Upload
achmad-hafidz
View
61
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Makalah IAD, tentang Bintik Matahari
Citation preview
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Matahari adalah bola raksasa yang terbentuk dari gas hidrogen dan
helium. Matahari termasuk bintang berwarna putih yang berperan sebagai
pusat tata surya. Seluruh komponen tata surya termasuk 8 planet dan satelit
masing-masing, planet-planet kerdil, asteroid, komet, dan debu angkasa
berputar mengelilingi Matahari. Di samping sebagai pusat peredaran,
Matahari juga merupakan sumber energi untuk kehidupan yang
berkelanjutan. Panas Matahari menghangatkan bumi dan membentuk iklim,
sedangkan cahayanya menerangi Bumi serta dipakai oleh tumbuhan untuk
proses fotosintesis. Tanpa Matahari, tidak akan ada kehidupan di Bumi
karena banyak reaksi kimia yang tidak dapat berlangsung.
Matahari juga merupakan bintang yang jaraknya paling dekat dengan
bumi baik pada gugusan galaksi bima sakti maupun pada galaksi andromeda.
Sumber energi matahari berasal dari reaksi fusi hidrogen menjadi helium.
Tekanan dan suhu yang sangat tinggi akan mengubah inti hidrogen menjadi
helium dan menghasilkan energi yang sangat besar. Kadang kala energi yang
dihasilkan pada inti matahari menyembur keluar (ke atmosfer matahari)
sejauh ribuan kilometer. Semburan ini disebut angin surya (angin matahari)
yang dapat mengacaukan arah kompas dan sistem komunikasi di bumi.
Berikut ini adalah beberapa ciri khas yang dimiliki oleh Matahari:
1
1. Prominensa (Lidah Api Matahari)
Prominensa adalah salah satu ciri khas Matahari, berupa bagian
Matahari menyerupai lidah api yang sangat besar dan terang yang
mencuat keluar dari bagian permukaan serta seringkali berbentuk
loop (putaran). Prominensa disebut juga sebagai filamen Matahari
karena meskipun julurannya sangat terang bila dilihat di angkasa
yang gelap, namun tidak lebih terang dari keseluruhan Matahari itu
sendiri. Prominensa hanya dapat dilihat dari Bumi dengan bantuan
teleskop dan filter. Prominensa terbesar yang pernah ditangkap
oleh SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) diestimasi
berukuran panjang 350 ribu km.
2. Bintik Matahari
Bintik Matahari adalaah granula-granula cembung kecil yang
ditemukan di bagian fotosfer Matahari dengan jumlah yang tak
terhitung. Bintik Matahari tercipta saat garis medan magnet
Matahari menembus bagian fotosfer. Ukuran bintik Matahari dapat
lebih besar daripada Bumi. Bintik Matahari memiliki daerah yang
gelap bernama umbra, yang dikelilingi oleh daerah yang lebih
terang disebut penumbra. Warna bintik Matahari terlihat lebih
gelap karena suhunya yang jauh lebih rendah dari fotosfer. Suhu di
daerah umbra adalah sekitar 2.200 °C sedangkan di daerah
penumbra adalah 3.500 °C. Oleh karena emisi cahaya juga
dipengaruhi oleh suhu maka bagian bintik Matahari umbra hanya
2
mengemisikan 1/6 kali cahaya bila dibandingkan permukaan
Matahari pada ukuran yang sama.
3. Angin Matahari
Angin Matahari terbentuk aliran konstan dari partikel-partikel
yang dikeluarkan oleh bagian atas atomosfer Matahari, yang
bergerak ke seluruh tata surya. Partikel-partikel tersebut memiliki
energi yang tinggi, namun proses pergerakannya keluar medan
gravitasi Matahari pada kecepatan yang begitu tinggi belum
dimengerti secara sempurna. Kecepatan angin surya terbagi dua,
yaitu angin cepat yang mencapai 400 km/s dan angin cepat yang
mencapai lebih dari 500 km/s. Kecepatan ini juga bertambah
secara eksponensial seiring jaraknya dari Matahari. Angin
Matahari yang umum terjadi memiliki kecepatan 750 km/s dan
berasal dari lubang korona di atmosfer Matahari.
4. Badai Matahari
Badai Matahari terjadi ketika ada pelepasan seketika energi
magnetik yang terbentuk di atmosfer Matahari. Plasma Matahari
yang meningkat suhunya hingga jutaan Kelvin beserta partikel-
partikel lainnya berakselerasi mendekati kecepatan cahaya. Total
energi yang dilepaskan setara dengan jutaan bom hidrogen
berukuran 100 megaton. Jumlah dan kekuatan badai Matahari
bervariasi. Ketika Matahari aktif dan memiliki banyak bintik,
3
badai Matahari lebih sering terjadi. Badai Matahari seringkali
terjadi bersamaan dengan luapan massa korona. Badai Matahari
memberikan risiko radiasi yang sangat besar terhadap satelit,
pesawat ulang alik, astronot, dan terutama sistem telekomunikasi
Bumi. Badai Matahari yang pertama kali tercatat dalam pustaka
astronomi adalah pada tanggal 1 September 1859. Dua peneliti,
Richard C. Carrington dan Richard Hodgson yang sedang
mengobservasi bintik Matahari melalui teleskop di tempat
terpisah, mengamati badai Matahari yang terlihat sebagai cahaya
putih besar di sekeliling Matahari. Kejadian ini disebut Carrington
Event dan menyebabkan lumpuhnya jaringan telegraf transatlantik
antara Amerika dan Eropa.
Dalam makalah ini yang akan dijelaskan secara lebih jelas adalah
Fenomena Bintik Matahari dan dampak-dampak yang mungkin ditimbulkan
oleh bintik matahari tersebut.
4
BAB II
PEMBAHASAN
I. SunSpot ( Bintik Matahari )
A. Definisi SunSpot
Bintik Matahari adalah bagian dari permukaan matahari
(fotosfer) yang dipengaruhi aktivitas magnetis hebat, yang
mengakibatkan terhambatnya konveksi, membentuk daerah bersuhu
lebih dingin. Bintik-bintik ini bisa terlihat dari bumi tanpa bantuan
teleskop. Meski bersuhu sekitar 4000-5000K, perbedaan dengan materi
sekelilingnya yang berkisar sekitar 5800K mengakibatkan daerah ini
tampak secara jelas sebagai noda-noda hitam karena intensitas sebuah
benda hitam yang dipanasi adalah sama dengan T (temperatur)
5
berpangkat empat. Jika sebuah bintik Matahari diisolir dari fotosfer
sekelilingnya ia akan tampak lebih cemerlang dari loncatan bunga api
listrik.
Titik minimum dari siklus bintik Matahari sebelas tahunan
mungkin telah terlanjut pada pertengahan kedua tahun 2008, tetapi
karena tidak adanya aktivitas bintik-bintik hitam, titik minimal siklus
mungkin akan berlangsung ke tahun 2009.[1] Walaupun pembalikan
polaritas bintik Matahari[2] yang diamati pada tanggal 4 januari 2008
mungkin menandai Siklus 24, hanya sedikit bintik Matahari yang
tampak. Definisi siklus bintik Matahari baru adalah kalau rata-rata
jumlah bintik Matahari dari polaritas magnetik baru berjumlah lebih
besar dari polaritas yang sebelumnya. Perkiraan dari tahun 2006,
meprediksi Siklus 24 akan mulai pada akhir tahun 2007 atau permulaan
2008, tetapi estimasi baru memperkirakan penundaan sampai tahun
2009.
Bintik Matahari, yang merupakan manifestari aktivitas magnetis
hebat, juga merupakan tempat terjadinya lengkung-lengkung korona
(coronal loops) dan peristiwa pemautan kembali (reconnection events).
Kebanyakan lidah semburan Matahari dan semburan massa korana
berasal di daerah magnetis aktif sekitar kelompok bintik-bintik Matahari
yang tampak. Fenomena sama yang diamati secara tidak langsung di
bintang-bintang dinamai bintik-bintik bintang. Keduanya, bintik terang
and bintik gelap telah diukur. [3]
6
Sejumlah kalangan mengungkapkan bahwa badai Matahari yang
mungkin muncul akibat aktivitas Matahari yang memuncak pada 2012
dan 2013 lebih berbahaya dari badai matahari 10 tahun yang lalu.
Benarkah demikian?
Astrofisikawan Lembaga Penerbangan dan Antarika Nasional
(Lapan), Thomas Djamaluddin, saat dihubungi pada Rabu (4/1/2012),
mengatakan, “Secara statistik, tidak akan terjadi seperti itu. Hampir rata-
rata.”
NASA dalam pernyataan di webnya, Kamis (22/12/2011), juga
menyatakan, “Tidak ada risiko spesial terkait 2012. Puncak aktivitas
yang terjadi pada 2012-2014 diprediksikan sebagai siklus Matahari rata-
rata, tak ada perbedaan dengan siklus lain.”
Menurut Thomas, frekuensi badai Matahari akan meningkat saat
aktivitas Matahari memuncak. Aktivitas Matahari ditandai dengan
semakin banyaknya bintik Matahari. Bila jumlah bintik lebih dari 100,
Matahari dikatakan aktif.
“Aktivitas Matahari terbesar pernah terjadi tahun 1960 saat
terdapat 200 bintik Matahari. Kedua pada tahun 1780 ketika jumlah
bintik Matahari mencapai 150. Siklus terakhir tahun 2000 jumlah
bintiknya 120,” kata Thomas.
Saat ini, jumlah bintik Matahari masih sekitar 100, masih
fluktuatif. Beberapa hari lalu, jumlah bintik Matahari sempat hanya 60.
Untuk hari ini, penghitungan jumlah bintik Matahari menunjukkan
sekitar 95.
7
Dengan jumlah bintik Matahari tersebut, badai Matahari yang
mungkin muncul tak akan terlalu besar. Gangguan yang harus
diwaspadai adalah pada komunikasi, navigasi, dan kelistrikan. Badai
Matahari tidak akan menyebabkan kepunahan kehidupan.
II. Beberapa Dampak Sunspot
Matahari. Sinar dan panasnya tentu begitu penting bagi
kelangsungan kehidupan di muka bumi ini sepanjang masa. Namun, di
balik benderangnya benda langit itu tersembunyi sisi gelap yang
mengganggu kondisi di bumi, yaitu bintik hitam (sunspot) yang diikuti
badai dan flare. 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. Di dalam
perut matahari terjadi rotasi dan aliran massa atau konveksi yang
memengaruhi gaya magnetnya. Pada aktivitas tinggi, gaya magnet ini
bisa terpelintir atau berpusar hingga menembus permukaan matahari
membentuk kaki-kaki, yang tampak bagai bintik hitam.
Bintik hitam matahari memiliki diameter sekitar 32.000
kilometer, umumnya terdiri dari dua bagian, yaitu bagian dalam yang
disebut umbra, berdiameter 13.000 km atau seukuran diameter rata-rata
bumi dan bagian luar disebut penumbra yang garis tengahnya kurang
8
lebih 19.000 km. Suhu penumbra lebih panas dan warnanya lebih cerah
dibanding umbra.
Suhu gas yang terbentuk di lapisan fotosfer dan kromosfer di atas
kelompok bintik hitam itu naik sekitar 800º Celsius di atas suhu
normalnya. Akibatnya, gas ini memancarkan sinar lebih besar
dibandingkan dengan gas di sekelilingnya.
Setelah beberapa hari, pelintiran magnetik ini terpecah menjadi
beberapa pelintiran lebih tipis. Masing-masing bergerak melintasi
permukaan ke berbagai arah hingga menghilang.
