Sebuah tim ilmuwan Cina-Jerman telah mengidentifikasi struktur magnetik di korona matahari tempat angin matahari cepat berasal. Menggunakan gambar dan peta Doppler dari Pengukuran Ultraviolet Matahari dari Radiasi yang Dipancarkan (SUMER) spektrometer dan magnetogram yang disampaikan oleh Michelson Doppler Imager (MDI) di Observatorium Solar dan Heliosfer (SOHO) ESA dan NASA, mereka mengamati angin matahari mengalir dari medan magnet berbentuk corong yang berlabuh di jalur jaringan magnetik di dekat permukaan Matahari. Pengamatan ini disajikan dalam majalah Science edisi 22 April. Penelitian ini mengarah pada pemahaman yang lebih baik tentang sifat magnetik dari sumber angin matahari, aliran plasma lemah dan panas (gas konduktif elektrik) yang mempengaruhi lingkungan luar angkasa Bumi.
Angin matahari terdiri dari proton, partikel alfa (helium terionisasi dua kali lipat), ion berat dan elektron yang mengalir dari permukaan Matahari dengan kecepatan mulai dari 300 hingga 800 km / s. Ion-ion berat di daerah sumber koron memancarkan radiasi pada panjang gelombang ultraviolet tertentu. Ketika mereka mengalir ke Bumi, seperti yang mereka lakukan ketika melacak angin matahari yang baru lahir, panjang gelombang emisi ultraviolet menjadi lebih pendek, sebuah fenomena yang disebut efek Doppler, yang terkenal dalam varian akustiknya, misalnya, dari perubahan nada suara klakson mobil polisi saat mendekati atau mundur dari pendengar. Dalam kasus matahari, gerakan plasma ke arah kita, yang berarti jauh dari permukaan matahari, dideteksi sebagai pergeseran biru dalam spektrum ultraviolet, dan dengan demikian dapat digunakan untuk mengidentifikasi awal aliran angin matahari.
Spektrum ultraviolet SUMER mirip dengan apa yang terlihat ketika prisma memisahkan cahaya putih menjadi pelangi warna yang berbeda. Namun, radiasi ultraviolet tidak terlihat oleh mata manusia dan tidak dapat menembus atmosfer Bumi. Dengan menganalisis emisi ultraviolet yang diperoleh SUMER pada observatorium ruang SOHO dari luar angkasa, fisikawan surya dapat belajar banyak tentang Matahari dan menyimpulkan suhu gas, komposisi kimia, dan gerakan di berbagai lapisan atmosfer.
"Struktur magnetik halus dari daerah sumber angin matahari tetap sulit dipahami," kata penulis pertama Prof. Chuanyi Tu, dari Departemen Geofisika Universitas Peking di Beijing, Cina. “Selama bertahun-tahun, fisikawan matahari dan luar angkasa telah mengamati aliran angin matahari cepat yang datang dari daerah koronal dengan garis medan magnet terbuka dan intensitas cahaya rendah, yang disebut lubang koronal. Namun, hanya dengan menggabungkan pengamatan kompleks dari SOHO dengan cara baru kita dapat menyimpulkan sifat-sifat sumber di dalam lubang koronal. Angin matahari yang cepat tampaknya berasal dari coronal corong dengan kecepatan sekitar 10 km / s pada ketinggian 20.000 kilometer di atas photosphere ”.
“Angin matahari yang cepat mulai mengalir keluar dari atas corong di lubang koronal dengan kecepatan aliran sekitar 10 km / s”, kata Prof. Tu. "Aliran keluar ini dilihat sebagai tambalan besar dalam pergeseran biru Doppler (area tetas pada gambar di atas) dari garis spektral yang dipancarkan oleh ion Ne + 7 pada suhu 600.000 Kelvin, yang dapat digunakan sebagai pelacak yang baik untuk aliran plasma panas. . Melalui perbandingan dengan medan magnet, seperti yang diekstrapolasi dari fotosfer dengan menggunakan data magnetik MDI, kami menemukan bahwa pola pergeseran biru dari garis ini berkorelasi paling baik dengan struktur medan terbuka pada 20.000 km. "
Spektrometer SUMER meneliti sumber-sumber angin matahari dengan mengamati radiasi ultraviolet yang berasal dari daerah besar di wilayah kutub utara Matahari. "Identifikasi yang jelas dari struktur magnetik sumber yang terperinci, sekarang diungkapkan sebagai coronal corong, dan penentuan tinggi pelepasan dan kecepatan awal angin matahari adalah langkah-langkah penting dalam menyelesaikan masalah pasokan massal dan akselerasi dasar. Kita sekarang dapat memusatkan perhatian kita pada mempelajari kondisi plasma lebih lanjut dan proses fisik yang terjadi dalam coronal corong yang meluas dan di leher sempit yang berlabuh di jaringan magnetik ”, kata Prof. Eckart Marsch, penulis bersama makalah Science.
Memecahkan sifat dan asal usul angin matahari adalah salah satu tujuan utama SOHO dirancang. Sudah lama diketahui komunitas astronomi bahwa angin matahari yang cepat datang dari lubang-lubang koronal. Apa yang baru di sini adalah penemuan bahwa aliran ini bermula dari coronal corong, yang sumbernya terletak di tepi jaringan magnetik. Tepat di bawah permukaan Matahari ada sel konveksi besar. Setiap sel memiliki medan magnet yang terkait dengannya, yang terkonsentrasi di jalur jaringan oleh magneto-konveksi, di mana leher saluran berlabuh. Plasma, sementara masih terbatas dalam loop kecil, dibawa oleh konveksi ke saluran dan kemudian dilepaskan di sana, seperti seember air dikosongkan ke saluran air terbuka.
"Sebelumnya diyakini bahwa angin matahari cepat berasal dari setiap garis medan terbuka yang diberikan di lapisan ionisasi atom hidrogen sedikit di atas fotosfer", kata Prof. Marsch, "Namun, pergeseran Doppler rendah dari garis emisi dari ion karbon menunjukkan bahwa aliran keluar curah belum terjadi pada ketinggian 5.000 km. Plasma angin matahari sekarang dianggap dipasok oleh plasma yang berasal dari banyak loop magnetik kecil, dengan ketinggian hanya beberapa ribu kilometer, memadati corong. Melalui koneksi ulang magnetik, plasma diumpankan dari semua sisi ke corong, di mana ia dapat dipercepat dan akhirnya membentuk angin matahari. ”
Instrumen SUMER dibangun di bawah kepemimpinan Dr. Klaus Wilhelm, yang juga merupakan salah satu penulis makalah, di Institut Max Planck untuk Penelitian Sistem Tata Surya (sebelumnya Institut Max Planck untuk Aeronomi) di Lindau, Jerman, dengan kontribusi utama dari Institut d'Astrophysique Spatiale di Orsay, Prancis, Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Maryland, Universitas California di Berkeley, dan dengan dukungan keuangan dari lembaga nasional Jerman, Prancis, AS, dan Swiss. SOHO telah beroperasi selama hampir sepuluh tahun di titik pandang khusus dalam ruang 1,5 juta kilometer dari Bumi, di sisi matahari Bumi. SOHO adalah proyek kolaborasi internasional antara Badan Antariksa Eropa dan NASA. Itu diluncurkan pada roket Atlas II-AS dari NASA Space Center NASA, Florida, pada Desember 1995 dan dioperasikan dari Goddard Space Flight Center.
Sumber Asli: Rilis Berita Max Planck Society
