Bisnis.com, JAKARTA - Sejarah baru bumi tercatat, dimana pesawat milik NASA pertama kalinya memasuki atmosfer matahari.
Kabar itu diumumkan pada 14 Desember dalam konferensi pers di Pertemuan Musim Gugur American Geophysical Union 2021 di New Orleans. Hasilnya telah dipublikasikan di Physical Review Letters dan diterima untuk dipublikasikan di Astrophysical Journal.
Melansir laman resmi NASA, Parker Solar Probe milik NASA kini telah terbang melalui atmosfer bagian atas Matahari atau korona dan mengambil sampel partikel serta medan magnet di sana.
Tonggak baru menandai satu langkah besar untuk Parker Solar Probe dan satu lompatan raksasa untuk ilmu surya. Sama seperti pendaratan di Bulan yang memungkinkan para ilmuwan untuk memahami bagaimana ia terbentuk, menyentuh bahan penyusun Matahari akan membantu para ilmuwan mengungkap informasi penting tentang bintang terdekat kita dan pengaruhnya terhadap tata surya.
"Parker Solar Probe "menyentuh Matahari" adalah momen monumental untuk ilmu surya dan prestasi yang benar-benar luar biasa," kata Thomas Zurbuchen, administrator asosiasi untuk Direktorat Misi Sains di Markas Besar NASA di Washington.
"Tonggak sejarah ini tidak hanya memberi kita wawasan yang lebih dalam tentang evolusi Matahari kita dan dampaknya pada tata surya kita, tetapi semua yang kita pelajari tentang bintang kita sendiri juga mengajarkan kita lebih banyak tentang bintang-bintang di alam semesta lainnya." Paparnya.
Saat dia berputar lebih dekat ke permukaan matahari, Parker membuat penemuan baru bahwa pesawat ruang angkasa lain terlalu jauh untuk dilihat, termasuk dari dalam angin matahari aliran partikel dari Matahari yang dapat mempengaruhi kita di Bumi. Pada tahun 2019, Parker menemukan bahwa struktur zig-zag magnetik di angin matahari, yang disebut switchback, berlimpah di dekat Matahari. Tetapi bagaimana dan di mana mereka terbentuk tetap menjadi misteri. Mengurangi separuh jarak ke Matahari sejak itu, Parker Solar Probe kini telah melewati cukup dekat untuk mengidentifikasi satu tempat asalnya: permukaan matahari.
Lintasan pertama melalui korona akan terus memberikan data tentang fenomena yang tidak mungkin dipelajari dari jauh.
“Terbang begitu dekat dengan Matahari, Parker Solar Probe sekarang merasakan kondisi di lapisan atmosfer matahari yang didominasi secara magnetis – korona – yang tidak pernah kita dapat sebelumnya,” kata Nour Raouafi, ilmuwan proyek Parker di Laboratorium Fisika Terapan Johns Hopkins di Laurel, Maryland. “Kami melihat bukti berada di korona dalam data medan magnet, data angin matahari, dan secara visual dalam gambar. Kami benar-benar dapat melihat pesawat ruang angkasa terbang melalui struktur koronal yang dapat diamati selama gerhana matahari total.”
Parker Solar Probe diluncurkan pada 2018 untuk menjelajahi misteri Matahari dengan melakukan perjalanan lebih dekat daripada pesawat ruang angkasa mana pun sebelumnya. Tiga tahun setelah peluncuran dan beberapa dekade setelah konsepsi pertama, Parker akhirnya tiba.
Tidak seperti Bumi, Matahari tidak memiliki permukaan padat. Tetapi ia memiliki atmosfer yang sangat panas, terbuat dari bahan matahari yang terikat ke Matahari oleh gaya gravitasi dan magnet. Saat panas dan tekanan yang meningkat mendorong materi itu menjauh dari Matahari, ia mencapai titik di mana gravitasi dan medan magnet terlalu lemah untuk menahannya.
Titik itu, yang dikenal sebagai permukaan kritis Alfvén, menandai akhir dari atmosfer matahari dan awal dari angin matahari. Materi matahari dengan energi untuk membuatnya melintasi batas itu menjadi angin matahari, yang menyeret medan magnet Matahari bersamanya saat melintasi tata surya, ke Bumi dan seterusnya. Yang penting, di luar permukaan kritis Alfvén, angin matahari bergerak sangat cepat sehingga gelombang di dalam angin tidak dapat bergerak cukup cepat untuk kembali ke Matahari – memutuskan hubungan mereka.
Sampai sekarang, para peneliti tidak yakin di mana tepatnya permukaan kritis Alfven berada. Berdasarkan gambar jarak jauh dari korona, perkiraan telah menempatkannya di suatu tempat antara 10 hingga 20 jari-jari matahari dari permukaan Matahari 4,3 hingga 8,6 juta mil. Lintasan spiral Parker membawanya perlahan lebih dekat ke Matahari dan selama beberapa lintasan terakhir, pesawat ruang angkasa itu secara konsisten berada di bawah 20 jari-jari matahari (91 persen jarak Bumi dari Matahari), menempatkannya pada posisi melintasi batas jika perkiraan itu benar. benar.
Pada tanggal 28 April 2021, selama terbang lintas kedelapan Matahari, Parker Solar Probe mengalami kondisi magnetik dan partikel tertentu pada 18,8 jari-jari matahari (sekitar 8,1 juta mil) di atas permukaan matahari yang memberi tahu para ilmuwan bahwa ia telah melintasi permukaan kritis Alfvén untuk pertama kali dan akhirnya memasuki atmosfer matahari.
“Kami sepenuhnya mengharapkan bahwa, cepat atau lambat, kita akan menghadapi korona setidaknya untuk waktu yang singkat,” kata Justin Kasper, penulis utama makalah baru tentang tonggak sejarah yang diterbitkan dalam Physical Review Letters, dan Deputy Chief Technology Officer. di BWX Technologies, Inc. dan profesor Universitas Michigan. "Tapi sangat menarik bahwa kita sudah mencapainya."
Untuk pertama kalinya dalam sejarah, sebuah pesawat ruang angkasa telah menyentuh Matahari. Parker Solar Probe NASA kini telah terbang melalui atmosfer bagian atas Matahari – korona – dan mengambil sampel partikel dan medan magnet di sana.
Ke Mata Badai
Selama flyby, Parker Solar Probe keluar masuk korona beberapa kali. Ini membuktikan apa yang telah diprediksi beberapa orang – bahwa permukaan kritis Alfvén tidak berbentuk seperti bola halus. Sebaliknya, ia memiliki paku dan lembah yang membuat permukaannya berkerut. Menemukan di mana tonjolan ini sejajar dengan aktivitas matahari yang datang dari permukaan dapat membantu para ilmuwan mempelajari bagaimana peristiwa di Matahari mempengaruhi atmosfer dan angin matahari.
Saat Parker Solar Probe melewati korona pada pertemuan sembilan, pesawat ruang angkasa terbang melalui struktur yang disebut pita koronal. Struktur ini dapat dilihat sebagai fitur terang yang bergerak ke atas di gambar atas dan miring ke bawah di baris bawah. Pemandangan seperti itu hanya mungkin karena pesawat ruang angkasa terbang di atas dan di bawah pita di dalam korona. Sampai saat ini, pita hanya terlihat dari jauh. Mereka terlihat dari Bumi selama gerhana matahari total.
Pada satu titik, ketika Parker Solar Probe mencelupkan ke tepat di bawah 15 jari-jari matahari (sekitar 6,5 juta mil) dari permukaan Matahari, ia melewati fitur di korona yang disebut pseudostreamer. Pseudostreamer adalah struktur besar yang naik di atas permukaan Matahari dan dapat dilihat dari Bumi selama gerhana matahari.
Melewati pseudostreamer itu seperti terbang ke mata badai. Di dalam pseudostreamer, kondisi menjadi tenang, partikel melambat, dan jumlah perpindahan turun – perubahan dramatis dari rentetan partikel yang biasanya ditemui pesawat ruang angkasa dalam angin matahari.
Untuk pertama kalinya, pesawat ruang angkasa menemukan dirinya di wilayah di mana medan magnet cukup kuat untuk mendominasi pergerakan partikel di sana. Kondisi ini adalah bukti definitif pesawat ruang angkasa telah melewati permukaan kritis Alfvén dan memasuki atmosfer matahari di mana medan magnet membentuk pergerakan segala sesuatu di wilayah tersebut.
Lintasan pertama melalui korona, yang hanya berlangsung beberapa jam, adalah salah satu dari banyak yang direncanakan untuk misi tersebut. Parker akan terus berputar lebih dekat ke Matahari, akhirnya mencapai sedekat 8,86 jari-jari matahari (3,83 juta mil) dari permukaan. Flybys yang akan datang, yang berikutnya terjadi pada Januari 2022, kemungkinan akan membawa Parker Solar Probe melalui korona lagi.
"Saya senang melihat apa yang ditemukan Parker saat berulang kali melewati korona di tahun-tahun mendatang," kata Nicola Fox, direktur divisi untuk Divisi Heliofisika di Markas Besar NASA. "Peluang untuk penemuan baru tidak terbatas."
Ukuran korona juga didorong oleh aktivitas matahari. Saat siklus aktivitas 11 tahun Matahari – siklus matahari – meningkat, tepi luar korona akan mengembang, memberi Parker Solar Probe peluang lebih besar untuk berada di dalam korona untuk jangka waktu yang lebih lama.
“Ini adalah wilayah yang sangat penting untuk dimasuki karena kami pikir semua jenis fisika berpotensi menyala,” kata Kasper. “Dan sekarang kita masuk ke wilayah itu dan mudah-mudahan akan mulai melihat beberapa fisika dan perilaku ini.”
Mempersempit Asal Switchback
Bahkan sebelum perjalanan pertama melalui korona, beberapa fisika yang mengejutkan sudah muncul ke permukaan. Pada pertemuan matahari baru-baru ini, Parker Solar Probe mengumpulkan data yang menunjukkan dengan tepat asal usul struktur berbentuk zig-zag di angin matahari, yang disebut switchbacks. Data menunjukkan satu tempat yang menjadi asal peralihan adalah di permukaan Matahari yang terlihat – fotosfer.
Pada saat mencapai Bumi, 93 juta mil jauhnya, angin matahari adalah angin sakal yang tak henti-hentinya dari partikel dan medan magnet. Tapi saat lolos dari Matahari, angin matahari terstruktur dan tidak merata. Pada pertengahan 1990-an, misi Badan Antariksa NASA-Eropa Ulysses terbang di atas kutub Matahari dan menemukan beberapa kerutan aneh berbentuk S di garis medan magnet angin matahari, yang memutar partikel bermuatan pada jalur zig-zag saat mereka melarikan diri. matahari. Selama beberapa dekade, para ilmuwan mengira pergantian sesekali ini adalah keanehan yang terbatas pada daerah kutub Matahari.
Pada tahun 2019, pada 34 jari-jari matahari dari Matahari, Parker menemukan bahwa peralihan bukanlah hal yang langka, tetapi umum terjadi pada angin matahari. Minat baru pada fitur ini dan menimbulkan pertanyaan baru: Dari mana asalnya? Apakah mereka ditempa di permukaan Matahari, atau dibentuk oleh beberapa proses yang menekuk medan magnet di atmosfer matahari?
Temuan baru, dalam pers di Astrophysical Journal, akhirnya mengkonfirmasi satu titik asal berada di dekat permukaan matahari.
Petunjuk itu muncul saat Parker mengorbit lebih dekat ke Matahari pada penerbangan keenamnya, kurang dari 25 jari-jari matahari. Data menunjukkan peralihan terjadi pada tambalan dan memiliki persentase helium yang lebih tinggi – diketahui berasal dari fotosfer – dibandingkan elemen lainnya. Asal usul switchback semakin menyempit ketika para ilmuwan menemukan tambalan yang selaras dengan corong magnetik yang muncul dari fotosfer antara struktur sel konveksi yang disebut supergranules.
Selain menjadi tempat kelahiran switchbacks, para ilmuwan berpikir corong magnetik mungkin di mana salah satu komponen angin matahari berasal. Angin matahari datang dalam dua jenis yang berbeda – cepat dan lambat – dan corongnya bisa menjadi tempat beberapa partikel dalam angin matahari cepat berasal.
“Struktur daerah dengan switchback cocok dengan struktur corong magnetik kecil di dasar korona,” kata Stuart Bale, profesor di University of California, Berkeley, dan penulis utama makalah switchback baru. “Inilah yang kami harapkan dari beberapa teori, dan ini menunjukkan dengan tepat sumber angin matahari itu sendiri.”
Memahami di mana dan bagaimana komponen angin matahari cepat muncul, dan jika mereka terkait dengan pergantian, dapat membantu para ilmuwan menjawab misteri matahari yang sudah berlangsung lama: bagaimana korona dipanaskan hingga jutaan derajat, jauh lebih panas daripada permukaan matahari di bawahnya.
Sementara temuan baru menemukan di mana peralihan dibuat, para ilmuwan belum dapat mengkonfirmasi bagaimana mereka terbentuk. Satu teori menunjukkan mereka mungkin diciptakan oleh gelombang plasma yang bergulir melalui wilayah seperti ombak laut. Yang lain berpendapat bahwa mereka dibuat oleh proses eksplosif yang dikenal sebagai rekoneksi magnetik, yang diperkirakan terjadi pada batas di mana corong magnet bersatu.
"Naluri saya adalah, saat kita masuk lebih dalam ke misi dan lebih rendah dan lebih dekat ke Matahari, kita akan belajar lebih banyak tentang bagaimana corong magnet terhubung ke switchback," kata Bale. “Dan semoga menyelesaikan pertanyaan tentang proses apa yang membuat mereka.
Saat Parker Solar Probe menjelajah lebih dekat ke Matahari, ia melintasi rezim yang belum dipetakan dan membuat penemuan baru. Gambar ini mewakili jarak Parker Solar Probe dari Matahari untuk beberapa pencapaian dan penemuan ini.
Sekarang para peneliti tahu apa yang harus dicari, lintasan Parker yang lebih dekat dapat mengungkapkan lebih banyak petunjuk tentang peralihan dan fenomena matahari lainnya. Data yang akan datang akan memungkinkan para ilmuwan melihat sekilas ke wilayah yang sangat penting untuk memanaskan korona dan mendorong angin matahari ke kecepatan supersonik. Pengukuran dari korona semacam itu akan sangat penting untuk memahami dan meramalkan peristiwa cuaca luar angkasa ekstrem yang dapat mengganggu telekomunikasi dan merusak satelit di sekitar Bumi.
“Sangat menyenangkan melihat teknologi canggih kami berhasil membawa Parker Solar Probe lebih dekat ke Matahari daripada yang pernah kami lakukan, dan dapat mengembalikan sains yang luar biasa seperti itu,” kata Joseph Smith, eksekutif program Parker di Markas Besar NASA. "Kami menantikan untuk melihat apa lagi yang ditemukan misi ini saat menjelajah lebih dekat di tahun-tahun mendatang."
Parker Solar Probe adalah bagian dari program Living with a Star NASA untuk mengeksplorasi aspek sistem Matahari-Bumi yang secara langsung memengaruhi kehidupan dan masyarakat. Program Living with a Star dikelola oleh Goddard Space Flight Center di Greenbelt, Maryland, untuk Direktorat Misi Sains NASA di Washington. Laboratorium Fisika Terapan Universitas Johns Hopkins di Laurel, Maryland, mengelola misi Parker Solar Probe untuk NASA dan merancang, membangun, dan mengoperasikan pesawat ruang angkasa.