Seperti di bumi, di permukaan matahari pun terjadi badai. Badai
matahari terjadi di daerah kromosfer dan korona berada di atas kawasan
munculnya bintik-bintik hitam. Beberapa badai matahari juga muncul
ketika terjadi ledakan cahaya atau flare. Ketika flare muncul, terjadi
pelepasan sejumlah besar energi. Umumnya, kian banyak bintik hitam
terbentuk, maka flare pun makin banyak.
A. Flare
Flare yang mengeluarkan partikel kecepatan tinggi dalam badai
matahari menyebabkan timbulnya tekanan pada magnetosfer bumi
hingga mengakibatkan badai magnetik di bumi. Fenomena ini
mengganggu komunikasi radio dan membuat jarum kompas berputar liar
di bumi.
Bintik hitam matahari dan flare, menurut Sri Kaloka, Kepala
Pusat Pengamatan Dirgantara Lembaga Penerbangan dan Antariksa
Nasional (Lapan), telah menimbulkan dampak berarti di beberapa
9
wilayah di bumi terutama di lintang tinggi karena meningkatnya elektron
di lapisan ionosfer. Tahun 1980-an, misalnya, pembangkit listrik di
Quebec, Kanada, padam akibat terpengaruh badai matahari.
Gangguan di lapisan ionosfer di ketinggian 60 km-6.000 km dari
permukaan bumi ini juga menyebabkan kekacauan dalam penyampaian
sinyal komunikasi frekuensi tinggi, yang menggunakan lapisan itu
sebagai media pemantul sinyal. Sistem navigasi dengan satelit global
positioning system menjadi tidak akurat.
Jumlah bintik hitam yang tampak dari pengamatan dari bumi
bervariasi, dari 1-100 titik. Bintik ini butuh waktu 11 tahun untuk
mencapai jumlah tertinggi, lalu menurun lagi. Periode ini disebut siklus
bintik matahari.
B. Periode Dingin
Dalam kondisi ekstrem, baik tinggi maupun rendah, bintik hitam
atau flare memberi dampak buruk bagi kondisi di bumi. Saat ini kejadian
bintik hitam, menurut Kepala Bidang Penelitian dan Pengembangan
Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika, Mezak Ratag, justru
dalam titik terendah.
Bintik hitam adalah indikator aktivitas matahari. Bila sedikit
jumlahnya, energi yang dipancarkan matahari berkurang, yaitu 0,1
persen pada cahaya tampak, tetapi bisa puluhan persen pada ultraviolet.
Kejadian bintik matahari bisa berkurang akibat menurunnya aktivitas
dinamo matahari, konveksi, dan atau tekanan radiasi dari reaksi nuklir di
pusat matahari.
10
Dalam beberapa tahun terakhir terjadi anomali aktivitas matahari
itu. Hanya beberapa hari saja dalam dua tahun terakhir ini terpantau
aktivitas bintik matahari, ujar Mezak. Kondisi permukaan matahari
hampir tanpa sunspot dalam beberapa tahun terakhir itu dikhawatirkan
mengarah pada minimum Maunder kedua setelah kejadian pendinginan
global sekitar tahun 1600-an.
Rendahnya aktivitas matahari berarti berkurangnya suplai panas
ke bumi secara rata-rata global dalam skala waktu tahunan bukan harian
atau bulanan. Akan tetapi, pemanasan lokal masih bisa terjadi. Seperti
beberapa bulan terakhir, suhu laut di bagian timur agak hangat, urai
Mezak.
Berkurangnya suplai energi dari matahari pada bumi
menyebabkan berkurangnya pemanasan lautan, berarti pula penguapan
air laut yang akan menjadi hujan pun rendah.
Menurunnya suplai energi matahari juga melemahkan monsun.
Gerakan angin monsun terjadi karena perbedaan panas antarlautan dan
benua berdasarkan posisi garis edar matahari.
