Kredit gambar: NASA
Para astronom percaya bahwa Matahari menciptakan dan menghancurkan antimateri sebagai bagian dari proses alami reaksi fusi, tetapi pengamatan baru dari Reuven Ramaty, wahana antariksa Solar Spectroscopic Imager (RHESSI) NASA, telah membawa wawasan baru ke dalam proses tersebut. Antimateri terbentuk dalam suar matahari ketika partikel yang bergerak cepat yang dipercepat oleh suar dihancurkan menjadi partikel yang bergerak lebih lambat di atmosfer Matahari (antimateri yang cukup dibuat hanya dalam satu suar untuk menyalakan Amerika Serikat selama dua tahun). Anehnya, antimateri itu tidak langsung hancur; sebagai gantinya, itu dibawa oleh suar ke wilayah lain dari Matahari sebelum dihancurkan.
Pandangan terbaik tentang bagaimana ledakan matahari menjadi pabrik antimateri memberi wawasan tak terduga tentang bagaimana ledakan yang luar biasa itu bekerja. Pengamatan itu mungkin mengecewakan teori tentang bagaimana ledakan itu, yang disebut solar flare, membuat dan menghancurkan antimateri. Ini juga memberikan detail mengejutkan tentang bagaimana mereka meledakkan partikel-partikel subatom hingga kecepatan cahaya.
Suar matahari adalah salah satu ledakan paling kuat di tata surya; yang terbesar dapat melepaskan energi sebanyak satu miliar bom nuklir satu megaton. Sebuah tim peneliti menggunakan pesawat ruang angkasa Reuven Ramaty Solar Energy Spectroscopic Imager (RHESSI) NASA untuk mengambil gambar semburan matahari pada 23 Juli 2002, menggunakan sinar-X energi tinggi suar dan radiasi gamma.
"Kami mengambil gambar flare dengan warna yang sama sekali baru, satu tidak terlihat oleh mata manusia, jadi kami mengharapkan kejutan, dan RHESSI sudah memberi kami pasangan," kata Dr. Robert Lin, anggota fakultas di Departemen Fisika di University of California, Berkeley, yang merupakan Investigator Utama untuk RHESSI.
Sinar gamma dan sinar-X adalah bentuk cahaya yang paling energik, dengan partikel sinar gamma di bagian atas skala membawa jutaan hingga miliaran kali lebih banyak energi daripada partikel cahaya tampak. Hasilnya adalah bagian dari serangkaian makalah tentang pengamatan RHESSI yang akan diterbitkan dalam Astrophysical Journal Letters 1 Oktober.
Antimateri memusnahkan materi normal dalam ledakan energi, menginspirasi penulis fiksi ilmiah untuk menggunakannya sebagai sumber yang sangat kuat untuk mendorong kapal luar angkasa. Teknologi saat ini hanya menghasilkan jumlah kecil, biasanya dalam mesin bermil-mil panjang yang digunakan untuk menghancurkan atom bersama-sama, tetapi para ilmuwan menemukan suar Juli 2002 menciptakan setengah kilo (sekitar satu pon) antimateri, cukup untuk memberi daya ke seluruh Amerika Serikat selama dua hari. Menurut gambar dan data RHESSI, antimateri ini tidak dihancurkan di tempat yang diharapkan.
Antimateri sering disebut "gambar cermin" dari materi biasa, karena untuk setiap jenis partikel materi biasa, partikel antimateri dapat dibuat yang identik kecuali untuk muatan listrik yang berlawanan atau sifat mendasar lainnya.
Antimateri jarang terjadi di alam semesta saat ini. Namun, itu dapat dibuat dalam tumbukan berkecepatan tinggi antara partikel-partikel materi biasa, ketika sebagian energi dari tumbukan masuk ke produksi antimateri. Antimateri tercipta dalam nyala api ketika partikel yang bergerak cepat berakselerasi selama nyala api bertabrakan dengan partikel yang lebih lambat di atmosfer Matahari.
Menurut teori flare, tabrakan ini terjadi di daerah atmosfer matahari yang relatif padat, karena banyak tabrakan diperlukan untuk menghasilkan sejumlah besar antimateri. Para ilmuwan berharap bahwa antimateri akan dimusnahkan di dekat tempat yang sama, karena ada begitu banyak partikel materi biasa yang menabrak. "Antimateri tidak boleh jauh," kata Dr. Gerald Share dari Naval Research Laboratory, Washington, D.C., pemimpin penulis makalah tentang pengamatan RHESSI tentang penghancuran antimateri dalam kobaran api 23 Juli.
Namun, dalam versi kosmik dari game shell, tampaknya suar ini mungkin telah mengocok antimateri sekitar, menghasilkannya di satu lokasi dan menghancurkannya di tempat lain. RHESSI memungkinkan analisis paling rinci hingga saat ini dari sinar gamma yang dipancarkan ketika antimateri memusnahkan materi biasa di atmosfer matahari. Analisis menunjukkan bahwa antimateri suar mungkin telah dihancurkan di daerah di mana suhu tinggi membuat kepadatan partikel 1.000 kali lebih rendah daripada di mana antimateri seharusnya dibuat.
