Misteri Cuaca Ruang Angkasa Terpecahkan: Penemuan Link Antara Elektron dan Aurora Difus Atmosfer
Elektron yang tersesat dari ruang angkasa ke atmosfer bumi meninggalkan tanda alam, secara efektif bisa menceritakan tentang bagaimana mereka tersebar.
Penelitian terbaru telah melunasi puluhan tahun debat ilmiah tentang aspek cuaca ruang angkasa yang membingungkan. Para peneliti dari Universitas California (UCLA) dan British Antarctic Survey (BAS) telah menemukan linkterakhir di antara elektron-elektron yang terperangkap di dalam ruang angkasa dan kemilau cahaya pada bagian atas atmosfer, yang dikenal sebagai aurora difus[1] (aurora menyebar).
Penelitian yang diterbitkan dalam edisi terbaru jurnal Nature ini, menjanjikan pemahaman terhadap cuaca ruang angkasa, beserta keuntungan-keuntungannya bagi satelit, jaringan listrik dan industri penerbangan, serta bagaimana badai ruang angkasa mempengaruhi atmosfer bumi, dari bagian atas hingga ke bawah.
Para ilmuwan telah lama memahami bahwa ‘aurora difus’ disebabkan oleh elektron yang melabrak bagian atas atmosfer. Namun, elektron biasanya jauh lebih tinggi terjebak di medan magnet bumi melalui rantai panjang peristiwa yang dimulai dari matahari. Masalahnya adalah memahami bagaimana elektron-elektron tersebut mencapai atmosfer.
Pencitraan satelit dari 'aurora difus' terlihat di atas Antartika di belahan bumi selatan. (Kredit: NASA)
Sejak 1970-an, para ilmuwan telah memperdebatkan apakah frekuensi sangat rendah (very low frequency -VLF) gelombang radio dapat menyebarkan elektron yang terjebak ke dalam atmosfir. Dua jenis gelombang VLF diidentifikasi dalam ruang angkasa sebagai penyebab yang mungkin akan timbulnya ‘aurora difus’, tetapi argumen dan penelitian selama bertahun-tahun tidak ada hasil yang konklusif. Penelitian terbaru, tanpa diragukan lagi, menunjukkan bahwa gelombang VLF yang dikenal sebagai ‘paduan suara’[2] adalah sebagai penyebabnya; disebut ‘paduan suara’ karena sinyal-sinyalnya yang terdeteksi oleh alat perekam suara berbasis darat, terdengar seperti paduan suara burung fajar ketika diputar ulang melalui pengeras suara.
Melalui analisis rinci data satelit, para penulis makalah mampu menghitung efek pada elektron yang terperangkap dan mengidentifikasi gelombang radio yang menyebabkan penyebaran tersebut.
Penulis utama, Profesor Richard Thorne dari UCLA, mengatakan: “Terobosan muncul ketika kami menyadari bahwa elektron yang tersesat dari ruang angkasa ke atmosfer bumi meninggalkan tanda alam, secara efektif bisa menceritakan tentang bagaimana mereka tersebar. Kami kemudian dapat menganalisis data satelit kami pada dua jenis gelombang VLF dan dengan menjalankan perhitungan pada mereka – termasuk tingkat di mana elektron tersesat ke dalam atmosfir bumi – kami dengan jelas bisa melihat bahwa gelombang paduan suara adalah penyebab penyebaran tersebut.”
Profesor Richard Horne dari British Antarctic Survey, mengatakan: “Temuan kami merupakan salah satu yang penting karena akan membantu ilmuwan untuk memahami bagaimana aurora difusi menyebabkan perubahan kimia pada bagian atas atmosfer, termasuk efek pada ozon di ketinggian, yang dapat mempengaruhi suhu melalui atmosfer.
“Kami juga melibatkan gelombang VLF ke dalam model komputer untuk membantu memprediksi ‘cuaca ruang angkasa’ yang tidak hanya mempengaruhi satelit dan jaringan listrik, tetapi juga akurasi navigasi GPS dan komunikasi frekuensi tinggi radio dengan pesawat pada rute kutub.”
‘Aurora difus’, tidak sama halnya dengan ‘aurora diskrit’[3] yang dikenal sebagai cahaya kutub utara dan selatan. ‘Aurora diskrit’ terlihat seperti tirai cahaya warna-warni yang berkibar dan dapat dilihat dengan mata telanjang, sedangkan aurora difus sangat redup tetapi lebih luas. ‘Aurora difus’, yang biasanya menyumbang tiga-perempat masukan energi ke bagian atas atmosfer di malam hari, bervariasi berdasarkan musim dan siklus matahari 11 tahunan.
0 komentar: