Kredit gambar: NASA
Penelitian baru menunjukkan bahwa elektron dapat berselancar di gelombang magnetik yang didorong oleh angin matahari, dan dipercepat ke titik mereka dapat menyebabkan beberapa kerusakan serius pada pesawat ruang angkasa yang mengorbit Bumi. Proses ini adalah hasil dari interaksi antara medan magnet bumi dan fluktuasi kepadatan angin matahari. Saat kerapatan angin matahari berubah, ia menyebabkan gelombang-gelombang di medan magnet beriak kembali ke Bumi. Elektron dapat terperangkap dalam riak-riak ini dan berselancar kembali ke Bumi begitu cepat sehingga mereka dapat merusak barang elektronik yang halus di luar angkasa.
"Pembunuh" elektron yang mampu mendatangkan malapetaka pada pesawat ruang angkasa yang mengorbit dapat "berselancar" gelombang magnetik yang didorong oleh angin matahari, menurut tim ilmuwan ruang angkasa.
Tim dari Universitas Boston dan Administrasi Kelautan dan Atmosfer Nasional (NOAA) menggabungkan pengamatan dari NASA dan wahana antariksa NOAA untuk mengidentifikasi fenomena yang menjelaskan bagaimana angin matahari membuat gelombang di medan magnet Bumi (magnetosfer). Elektron biasa yang mengorbit Bumi di sabuk radiasi Van Allen dapat naik gelombang, mempercepat hingga mendekati kecepatan cahaya, dengan energi 300-500 kali lebih besar daripada elektron di layar televisi.
Angin matahari adalah aliran partikel bermuatan listrik yang terus-menerus ditiup dari Matahari. Magnetosfer adalah rongga yang terbentuk ketika angin matahari bertemu dengan medan magnet Bumi. Ketika kepadatan angin matahari tinggi dan muncul melawan magnetosfer, magnetosfer akan dikompresi. Ketika kepadatan angin rendah, magnetosfer mengembang. Para peneliti menemukan bahwa angin matahari mengandung struktur periodik dengan kepadatan tinggi dan rendah, mendorong aksi "pernapasan" berkala dari magnetosfer dan generasi global dari gelombang magnetik.
Diketahui bahwa jika frekuensi gelombang ini sesuai dengan frekuensi elektron dalam gerakannya di sabuk Van Allen, elektron dapat dipercepat, secara signifikan meningkatkan energi mereka. Prosesnya mirip dengan papan boogy menangkap gelombang. Beberapa elektron "mengendarai ombak" dan memperoleh begitu banyak energi sehingga mereka dapat merusak pesawat ruang angkasa yang mahal.
"Jika kita dapat mengkonfirmasi ini sebagai mekanisme signifikan untuk membuat gelombang yang mempercepat elektron 'pembunuh', maka para ilmuwan yang menggunakan data dari satelit seperti Wind dapat mengembangkan peringatan dini untuk operator pesawat ruang angkasa bahwa pesawat ruang angkasa mereka mungkin dalam bahaya paparan radiasi yang berlebihan dan merusak," ”Kata Dr. Barbara Giles, ilmuwan proyek pesawat ruang angkasa Kutub di Pusat Penerbangan Antariksa Goddard, NASA, Greenbelt, Md.
Ketika elektron menjadi energik ini, mereka dapat menembus ke bagian dalam pesawat ruang angkasa. Begitu berada di dalam komponen elektronik, mereka membangun listrik statis yang dapat menyebabkan korsleting bagian penting atau menempatkan pesawat ruang angkasa ke mode operasi yang buruk.
"Apa yang baru dan menarik tentang penelitian ini adalah bahwa orang selalu mencari mekanisme internal magnetosfer untuk menghasilkan gelombang ini," kata Dr. Larry Kepko, rekan peneliti di Boston University dan penulis utama dua makalah tentang penelitian ini, satu diterbitkan di Journal of Geophysical Research pada Juni 2003 dan yang lainnya di Geophysical Research Letters pada 2002. "Tapi di sini kami menemukan mekanisme eksternal - angin matahari itu sendiri."
