Menu

Mengenal dan Memahami Struktur Matahari

Mengenal struktur matahari. Secara umum, matahari terbagi menjadi tiga bagian, yaitu bagian angkasa mataharipermukaan matahari, dan bagian dalam. Segala radiasi yang datang ke bumi berasal dari bagian angkasa matahari, dan bagian ini mendapat sumber energinya dari reaksi termonuklir yang berlangsung di inti matahari
Angkasa Matahari
Bagian matahari yang bisa kita amati secara Iangsung hanyalah bagian angkasa/atmosfer matahari saja. Bagian ini terbagi menjadi  tiga, yaitu fotosfer, kromoster, dan korona.
  • Fotosfer
Fotosfer adalah bagian matahari yang paling mudah kelihatan dan bumi. Bagian ini memiliki temperatur sekitar 6000 °C, dan didominasi oleh unsur-unsur hydrogen dan helium (75% hidrogen, 23% helium, dan sisanya unsur-unsur lain). Pengamatan para ahli mendapatkan bahwa di fotosfer terdapat paling sedikit 67 unsur kimia. Bahkan, ada satu unsur yang pertama kali ditemukan di fotosfer, yaitu helium, (Hellos adalah Dewa Matahari dalam mitologi Yunani) dan ekslstensl unsur ini dihipotesiskan oleh Norman Lockyer pada tahun 1868 ketika ia melihat garis-garis serapan dalam spektrum matahari yang berbeda dengan spektrum unsur-unsur lain. Di atas fotosfer terdapat daerah temperatur minimum yang merupakan daerah terdingin di matahari, terletak sekitar 500 km di atas fotosfer, dan memiliki temperatur setinggi 4.000 K. Karena cukup dingin, di daerah ini terdapat juga molekul-molekul, seperti karbon monoksida dan air, di samping beberapa jenis molekul lain (semua ada sekitar 18 jenis).
  • Kromosfer
Di atas fotosfer, terdapat suatu lapisan tipis yang kelihatan jelas sekali saat terjadi gerhana matahari total. Gejala ini pertama kali diamati pada abad ke-17 setelah para pengamat melihat adanya seberkas cahaya merah pada tepian bulan sesaat setelah fotosfer tertutup oleh bulan. Nama kromosfer berasal dan warna merah ini yang diakibatkan oleh atom-atom hidrogen. Kromosfer memiliki ketebalan 2.000-3.000 km, tetapi batas dengan bagian di atas tidak jelas karena di lapisan perbatasan kromosfer berubah menjadi lautan semburan materi yang diberi nama spicule. Kerapatan gas di kromosfer berkurang dengan bertambahnya ketinggian dan fotosfer, tetapi suhunya meningkat drastis dengan bertambahnya ketinggian. Di bagian bawah, bersuhu 4.500 C sedangkan di bagian perbatasan dengan daerah diatasnya yang dinamakan daerah di atasnya yang dinamakan daerah transisi suhunya mencapai 100.000 C. Di atas kromosfer, terdapat daerah transisi tempat temperatur, naik dengan cepat dari sekitar 100.000 C menjadi sekitar 1 juta derajat celcius pada jarak yang sangat pendek.
  • Korona
Di atas daerah transisi kromosfer, terdapat lapisan terluar angkasa matahari yang sangat renggang dan disebut korona (berarti “mahkota”). Kerapatan partikel di daerah ini begitu rendah, jauh Iebih rendah dan kerapatan ruang hampa terbaik yang ada di laboratorium bumi. Di bagian bawah korona memiliki kerapatan 109 atom/cm3, bandingkan dengan kerapatan atmosfer bumi bagian bawah yang sebesar 10 atom/cm3 dan bagian atas yang sebesar 1016 atom/cm3. Kecerlangan korona jauh lebih lemah dibandingkan kecerlangan fotosfer (sepersejuta kalinya).
Itulah sebabnya korona matahari hanya bias diamati saat gerhana matahari total meskipun sebenarnya kecerlangan korona sendiri sama dengan setengah kecerlangan bulan purnama. Pada saat gerhana matahari, korona tampak seperti mahkota yang menyelubungi matahari. Meskipun demIkian, adanya korona sudah lama diketahui. Korona matahari pertama kali disebutkan oleh Plutarchus, dan dibahas secara lebih mendalam oleh Johannes Kepler dalam salah satu bukunya. Pengamatan spektroskopi pada korona menunjukkan bahwa korona terbagi menjadi tiga bagian, yaitu bagian korona F (Fraunhofer), bagian korona K (Kontinuum), dan bagian korona K dan F yang ditumpangi spektrum unsur-unsur yang terionisasi. Bagian korona F adalah bagian korona yang paling besar ukurannya karena bisa meluas sampai ke ruang antarplanet. Dari spektrumnya, didapat bahwa gas-gas fotosfer seperti hidrogen dan helium sangat mendominasi daerah ini. Spektrum bagian K berasal dari cahaya fotosfer yang dipantulkan oleh elektron bebas yang ada di korona. Pada bagian korona yang ketiga, terdapat unsur-unsur yang sangat terionisasi seperti kalsium, besi dan nikel. Unsur-unsur ini pertama kali dikenali oleh seorang fisikawan Swedia bernama B. Edlen pada tahun 1942.
Para ahli, pada akhir abad ke-19, merasa yakin telah menemukan unsur baru yang hanya ada di korona matahari dan diberi nama coronium. Namun, akhirnya para ahli sadar bahwa unsur coronium ini sebenarnya adalah unsur besi yang terionisasi 13 kali. Pengamatan adanya unsur-unsur yang sangat terionisasi di korona menyarankan bahwa korona memiliki suhu yang amat tinggi. Hal ini mengherankan para peneliti karena kalau suhu fotosfer hanya 6.000 °C, korona bisa mencapai suhu satu sampai dua juta derajat celcius. Pada mulanya, para ahli ragu-ragu menerima hal ini. Mereka berpikir bagaimana mungkin kalor bisa mengalir dari tempat yang dingin ke tempat yang lebih panas? Hal ini bertentangan dengan salah satu prinsip dalam fisika. Hukum termodinamika kedua menyatakan bahwa panas selalu mengalir dan tempat yang bersuhu tinggi ke tempat yang suhunya lebih rendah. Hal mi membingungkan mereka sehingga baru pada tahun 1940-an para ahli menerimanya sebagai suatu kenyataan. Para ahli flsika matahari mulai mencoba mencari penjelasan mengapa gejala aneh yang seolah melanggar satu hukum dasar fisika bisa terjadi. Setelah beberapa lama berlangusng perdebatan, akhirnya yang diterima adalah skenario dari Eugene Parker yang mengatakan bahwa panasnya gas korona berasal dari terlepasnya energi magnetik yang datang dan lapisan di bawahnya. Parker mengatakan bahwa pemanasan itu berasal dari proses ledakan flare berukuran kecil, yang berlangsung sangat sering dari melepaskan energi magnetik, Proses ledakan flare mikro yang sangat banyak dan sering terjadi inilah yang kemudian memanaskan korona sampai mencapai temperatur sangat tinggi. Korona matahari tidak stabil, dan selalu berubah. Jika kepada para pemburu gerhana matahari ditunjukkan foto gerhana matahari total yang disertai dengan gambar korona yang jelas, mereka mampu mengenali gerhana mana yang mereka lihat dengan mengamati bentuk koronanya. Pada umumnya, korona tidak terlalu tampak di daerah kutub matahari, dan kelihatan meluas di daerah ekuator. Tidak setiap titik di permukaan matahari bisa menghasilkan pancaran partikel yang membentuk korona. Daerah-daerah di fotosfer yang tidak menghasilkan pancaran korona dinamakan daerah