Atau, mungkin tidak ada "permainan shell" sama sekali, dan suar mampu menciptakan sejumlah besar antimateri di daerah yang kurang padat, atau suar entah bagaimana mungkin dapat mempertahankan daerah padat meskipun suhu tinggi, atau antimateri itu diciptakan "di lari ”dengan kecepatan tinggi, dan kreasi berkecepatan tinggi memberi tampilan wilayah suhu tinggi, menurut tim.
Suar matahari juga mampu meledakkan partikel bermuatan listrik di atmosfer Matahari (elektron dan ion) hingga hampir secepat cahaya (sekitar 186.000 mil per detik atau 300.000 km / detik). Pengamatan RHESSI baru mengungkapkan bahwa api matahari entah bagaimana mengurutkan partikel, baik oleh massa mereka atau muatan listrik mereka, karena mereka mendorong mereka ke kecepatan sangat tinggi.
"Penemuan ini adalah revolusi dalam pemahaman kita tentang semburan matahari," kata Dr. Gordon Hurford dari University of California, Berkeley, yang merupakan penulis utama dari salah satu dari lima belas makalah tentang penelitian ini.
Atmosfer matahari adalah gas dari partikel bermuatan listrik (elektron dan ion). Karena partikel-partikel ini merasakan gaya magnet, mereka dibatasi untuk mengalir di sepanjang medan magnet yang menembus atmosfer Matahari. Dipercayai bahwa semburan api matahari terjadi ketika medan magnet di atmosfer Matahari menjadi terpelintir dan tiba-tiba berubah menjadi konfigurasi baru, seperti karet gelang yang putus saat meregang. Ini disebut penyambungan kembali magnetik.
Sebelumnya, para ilmuwan percaya bahwa partikel-partikel di atmosfer matahari dipercepat ketika mereka diseret bersama dengan medan magnet ketika tersentak ke bentuk baru, seperti batu di katapel. Namun, jika sesederhana ini, semua partikel akan ditembakkan ke arah yang sama. Pengamatan baru dari RHESSI menunjukkan bahwa ini tidak benar; partikel yang lebih berat (ion) berakhir di lokasi yang berbeda dari partikel yang lebih ringan (elektron).
"Hasilnya sama mengejutkannya dengan penambang emas meledakkan permukaan tebing dan menemukan bahwa ledakan itu melemparkan semua kotoran ke satu arah dan semua emas di arah lain," kata Dr. Craig DeForest, seorang peneliti matahari di South West Research Inst. Boulder, Colo.
Cara-cara flare mengurutkan partikel berdasarkan massa tidak diketahui; ada banyak kemungkinan mekanisme, menurut tim. Atau, partikel dapat diurutkan berdasarkan muatan listriknya, karena ion bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif. Jika demikian, medan listrik harus dihasilkan dalam suar, karena partikel bergerak ke arah yang berbeda dalam medan listrik sesuai dengan muatannya. Dalam kedua kasus, penyambungan kembali magnetik masih menyediakan energi, tetapi proses akselerasi lebih kompleks.
Petunjuk yang memberi tahu para ilmuwan tentang perilaku mengejutkan ini adalah pengamatan RHESSI bahwa sinar gamma dari suar 23 Juli tidak dipancarkan dari lokasi yang sama dengan yang dipancarkan sinar-X, seperti yang diprediksi oleh teori. Menurut teori suar matahari, elektron dan ion dipercepat ke kecepatan tinggi selama suar dan berpacu menuruni struktur magnetik berbentuk lengkung. Elektron membanting ke atmosfer matahari yang lebih padat di dekat dua titik lengkungan, memancarkan sinar-X ketika mereka menemukan proton bermuatan listrik di sana yang membelokkan mereka. Sinar gamma harus dipancarkan dari lokasi yang sama ketika ion berkecepatan tinggi juga menabrak wilayah ini.
Sementara RHESSI mengamati dua daerah pemancar sinar-X di titik-titik kaki, seperti yang diharapkan, ia hanya mendeteksi sinar gamma difus yang berpusat di lokasi yang berbeda sekitar 15.000 kilometer (sekitar 9.300 mil) di selatan situs sinar-X.
"Setiap penemuan baru menunjukkan bahwa kita baru mulai memahami apa yang terjadi dalam ledakan raksasa ini," kata Dr. Brian Dennis dari Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA, Greenbelt, Md., Yang merupakan Mission Scientist untuk RHESSI. RHESSI diluncurkan 5 Februari 2002, dengan University of California, Berkeley, bertanggung jawab atas sebagian besar aspek misi, dan NASA Goddard bertanggung jawab atas manajemen program dan pengawasan teknis.
Sumber: Siaran Berita NASA
