Aurora borealis biasanya hanya terlihat di utara, tapi dua minggu yang lalu langit malam dipenuhi dengan tirai cahaya pink dan hijau yang bisa dilihat sampai ke selatan AS. Orang-orang di Texas dan Hawaii keluar dari mobil mereka untuk menatap dan mengambil foto.
Penyebab dari pertunjukan cahaya ini adalah ledakan angin matahari yang sangat kuat – partikel bermuatan listrik ditembak keluar dari matahari dengan kecepatan yang luar biasa. Dan masih ada yang akan datang saat kita mendekati puncak siklus matahari saat ini, periode badai matahari meningkat yang terjadi setiap 11 tahun.
Ini adalah salah satu contoh dari apa yang disebut ilmuwan sebagai “cuaca luar angkasa,” yang berurusan dengan interaksi antara matahari dan Bumi. Tidak semua konsekuensi cuaca luar angkasa itu cantik, dan ada yang benar-benar berbahaya. Tapi fisika di baliknya cukup keren. Ayo kita cek!
Blowin’ in the Wind
Anda mungkin mengira matahari sebagai bola api besar – tapi bukan. (Api adalah reaksi kimia antara oksigen dan karbon.) Apa yang sesungguhnya matahari, adalah reaktor fusi nuklir raksasa. Di intinya, proton dipukul bersama di bawah tekanan ekstrim. Proton ini menempel bersama untuk membuat inti atom helium, dengan dua proton dan dua neutron. (Dua proton tersebut membusuk menjadi neutron).
Ilustrasi: Rhett Allain
Tapi tunggu! Inti helium memiliki massa lebih sedikit dari empat proton yang kita mulai. Massa itu tidak hilang – itu berubah menjadi energi, menurut persamaan terkenal Einstein E = mc2, di mana E adalah energi, m adalah massa, dan c adalah kecepatan cahaya. Angka terakhir ini besar – cahaya berjalan pada 300.000 kilometer per detik, dan itu berukuran kuadrat – yang berarti bahwa bahkan kehilangan massa yang kecil menciptakan BANYAK energi. Itulah mengapa matahari begitu panas, dengan suhu inti 27 juta derajat Fahrenheit. Ya, itu cukup panas.
Di bawah panas ekstrim ini, gas-gas di bagian luar matahari membentuk plasma di mana elektron direnggut dari atom mereka, meninggalkan muatan listrik bebas (kebanyakan elektron dan proton) berkelebat. Beberapa dari mereka bergerak cukup cepat untuk melarikan diri dari tarikan gravitasi matahari. Partikel yang ditembakkan ini adalah apa yang kita sebut “angin matahari.”
Anda dapat melihat efek dari angin matahari ketika itu mengenai komet. Komet pada dasarnya adalah bola salju besar yang kotor yang mengorbit matahari dalam elips panjang. Ketika satu mendekati matahari, tubuh esnya menguap dan berubah menjadi gas. Beberapa gas ini mendapatkan energi cukup untuk diionisasi (elektron dibebaskan dari atom), meninggalkan gas bermuatan listrik. Kemudian, ketika angin matahari mengenai, itu mendorong gas yang diionisasi ini menjauh, menciptakan ekor yang bisa berjuta-juta mil panjang.
Fakta menyenangkan: Anda mungkin mengira ekor itu memanjang di belakang komet seperti jejak jet, tapi tidak! Itu memanjang menjauh dari matahari – jadi pada dasarnya ke samping dari arah gerakan komet.
Kenapa Sekarang?
Tapi apa yang menyebabkan angin matahari begitu terobsesi setiap 11 tahun? Nah, seperti Bumi, matahari memiliki medan magnetik, tapi sangat tidak stabil. Karena matahari bukan benda padat, bagian yang berbeda dari itu berputar dengan kecepatan yang berbeda. Ini menyebabkan medan magnetiknya melilit dan melengkung, dan setiap 11 tahun atau lebih, itu sebenarnya membalik dan membalik polaritas. Ini terakhir terjadi pada tahun 2013, dan di sini kita berada di 2024.
Garis medan magnet yang bergerak ini dapat menembus permukaan, menciptakan bintik matahari dan geiser plasma yang luar biasa yang dikenal sebagai letusan matahari. Mengapa ini terjadi? Ketika muatan listrik berkelebat, mereka dapat didorong dan ditarik oleh medan magnetik. Anda dapat melihat ini sendiri dengan beberapa kawat tembaga dan baterai. Jika Anda meletakkan kawat dekat magnet yang diam dan kemudian menghubungkan ujungnya sehingga arus mengalir, kawat akan bergerak. Periksa sendiri:
\”