Selama beberapa dekade, para ilmuwan bingung dengan sebuah paradoks yang signifikan: bagaimana atmosfer luar matahari, korona, jauh lebih panas – jutaan derajat – dibandingkan permukaan matahari yang terlihat, yaitu sekitar 9.932 derajat Fahrenheit (5.500 derajat Celcius). Kini, dengan menggunakan teleskop surya terkuat di dunia, para peneliti telah mengamati gelombang magnet yang berputar, sebuah penemuan yang dapat membantu mengungkap misteri lama ini.
Penemuan Gelombang Torsi Alfvén
Tim peneliti, dengan menggunakan data dari Teleskop Surya Daniel K. Inouye di Hawaii, telah mengamati secara langsung putaran magnet skala kecil di matahari – khususnya gelombang torsional Alfvén. Gelombang ini, yang diprediksi pada tahun 1942 oleh peraih Nobel asal Swedia Hannes Alfvén, adalah gangguan magnetik yang merambat melalui plasma matahari, gas bermuatan listrik yang sangat panas. Meskipun versi yang lebih besar dari gelombang-gelombang ini sebelumnya telah dikaitkan dengan jilatan api matahari, gelombang-gelombang yang lebih kecil dan berputar-putar secara konstan ini masih sulit dipahami hingga saat ini.
“Penemuan ini menandai akhir dari pencarian gelombang ini selama puluhan tahun, yang asal usulnya dimulai pada tahun 1940-an,” kata Richard Morton, seorang profesor di Universitas Northumbria di Inggris, yang memimpin penelitian tersebut.
Mengapa Gelombang Ini Penting: Teka-teki Pemanasan Tenaga Surya
Para ilmuwan telah lama menduga bahwa gelombang berskala kecil ini dapat terus menerus mentransfer energi dari permukaan matahari ke atmosfernya. Proses ini akan menggerakkan angin matahari dan, yang terpenting, memanaskan korona hingga mencapai suhu yang luar biasa. Hasil penelitian ini memberikan dukungan kuat bagi model teoritis yang mencoba menjelaskan bagaimana turbulensi magnet membawa dan menghilangkan energi di atmosfer bagian atas matahari. Dengan melakukan observasi langsung, peneliti kini dapat menguji model tersebut dengan apa yang sebenarnya mereka amati.
Pengamatan Matahari yang Belum Pernah Ada Sebelumnya
Untuk mencapai kesimpulan ini, tim Morton menggunakan Teleskop Surya Inouye, yang menangkap gambar matahari dengan resolusi tertinggi yang pernah dicapai. Teleskop selebar empat meter ini memungkinkan deteksi pergeseran samar cahaya, mengungkap bagaimana plasma mengalir melalui corona dengan detail yang belum pernah terjadi sebelumnya.
Selama tahap pengoperasian teleskop pada Oktober 2023, tim melacak atom besi yang dipanaskan hingga 1,6 juta derajat Celcius dan mengamati pergeseran samar merah dan biru di sisi berlawanan dari loop magnet. Pergeseran ini adalah ciri khas gelombang Alfvén yang berliku.
Teknik: Spektroskopi dan Gerak Tersembunyi
Putaran garis medan magnet matahari sangat halus sehingga sulit dideteksi secara langsung dalam gambar. Oleh karena itu, tim menggunakan teknik yang disebut spektroskopi, yang mengukur bagaimana gas panas bergerak menuju atau menjauhi Bumi. Gerakan ini secara halus mengubah warna cahaya – merah saat menjauh, biru saat mendekat – sehingga mengungkap pola putaran tersembunyi di atmosfer matahari.
Pergerakan plasma pada mahkota matahari sebagian besar didominasi oleh gerakan berayun, jelas Morton. “Saya harus mengembangkan cara untuk menghilangkan goyangan untuk mengisolasi dan mengidentifikasi putaran tersebut.”
Hasil: Gerakan Konstan dan Transfer Energi
Temuan ini mengungkapkan bahwa bahkan di wilayah matahari yang paling tenang sekalipun, korona dipenuhi gelombang torsional Alfvén. Gelombang ini terus-menerus memutar garis medan magnet matahari, mengangkut energi ke atas melalui lapisan matahari. Pengangkutan energi dari lapisan bawah atmosfer ke dalam corona pada akhirnya menghasilkan pelepasan panas, sehingga memberikan wawasan baru mengenai misteri bahwa corona matahari jauh lebih panas daripada permukaannya.
Bagi Morton dan rekan-rekannya, deteksi yang telah lama dicari ini membuka jalan penyelidikan baru tentang bagaimana gelombang ini merambat dan pada akhirnya menghilangkan energi di dalam corona.
Penemuan ini mewakili langkah maju yang signifikan dalam memahami dinamika kompleks matahari dan atmosfernya, serta menjanjikan untuk menjelaskan salah satu teka-teki paling abadi dalam fisika matahari.