Pengaruh matahari ini tidak berkorelasi dengan peningkatan suhu
udara beberapa pekan terakhir. Tingginya suhu udara di bumi
disebabkan tingginya uap air, tetapi sedikit yang terbentuk menjadi
awan, sedangkan matahari sudah di lintang selatan. Cahaya matahari
sampai ke permukaan bumi tanpa halangan awan. Namun, inframerah
yang dipancarkan ke bumi tertahan uap air sehingga menaikkan suhu.
Uap air banyak dari laut.
11
Itu dijelaskan Mezak selaku Executive Panel Riset Monsun
Organisasi Meteorologi Dunia (WMO) pada pertemuan WMO di
Beijing, berdasarkan laporan sejumlah ilmuwan dari AS, China, dan
Australia. Mereka mengatakan, ada tren pelemahan monsun di berbagai
tempat di bumi. Di Indonesia, kondisi itu mengakibatkan pelemahan
monsun rata-rata dalam beberapa tahun terakhir, tetapi variasinya dari
tahun ke tahun bisa besar,tambahnya.
Pusat Data Aktivitas Matahari (SIDC) di Belgia menghentikan
peringatan All Quiet Alert, karena peneliti di sana mendeteksi adanya
aktivitas di matahari. Namun, laporan ini belum final, mengingat banyak
pakar astrofisika matahari meyakini perioda aktivitas rendah ini masih
akan berlangsung lama hingga berdampak pendinginan global (global
cooling).
Pada kondisi belakangan ini, China mengalami musim dingin
paling dingin dalam 100 tahun terakhir, Amerika Utara mencatat rekor
tinggi salju, Inggris mengalami April terdingin.
Kondisi ini bukan pertama kali ini terjadi. Dari catatan sejarah,
tahun 1645-1715 matahari hampir tanpa bintik, aktivitasnya sangat
lemah. Pada kurun waktu itu, suhu permukaan global sangat rendah
sehingga dinamakan Zaman Es Kecil.
12
C. Badai Matahari
Ada banyak kesalahpahaman tentang fenomena alam badai
matahari ini. Untuk yang tidak mengerti, badai matahari sering dianggap
sebagai peristiwa luar biasa yang sangat langka. Padahal tidak demikian
adanya.
Matahari mengalami siklus rata-rata 11 tahunan (antara 9-14
tahun) yang dimulai dari periode aktifitas rendah, yang disebut Solar
Minimum, sampai periode dimana aktifitasnya meningkat, yang
disebut Solar Maksimum. Solar maksimum terakhir terjadi pada tahun
2000.
Dengan demikian, badai matahari sesungguhnya bukan peristiwa
aneh yang langka. Fenomena ini adalah bagian yang normal dari siklus
kehidupan matahari.
13
Selama periode solar maksimum, muncul Bintik Matahari
(sunspot), yaitu titik gelap di permukaan matahari yang disebabkan oleh
garis medan magnet yang menerobos permukaan matahari.
Karena matahari bukan objek padat seperti bumi, bagian-bagian
yang berbeda dari matahari berotasi dengan kecepatan yang berbeda
juga. Ini akan menyebabkan garis bidang magnetiknya menjadi kacau
balau hingga menyebabkan terbentuknya Solar Flare(Lidah api
matahari) yang kadang disertai dengan Coronal Mass Ejection (CME)
atau dikenal juga dengan lontaran massa korona. Peristiwa inilah yang
sering disebut dengan istilah Solar Storm atau Badai Matahari.
Astrofisikawan Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional,
Thomas Djamaluddin, mengatakan bahwa badai Matahari dapat
mengganggu sistem telekomunikasi, navigasi, fungsi satelit, dan sistem
perbankan.
“Navigasi berbasis satelit seperti GPS juga kemungkinan
terganggu akurasinya, jadi jangan terlalu percaya pada posisi yang
ditunjukkan GPS (frekuensi tunggal) kalau diduga ionosfer terganggu
oleh badai Matahari,” kata Thomas.
