran yang mereka sampaikan adalah sebagai berikut: Di dasar korona, energi magnetik tersimpan dalam garis medan magnet yang tegang. Korona penuh dengan lubang-lubang, seperti keju Swiss, di mana garis medan magnet terbuka — ini, mereka meluas ke luar angkasa, bukan kembali membengkok ke permukaan matahari (yang disebut fotosfer) dalam sebuah loop tertutup.
Angin matahari meniup melalui lubang-lubang koronal ini. Fenomena yang dikenal dengan rekoneksi pertukaran (interchange reconnection) terjadi, yaitu rekoneksi medan magnet (di mana garis medan magnet putus dan kemudian menyambung kembali, melepaskan energi) antara medan magnet terbuka dan tertutup di bagian bawah korona. Peristiwa rekoneksi yang paling kuat dapat melepaskan cukup banyak energi untuk menghasilkan flare matahari dan filamen magnetik yang meledak, yang menghasilkan CME.
Pada skala yang lebih kecil, rekoneksi pertukaran menggerakkan populasi jet yang konstan dan global yang menyuntikkan energi ke dalam korona dan melalui lubang-lubang koronal. Jet-jet ini memberi energi pada gelombang magnetik dalam plasma matahari yang disebut gelombang Alfvén, yang pada gilirannya mendorong plasma mengalir dan melalui lubang-lubang koronal, dalam prosesnya melepaskan materi ke dalam angin matahari yang meniup melalui lubang-lubang tersebut.
Lalu, bagaimana aliran berputar ini berperan? Berdasarkan pengamatan Solar Orbiter dan mitranya, NASA Parker Solar Probe, para fisikawan matahari semakin yakin struktur magnetik dari plasma yang melarikan diri akibat peristiwa rekoneksi pertukaran besar berbentuk "tali flux yang terpilin."
Tali flux adalah tabung energi magnetik yang meletus dalam sebuah filamen matahari, yang merupakan jalinan atau saluran plasma yang dipegang oleh medan magnet tertutup. Rekoneksi pertukaran antara filamen dan garis medan magnet terbuka di sekitarnya melepaskan energi yang menggerakkan CME, yang menghasilkan jet kuat yang meledak melalui korona matahari dan ke luar angkasa, menarik plasma bersama-sama untuk membentuk CME. Tabung flux inilah yang membentuk pusat terang dari CME.
Dan itulah yang disaksikan oleh Solar Orbiter: tabung flux yang terpilin setelah peristiwa rekoneksi pertukaran kuat yang melepaskan CME besar ke luar angkasa.
Menurut simulasi komputer, sifat terpilin dari tabung flux ini adalah akibat alami dari rekoneksi pertukaran yang berlangsung lama. Namun, pengamatan Solar Orbiter dengan Metis mengungkapkan lebih banyak hal. Kemiringan, atau kemiringan, dari fitur-fitur yang terpilin dalam tabung flux yang melarikan diri ini berkurang dengan ketinggian di atas matahari, menunjukkan garis medan magnet semakin teratur secara radial dengan matahari seiring mereka meluas ke sistem tata surya. Gangguan-gangguan dalam medan magnet yang dibawa oleh aliran ini mungkin kemudian akan diperkuat saat mereka terus bergerak jauh ke angkasa.
Tim Romano berspekulasi gangguan-gangguan inilah yang menciptakan "switchbacks" magnetik, di mana arah medan magnet dalam angin matahari tiba-tiba berbalik arah sebelum melanjutkan pergerakan dengan pola zig-zag, seperti yang terlihat oleh Solar Orbiter dan Parker Solar Probe.
Selama beberapa dekade, misteri terbesar matahari — seperti bagaimana korona matahari dipanaskan hingga lebih dari satu juta derajat Celsius, misalnya, dan dari mana energi yang menggerakkan angin matahari dan CME berasal — adalah rahasia yang dijaga ketat. Sekarang, dengan Solar Orbiter dan Parker Solar Probe yang mendekati matahari sejauh yang mungkin dicapai, akhirnya matahari mulai mengungkapkan teka-teki terbesarnya. (Space/Z-2)