Satelit Kutub dan Angin NASA, bersama dengan Satelit Lingkungan Operasi Geostasioner (GOES) NOAA, memberikan pengamatan utama yang mengarahkan tim ke kesimpulan ini. Polar menegaskan bahwa ombaknya tidak lokal, tetapi global. Satelit Angin adalah sumber utama untuk mengidentifikasi struktur kepadatan dalam angin matahari yang menggerakkan magnetosfer. GOES memberikan data tentang magnetosfer Bumi saat ia bertambah dan berkurang ukurannya.
"Kami sudah tahu bahwa angin matahari memiliki struktur kerapatan dan bahwa gelombang magnetik dapat mempercepat elektron," kata Dr. Harlan Spence, associate professor astronomi di Boston University dan rekan penulis dua makalah dalam penelitian ini. "Yang tidak kami ketahui adalah bahwa struktur angin matahari bisa periodik dan menggerakkan gelombang magnetik. Pengamatan baru ini mungkin memberikan hubungan yang hilang antara keduanya. "
Sumber utama dari struktur angin matahari yang baru ditemukan ini masih merupakan misteri, tetapi tim berspekulasi bahwa Matahari mungkin memainkan peran langsung. "Variasi kerapatan angin matahari sebagian dikendalikan oleh pola penyambungan kembali magnetik, pemuntiran dan gertakan garis medan magnet, di permukaan Matahari," kata Dr. Kepko. “Penyambungan kembali yang terjadi secara sistematis dan berkala dapat menghasilkan struktur kerapatan periodik yang diamati dalam angin matahari. Ada beberapa bukti bahwa ini mungkin terjadi, tetapi penelitian lebih lanjut diperlukan untuk membangun hubungan yang pasti. "
Sabuk radiasi Van Allen ditemukan pada tahun 1958 oleh Dr. James Van Allen dan timnya di Universitas Iowa dengan Explorers 1 dan 3, satelit pertama yang berhasil diluncurkan oleh Amerika Serikat. Mereka adalah sabuk partikel bermuatan listrik yang terperangkap oleh medan magnet Bumi. Karena partikel bermuatan listrik (sebagian besar proton dan elektron), mereka merasakan gaya magnet dan dibatasi untuk berputar di sekitar garis gaya magnet yang tidak terlihat yang membentuk medan magnet Bumi. Sebenarnya ada dua sabuk berbentuk donat di sistem Van Allen, satu di dalam yang lain dengan Bumi di "lubang" sabuk bagian dalam. Sabuk bagian dalam, terdiri dari proton kecepatan tinggi, terletak di ketinggian antara 430 dan 7.500 mil (sekitar 700 hingga 12.000 km) di atas Bumi. Sabuk luar terbuat dari elektron berkecepatan tinggi dan muncul di ketinggian antara 15.500 dan 25.000 mil (sekitar 25.000 hingga 40.000 km) di atas Bumi. Operator pesawat ruang angkasa mencoba menghindari orbit di wilayah ini, tetapi kadang-kadang ketinggian ini paling baik untuk misi tertentu, atau pesawat ruang angkasa harus melewati sabuk selama bagian orbitnya atau untuk keluar dari Bumi sepenuhnya.
Satelit Kutub dan Angin NASA, bersama-sama dikenal sebagai "Program Ilmu Geospasial Global," didedikasikan untuk membantu para ilmuwan memahami bagaimana partikel dan energi dari Matahari mengalir melalui, dan berinteraksi dengan, lingkungan luar angkasa Bumi.
NOAA didedikasikan untuk mengumpulkan data tentang lautan, atmosfer, ruang, dan Matahari. Sistem satelit GOES adalah elemen dasar untuk pemantauan dan perkiraan cuaca AS. Howard Singer dari NOAA adalah rekan penulis ketiga pada makalah 2002 tentang penelitian ini.
Sumber Asli: Rilis Berita NASA