Dampak lainnya adalah gangguan komunikasi radio HF atau
gelombang pendek yang biasa digunakan untuk komunikasi jarak jauh,
seperti siaran radio luar negeri, misalnya BBC, VOA, dan ABC.
Gangguan juga mungkin terjadi pada telekomunikasi seluler,
siaran televisi, dan lainnya. Namun, untuk hal ini, biasanya para operator
satelit telah mengantisipasinya.
14
Saat CME atau lontaran massa korona bergerak menuju bumi,
partikel yang dibawanya akan menghantam magnetosphere bumi yang
kemudian akan menciptakan aurora. Adapun kecepatan CME berbeda-
beda ketika terjadi solar storm. Kecepatan CME pada tahun 2012 ini
mencapai hingga 2.200 km per detik.
Meskipun terdengar begitu chaos, sesungguhnya manusia dan
makhluk hidup lainnya dilindungi dengan aman di bumi. Pada saat
terjadinya badai-badai matahari sebelumnya, makhluk hidup di bumi
sama sekali tidak terpengaruh. Namun, teknologi yang kita miliki
memang rentan terhadap fenomena ini seperti yang terjadi pada tahun
1859, atau tahun ketika Quebec, Swedia dan Afrika Selatan
dibuat blackout (gelap total).
Mengingat sangat tergantungnya infrastruktur kita terhadap
jaringan telekomunikasi, maka peristiwa lumpuhnya telekomunikasi
mungkin akan membawa kelumpuhan pada sistem lainnya, seperti
keuangan dan transportasi.
Sebuah semburan badai matahari yang kuat bisa membawa
kerusakan dengan mengintervensi sumber listrik dan jalur komunikasi
kita. Ini akan menyebabkan sistem menjadi overload dan akhirnya
mengalami kerusakan.
Menurut salah satu laporan yang dikeluarkan oleh National
Academy of Science Amerika Serikat, saat badai itu terjadi, sekitar 300
pembangkit listrik di Amerika bisa lumpuh hanya dalam tempo 90 menit
dan memutuskan persediaan listrik untuk 130 juta penduduk.
15
Setelah jaringan listrik terputus, persediaan air pun akan ikut
terputus. Tanpa adanya listrik dan persediaan air, maka perekonomian
akan menjadi lumpuh. Tidak ada aktifitas perkantoran dan transportasi
seperti pesawat terbang atau kereta. Bahkan fasilitas vital seperti markas
militer atau rumah sakit juga akan ikut lumpuh. Dengan kata lain Chaos!
NASA dan badan antariksa negara-negara lain di dunia telah
mengetahui dengan jelas kalau solar flare bisa melumpuhkan sistem
satelit. Karena itu sejak lama, NASA telah mengirim beberapa wahana
untuk mengawasi aktifitas matahari. Saat ini, wahana-wahana tersebut,
seperti ACE atau SOHO, masih rajin mengawasi perubahan-perubahan
aktifitas yang terjadi pada matahari. Jika wahana itu mendeteksi adanya
CME, maka sensornya akan segera menghasilkan peringatan yang
memberikan cukup waktu untuk manusia bumi (kita) untuk mengambil
langkah antisipasi, seperti mengubah sistem satelit kita menjadi “safe
mode”. Dengan demikian, kerusakan yang ditimbulkannya akan menjadi
sangat minimal. Antisipasi yang sama juga telah dilakukan terhadap
infrastruktur dan sumber pembangkit listrik lainnya.
16
DAFTAR PUSTAKA
http://nandi.staf.upi.edu/2012/01/26/fenomena-badai-matahari-antara-
fakta-dan-mitos/
http://www.forplid.net/artikel/102-ancaman-itu-datang-dari-
matahari-.html
http://sains.kompas.com/read/2012/01/04/16365135/Badai.Matahari.2012.Tergolong.Biasa
http://evaeempuy.blogspot.com/2011_03_01_archive.html
http://id.wikipedia.org/wiki/Bintik_matahari
17