Sorry, this entry is only available in Indonesian. For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.

Setiap pagi, kita menyaksikan Matahari terbit dan pada sore hari, kita menyaksikannya terbenam. Matahari merupakan bintang yang paling dekat dengan Bumi. Banyak manfaat yang didapatkan dari sinar Matahari, seperti acuan dalam pembuatan kalender untuk kehidupan sehari-hari. Terdapat beberapa fenomena di Bumi yang bersumber dari Matahari seperti aurora. Ia dihasilkan dari angin Matahari yang membawa partikel-partikel berenergi tinggi ke Bumi sehingga berinteraksi dengan partikel yang ada di atmosfer Bumi. Selain manfaat, ada pula dampak negatif aktivitas Matahari pada Bumi seperti adanya lontaran massa Matahari atau Coronal Mass Ejection (CME). Pemaparan tentang Matahari dilakukan oleh Kamila Permata, mahasiswa Program Pascasarjana Astronomi Institut Teknologi Bandung (ITB) angkatan 2018.

Gambar 1. Pemaparan Materi oleh Kamila. (Sumber: md)

Gambar 2. Peserta Pertemuan Pascasarjana Astronomi, Institut Teknologi Bandung (ITB). (Sumber: md)

Kita bisa meninjau struktur Matahari dari dua hal, yaitu interior dan atmosfer. Bagian interior Matahari tersusun dari inti, zona radiatif, dan zona konvektif. Bagian atmosfer tersusun dari fotosfer, kromosfer, dan korona. Masing-masing penyusun bagian interior dan atmosfer memiliki ketinggian dan suhu yang berbeda.  Bagian Matahari yang bisa terlihat dari Bumi oleh mata telanjang adalah lapisan fotosfer.

Gambar 3. Struktur Matahari. (Sumber: www.nasa.gov)

Dalam penelitiannya, Kamila ingin melakukan pengukuran rotasi diferensial berdasarkan gerak bintik tunggal Matahari pada tahun 2010-2014. Rotasi diferensial adalah perbedaan kecepatan rotasi Matahari pada tiap lintang yang menunjukkan bahwa Matahari bukanlah benda tegar. Pada penelitian ini, bagian Matahari yang akan ditinjau lebih lanjut adalah lapisan fotosfer. Pada dalam fotosfer, terdapat beberapa aktivitas yaitu sunspot atau bintik Matahari, fakula, pore, dan granulasi. Bintik Matahari merupakan daerah gelap yang  memiliki medan magnet kuat. Fakula adalah daerah terang yang berada di sekitar bitnik Matahari di tepi piringan. Pore adalah daerah hitam kecil, namun berbeda dengan bintik Matahari. Pore memiliki umur yang lebih pendek  dari bintik Matahari. Sedangkan granulasi adalah bulir-bulir di permukaan Matahari.

Pada penelitian ini, Kamila melakukan pengukuran rotasi diferensial pada gerak bintik tunggal Matahari. Berbicara lebih lanjut mengenai bintik Matahari, keberadaannya disebabkan oleh fluks magnetik yang muncul ke pemukaan yang berasal dari zona konveksi. Kuat medan magnetik bintik Matahari mencapai 1000-4000 Gauss. Bintik Matahari juga memiliki gerak diri yaitu gerak akibat interaksi kompleks antara rotasi Matahari, medan magnet, dan konveksi di bawah fotosfer. Bintik Matahari dibagi ke dalam beberapa tipe menurut klasifikasi Zurich yang ditunjukkan pada Gambar 4.

Gambar 4. Klasifikasi Zurich. (Sumber: www.cv-helios.net)

Tipe A berupa satu atau lebih bintik kecil yang tidak mempunyai penumbra dan tidak menunjukkan adanya polaritas berbeda dalam satu grup. Tipe B terdiri dari dua atau lebih bintik kecil yang menunjukkan polaritas berbeda dalam satu grup namun tidak memiliki penumbra. Tipe C memiliki polaritas yang berbeda dan sudah memiliki penumbra. Tipe D juga memiliki polaritas berbeda dan memiliki penumbra dengan jarak separasi sebesar 10°. Tipe E sama dengan tipe D namun memiliki jarak separasi 10° hingga 15°. Tipe F merupakan grup paling besar yang memiliki jarak separasi lebih dari 15°. Tipe H merupakan akhir fase hidup bintik tipe C, D, E, F yang terdiri dari satu bintik dengan penumbra dan berukuran lebih besar dari 2,5° (Jenkins, 2013).

