Pesawat ruang angkasa Arase Jepang (sebelumnya disebut ERG) mengamati gelombang paduan suara dan elektron yang tersebar di magnetosfer Bumi, asal usul aurora yang berdenyut. Elektron yang tersebar diendapkan ke atmosfer, menghasilkan pencahayaan auroral.
(Gambar: © Tim Ilmu ERG)
Asal-usul tampilan cahaya berkelap-kelip yang intens di atmosfer Bumi kini terungkap setelah perburuan selama puluhan tahun, sebuah studi baru menemukan.
Aurora serupa dapat terjadi jauh di atas Jupiter dan Saturnus, menurut para ilmuwan di balik penelitian baru.
Pertunjukan cahaya dramatis yang dikenal sebagai lampu utara dan selatan, juga disebut aurora, sangat beragam di alam seperti warna yang ditampilkan di langit. Jenis yang paling akrab, dikenal sebagai aurora diskrit, terkenal karena pita berkilau dan pita warna. Sebaliknya, aurora yang berdenyut adalah bercak cahaya raksasa yang berkedip. [Panduan Aurora: Bagaimana Cahaya Utara Bekerja (Infografis)]
Auroras dihasilkan ketika aliran partikel berkecepatan tinggi dari matahari - yang secara kolektif dikenal sebagai angin matahari - membanting ke magnetosfer Bumi, cangkang partikel bermuatan listrik yang terperangkap oleh medan magnet planet. Sedangkan aurora diskrit berasal beberapa ribu mil di atas permukaan bumi, aurora yang berdenyut muncul sekitar 10 kali lebih jauh.
Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa aurora yang berdenyut dipicu oleh fluktuasi elektromagnetik yang dikenal sebagai gelombang paduan suara yang muncul di magnetosfer di khatulistiwa. Idenya adalah bahwa gelombang chorus mengirim elektron di magnetosfer yang meluncur di sepanjang garis medan magnet planet ke arah hulu atmosfer Bumi, menghasilkan cahaya ketika mereka bertabrakan dengan molekul udara.
Namun, selama beberapa dekade, para ilmuwan tidak dapat mengumpulkan pengamatan berbasis darat dan ruang yang cukup sensitif untuk berbaris pada waktu dan tempat yang tepat untuk membuktikan model ini. Sekarang, para peneliti akhirnya mengumpulkan bukti langsung dari rantai peristiwa di balik aurora yang berdenyut.
Para ilmuwan menganalisis data dari pesawat ruang angkasa Arase, yang diluncurkan oleh Japan Aerospace Exploration Agency pada akhir 2016. Satelit ini bisa mendeteksi gelombang chorus dan menyelidiki pengaruhnya terhadap elektron magnetosfer di dalam jendela sempit di sekitar garis medan magnet.
Para peneliti juga menunjuk di mana garis medan magnet pesawat ruang angkasa Arase diperiksa melakukan kontak dengan Bumi. Mereka mencari aktivitas pencocokan aurora berdenyut yang dipicu oleh gelombang chorus.
Para ilmuwan mengidentifikasi aurora pada 2017 di Kanada tengah yang tampaknya dihasilkan oleh elektron magnetosfer yang tersebar oleh gelombang chorus.
"Hasil pengamatan biasanya sangat kompleks, dan tes prediksi teoritis sering menghasilkan hasil yang ambigu, yang tidak terjadi di sini," kata pemimpin penulis studi Satoshi Kasahara, seorang ahli fisika ruang dan planet di Universitas Tokyo.
Para peneliti mencatat bahwa aktivitas serupa dapat terjadi di aurora Jupiter dan Saturnus, tempat penelitian sebelumnya mendeteksi gelombang paduan suara. "Aplikasi untuk planet lain akan menyenangkan," kata Kasahara kepada Space.com.
Para peneliti merinci temuan mereka secara online hari ini (14 Februari) di jurnal Nature.