coronal hole (lubang korona) dan biasanya terletak di daerah kutub-kutub matahari. Sekarang, para ahli tidak perlu menunggu gerhana matahari total untuk mengamati korona matahari karena mereka menemukan alat yang mampu membuat gerhana matahari buatan. Alat ini dinamakan koronagraf; dipasang pada teleskop matahari sehingga menghalangi cahaya fotosfer yang jatuh ke lensa. Selain itu, alat ini dirancang agar cahaya yang datang di bagian tengah koronagraf lebih banyak terhalang dibandingkan dengan yang datang di pinggir. Di atas korona, terdapat daerah heliosfer yang berawal dan daerah sejarak 20 jari-jari matahari dan permukaannya dan meluas sampai bagian tepi tata surya. Akhir daerah heliosfer ini berada pada jarak sekitar 50 SA dan matahari, dan daerah perbatasan ini diberi nama daerah heliopause. Penggunaan alat ini semakin banyak memberi kesempatan kepada para ahli untuk mengamati korona matahari. Potret-potret korona menunjukkan bahwa daerah yang diliput oleh korona mencapai jutaan kilometer dan permukaan matahari. Hasil pengamatan terbaik pada korona matahari diperoleh oleh satelit Solar Maximum Mission yang diluncurkan pada bulan Februari 1980. Satelit ini bias mengamati matahari dalam banyak panjang gelombang, mulai dan sinar gamma sampai cahaya tampak. Satelit  ini berhasil merekam kegiatan-kegiatan di korona matahari, seperti busur-busur lengkungan korona dan aliran materi yang menjulur keluar sampal beberapa juta kilometer jauhnya dan permukaan matahari. Data dari satelit ini membuat para ahli mendapat gambaran yang semakin lengkap tentang korona matahari kita. Pengamatan korona membuat para ahIi mendapatkan gambaran bagaimana struktur medan magnet matahari di daerah itu. Hal ini persis dengan cara kita mengamati medan magnet di sekeliling sebuah magnet batang dengan menaburkan serbuk besi di sekeliling magnet batang itu. Pola penyebaran serbuk besi menggambarkan bagaimana bentuk dan struktur medan magnet batang itu. Bentuk-bentuk lengkungan pada busur-busur korona menunjukkan partikel-partikel yang terkungkung garis-garis gaya medan magnet matahari yang kutub-kutubnya ada di permukaan matahari. Partikel bermuatan yang berada di dalam suatu medan magnet tidak bisa bergerak tegak lurus medan itu, tetapi hanya bisa dalam arab yang sejajar medan. Akibatnya, tampak busur-busur korona karena terkungkungnya partikel-partikel bermuatan di medan magnet korona. Bagian korona yang menjulur keluar merupakan daerah yang garis.garis gayanya terputus sehingga partikel-partikel yang ada di dalam medan magnet itu bisa bergerak. Korona yang bisa menjulur sampai jutaan kilometer dan permukaan matahari membawa partikel dan radiasi yang dipancarkan ke segala arab dengan kecepatan yang amat tinggi. Partikel-partikel ini, yang terlepas dan medan gravitasi matahari, kemudian dinamakan solar wind (angin surya). Selain melalui mekanisme di atas, angin surya bisa dilepaskan oleh lubang-lubang korona, bahkan diduga sebagian besar pancaran angin surya yang berkecepatan tinggi berasal dan lubang korona ini. Angin surya bergerak dalam ruang antarplanet dengan kecepatan tinggi, dan saat sampai di dekat bumi mencapai kecepatan 500 km/detik. Akibat hembusan angin surya ini medan magnet bumi (magnetosfer bumi) menjadi tidak simetris bentuknya. Pada baglan siang, (yang menghadap matahari) magnetosfer bumi menjadi lebih mampat sehingga medan ini hanya ada sampai pada jarak 10 jari-jari bumi, sedang pada bagian malam (daerah yang membelakangi matahari) medan bisa meluas sampai pada jarak 1.000 jari-jari bumi. Angin surya tidak hanya terasa di dekat bumi saja, tetapi terasa juga sampai di Yupiter yang jaraknya dan matahari 5 kali jarak bumi-matahari. Kemungkinan kekuatan angin surya juga masih terasa di planet-planet yang lebih luar lagi. “mengenal struktur matahari

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.