PROSES TERJADINYA BADAI MATAHARI

Salah satu indikator aktivitas matahari adalah munculnya bintik-bintik hitam di permukaan matahari yang disebut sebagai bintik matahari atau sunspot. Bintik matahari adalah suatu daerah di fotosfer matahari yang mempunyai temperatur lebih rendah dari pada sekelilingnya sehingga tampak gelap. Banyaknya bintik matahari menunjukkan tingkat keaktifan matahari. Makin banyak bintik yang muncul menandakan bahwa matahari makin aktif. Walaupun para ahli tidak mengetahui persis penyebab Sun- Spot, dapat dipercaya bahwa mereka dibangkitkan oleh medan magnetik yang sangat besar yang berasal dari dalam matahari. Para ahli juga tidak mengetahui mengapa dapat terjadi medan magnet dekat pusat matahari itu berubah secara siklus atau berulang. Medan magnetik matahari dibangkitkan di bagian dalam matahari, di lapisan tachocline. Medan magnetik terbentuk akibat aliran ion dan elektron yang bermuatan. Siklus bintik juga merupakan akibat dari medan magnetik matahari yang berubah. Medan magnetik yang berhubungan dengan Sun-Spot mempunyai kecenderungan memegang partikel dan gas sekelilingnya yang menyebabkan pergerakan melingkar yang relatip stabil, yang sangat jauh berbeda dengan gerak gejolak gas-gas di bagian lain dari permukaan matahari. Akibat pergerakan yang relatip stabil ini temperatur Sun-Spot lebih rendah dari pada temperatur sekelilingnya sehingga membuat Sun-Spot kelihatan lebih gelap dibanding bagian tenang di matahari. Medan magnet pada sunspot menghalangi konveksi, sehingga transport energi secara konvektif dari bagian dalam matahari menjadi terhalang.

Medan magnetik dan gas gas yang terionisasi berinteraksi untuk membangkitkan daerah aktif matahari. Medan magnetik yang sangat kuat menyebabkan aliran gas difotosfir menyebabkan noda matahari. Tampak gelap yang telihat pada bintik hitam matahari disebabkan karena energi yang ada di sunspot itu tidak bisa dilepaskan. Karena kuatnya medan magnet pula, badai matahari akan berhembus dari daerah sunspot tersebut. Makin banyak bintik-bintik hitam di matahari, makin besar pula potensi terjadinya badai matahari.

Sebagai pusat peredaran planet-planet di tata surya, matahari merupakan sumber energi bagi makhluk di bumi. Energi itu dihasilkan dari reaksi termonuklir untuk mengubah hidrogen menjadi helium yang terjadi di dekat inti matahari. Suhu di bagian pusat matahari yang terdiri dari gas berkerapatan 100 kali kerapatan air di bumi itu, mencapai 15 juta derajat Celsius.

Dari hasil penelitian para ilmuwan tampak bahwa makin tinggi aktivitas matahari, yang ditunjukkan dengan makin banyaknya bintik, makin besar pula iradiasi matahari, dan sebaliknya. Padahal bintik matahari ini merupakan penghalang aliran panas dari lapisan di bawahnya, sehingga mestinya radiasi yang terpancar makin kecil. Karena hal yang terjadi adalah sebaliknya, maka mestinya aliran panas ini dialihkan ke tempat lain dan muncul di daerah-daerah yang temperaturnya menjadi lebih tinggi. Fotometri daerah aktif yang dilakukan oleh ilmuwan Hirayama dan Okamoto tidak berhasil melakukan pencarian daerah-daerah ini di sekitar bintik matahari. Bila aktivitas matahari dikaitkan dengan fluks magnetik, maka sebenarnya ada dua tampakan di permukaan matahari yang berbeda. Dari titik pandang fisika matahari, fluks magnetik muncul dalam dua struktur yang berbeda, satu gelap dan satunya lagi terang, dengan kerapatan fluks yang berbeda pula. Tampakan gelap disebut sebagai sunspot, seperti yang telah disinggung sebelumnya, sedangkan tampakan terang disebut sebagai fakula. Berlawanan dengan bintik matahari, fakula adalah tampakan terang yang berhubungan dengan medan magnetik di matahari. Sebuah penelitian menyebutkan bahwa bahwa pada umumnya luas fakula yang teramati lebih besar dari pada luas total bintik matahari. Satuan luasnya adalah sepersejuta hemisfer (permukaan) matahari.

Ini yang menyebabkan iradiasi matahari makin tinggi walaupun jumlah bintik matahari yang muncul makin banyak. Disebutkan juga bahwa defisit energi oleh bintik matahari ternyata lebih kecil dari pada ekses energi yang diberikan oleh fakula. Oleh sebab itu makin banyak bintik yang muncul, iradiasi matahari juga lebih tinggi. Secara fisis proses pemindahan energi ini masih belum diketahui secara pasti, apakah ada selang waktu antara emisi energi oleh bintik dan fakula.

Pada saat puncak aktivitas tersebut, bintik matahari meningkat jumlahnya akibat aktivitas magnetiknya dan mendadak berpengaruh terhadap ruang antar planet. Pada saat-saat itu frekuensi kejadian lontaran partikel berenergi tinggi dan emisi gelombang elektromagnetik berupa percikannya juga meningkat sehingga terjadi badai matahari. Pelontaran partikel disebabkan oleh garis-garis gaya magnetik matahari yang tidak teratur. Badai Matahari terjadi ketika muncul flare dan Coronal Mass Ejection (CME). Flare adalah ledakan besar di atmosfer Matahari yang dayanya setara dengan 66 juta kali ledakan bom atom Hiroshima. Pada umumnya flare terjadi di daerah aktif di matahari, yaitu di sekitar bintik matahari.

Ketika badai matahari terjadi, partikel kecepatan tinggi serta aliran ion yang terbentuk oleh partikel bermuatan listrik yang dipancarkan secara besar-besaran oleh matahari akan berpengaruh terhadap lapisan medan magnit bumi, ionosfir serta kondisi atmosfir netral. Ledakan ini dapat menyebabkan timbulnya awan masif yang sangat panas sering disebut sebagai CME (Coronal Mass Ejection). Timbulnya awan masif ini menyemburkan medan magnetik yang amat sangat tinggi. Pada saat bintik ini muncul, maka bisa dipastikan bahwa aktivitas medan magnetik menjadi sangat tinggi dan efeknya dapat mencapai bumi. Fenomena ini dapat muncul dengan pola 11 tahun sekali, dan CME dapat menyembur dengan kecepatan hingga jutaan mil per jam. berdasarkan perhitungan para ahli, waktu agar partikel partikel tersebut mencapai bumi adalah sekitar 5 hari dari waktu kejadian. Partikel itu sendiri tidak dapat dengan mudah untuk memasuki permukaan bumi, hal ini dikarenakan bumi masih memiliki lapisan magnetosfer yang berlapis lapis. sehingga partikel ini hanya dapat masuk melalui celah kecil di kutub utara dan kutub selatan. jika partikel itu masuk ke bumi maka ia akan terionisasi di atmosfer dan membentuk tirai cahaya raksasa yang warna-warni dan dikenal sebagai aurora. Memang sangat indah bentuknya, namun efek yang ditimbulkan sangat besar.