Ilmuwan Melacak Partikel Surya Tercepat ke Akarnya di Matahari

Awan dari proyektil matahari kecil ini dapat mencapai Bumi - perjalanan 93 juta mil - dalam waktu kurang dari satu jam. Mereka dapat menggoreng elektronik pesawat ruang angkasa yang sensitif dan menimbulkan risiko serius bagi astronot manusia.

Foto: NASA

WASHINGTON, IPHEDIA.com - Melintasi ruang angkasa dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya, Partikel Berenergi Surya, atau SEP, adalah salah satu tantangan utama bagi masa depan penerbangan antariksa manusia. 

Awan dari proyektil matahari kecil ini dapat mencapai Bumi - perjalanan 93 juta mil - dalam waktu kurang dari satu jam. Mereka dapat menggoreng elektronik pesawat ruang angkasa yang sensitif dan menimbulkan risiko serius bagi astronot manusia. 

Tapi, permulaannya sangat sulit untuk diprediksi, sebagian karena kita masih belum tahu persis dari mana Matahari mereka berasal. Sebuah studi baru yang melacak tiga ledakan SEP kembali ke Matahari telah memberikan jawaban pertama.

"Untuk pertama kalinya kami dapat menunjukkan dengan tepat sumber spesifik dari partikel energik ini," kata Stephanie Yardley, fisikawan luar angkasa di University College London dan salah satu penulis makalah tersebut. 

"Memahami wilayah sumber dan proses fisik yang menghasilkan SEP dapat meningkatkan perkiraan peristiwa ini," kata Penulis studi David Brooks, fisikawan luar angkasa di George Mason University di Washington, DC, dan Yardley menerbitkan temuan mereka di Science Advances pada 3 Maret 2021.

SEP dapat menembak keluar dari Matahari ke segala arah; menangkap seseorang dalam luasnya ruang bukanlah prestasi kecil. 

Observatorium Sistem Heliofisika NASA - armada pesawat ruang angkasa yang mempelajari Matahari yang terus bertambah, ditempatkan secara strategis di seluruh tata surya - sebagian dirancang untuk meningkatkan peluang pertemuan yang beruntung itu. 

Para ilmuwan telah membagi peristiwa SEP menjadi dua jenis utama: impulsif dan bertahap. Peristiwa SEP impulsif biasanya terjadi setelah jilatan api matahari, kilatan terang pada Matahari yang dihasilkan oleh letusan magnet yang tiba-tiba.

"Ada lonjakan yang sangat tajam, dan kemudian peluruhan eksponensial seiring waktu," kata Lynn Wilson, ilmuwan proyek untuk pesawat luar angkasa Wind di Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Maryland, melansir Nasa.gov, Kamis.

SEP bertahap bertahan lebih lama, terkadang selama berhari-hari. SEP datang dalam kawanan besar, membuat risiko ledakan menjadi lebih besar bagi astronot dan satelit. 

SEP bertahap didorong dari belakang oleh pelepasan massa koronal, atau CME, yakni gumpalan besar bahan surya yang mengepul melalui ruang seperti gelombang pasang. SEP bertindak seperti peselancar, terperangkap oleh gelombang itu dan meluncur ke kecepatan yang luar biasa.

Misteri terbesar tentang SEP bertahap bukanlah apa yang mempercepat mereka, tetapi dari mana asalnya. Untuk alasan yang masih belum sepenuhnya dipahami, SEP mengandung campuran partikel yang berbeda dari bahan surya lainnya yang mengalir dari Matahari melalui angin matahari - lebih sedikit karbon, sulfur, dan ion fosfor, misalnya. 

Beberapa ilmuwan menduga mereka dipotong dari kain yang sama sekali berbeda, terbentuk di fitur atau lapisan Matahari yang berbeda dari bagian angin matahari lainnya.

Untuk mencari tahu dari mana asal SEP, Brooks dan Yardley menelusuri peristiwa SEP bertahap dari Januari 2014 kembali ke asal mereka di Matahari. Mereka mulai dengan pesawat luar angkasa Wind milik NASA , yang mengorbit di titik L1 Lagrange sekitar 1 juta mil lebih dekat ke Matahari daripada kita. 

Salah satu dari delapan instrumen Wind adalah Energetic Particles: Acceleration, Composition, and Transport, atau instrumen EPACT, yang mengkhususkan diri dalam mendeteksi SEP. EPAct menangkap tiga ledakan September kuat pada 4 Januari th , 6 th dan 8 th.

Data angin menunjukkan bahwa peristiwa SEP ini memang memiliki "sidik jari" tertentu - campuran partikel yang berbeda dari yang biasanya ditemukan di angin matahari.

“Seringkali ada lebih sedikit sulfur di SEP dibandingkan dengan angin matahari, terkadang jauh lebih sedikit,” kata Brooks, penulis utama makalah tersebut. "Ini adalah sidik jari unik SEP yang memungkinkan kami mencari tempat di atmosfer Matahari yang juga kekurangan sulfur," jelasnya. (ns/ip)