Klasifikasi Zurich dimodifikasi dan diperluas untuk meningkatkan objektivitas definisi klasifikasi bintik dan menambahkan indikator ukuran, stabilitas, dan kompleksitas sehingga dibuatlah klasifikasi McIntosh. Bentuk klasifikasi umum McIntosh adalah Zpc dengan Z adalah klasifikasi Zurich termodifikasi, p adalah tipe bintik utama yang dideskripsikan dengan penumbra, dan c adalah derajat kepadatan grup bintik atau distribusi bintik.

Gambar 5. Klasifikasi McIntosh. (Sumber: McIntosh, 1989)

Pada tahun 1861, Carrington mengukur koordinat bintik Matahari dan mendapatkan periode rotasi sebesar 25 hari untuk bintik di ekuator dan 28 hari untuk bintik di lintang 45°. Variasi rotasi dinyatakan dalam persamaan:

Pergeseran bujur: ω (B) = a – b sin2B –  c sin4B

ω = kecepatan bujur (derajat/hari), B = rata-rata lintang

Pergeseran lintang: vm (B)= c sin2B

vm = kecepatan lintang (derajat/hari), B = rata-rata lintang

Pengukuran rotasi diferensial dapat dilakukan dengan tiga metode, yaitu metode spektroskopi, tracer, dan helioseismologi. Metode spektroskopi  menggunakan data spektrum serta menghitung pergeseran Doppler untuk mendapatkan nilai laju rotasi (Howard, 1984). Untuk metode tracer, digunakan fitur pada Matahari yang berperan sebagai tracer pada dinamika fluida (Paterno, 2009). Sedangkan untuk metode helioseismologi, digunakan pengukuran frekuensi p-mode untuk mendapatkan sifat dari interior Matahari (Beck, 1999). Dalam penelitian ini, metode yang digunakan oleh Kamila adalah metode tracer.

Penelitian ini memiliki beberapa tujuan:

  1. Mengukur gerak diri bintik tunggal Matahari pada tahun 2010-2014 untuk menentukan kecepatan rotasi diferensial Matahari menggunakan data dari instrumen HMI (Helioseismic and Magnetic Imager) dan AIA (Atmospheric Imaging Assembly) pada wahana antariksa SDO (Solar Dynamic Observatory) yang tersedia di JHelioviewer.
  2. Menentukan hubungan kecepatan gerak diri bintik tunggal Matahari dengan luas bintik.
  3. Menentukan hubungan kecepatan gerak diri bintik tunggal Matahari dengan klasifikasi Zurich dan McIntosh.
  4. Menentukan hubungan kecepatan gerak diri bintik tunggal Matahari dengan keberadaan lubang korona.
  5. Menentukan hubungan kecepatan gerak diri bintik tunggal Matahari dengan keberadaan  periode spotless.

Gambar 6. SDO. (Sumber: www.space.com)

Langkah kerja dalam penelitian ini adalah dengan mencari koordinat bintik Matahari terlebih dahulu di JHelioviewer. Kemudian, dengan melakukan regresi linear, didapat nilai kecepatan bujur dan lintang dari setiap bintik individu Matahari. Setelah itu, dicari persamaan rotasi diferensial. Dari tujuan nomor dua, perlu ditentukan luas bintik Matahari menggunakan ImageJ. Setelah parameter-parameter tersebut didapatkan nilainya, selanjutnya dicari hubungan antara kecepatan terhadap luas, klasifikasi bintik, lubang korona, dan periode spotless. Langkah terakhir adalah menganalisis hasil pengukuran.

Penelitian ini belum selesai dan masih dalam tahap pengolahan data. Dari penelitian ini, terdapat dua manfaat yang akan kita dapat. Manfaat pertama adalah dapat dilakukannya prediksi flare atau ledakan materi dari Matahari dan lontaran massa korona (CME) dari gerak diri bintik tunggal Matahari. Manfaat yang kedua adalah dapat dilakukannya  prediksi siklus Matahari dan cuaca antarika dari pengamatan aktivitas bintik Matahari. [md]