Permukaan Matahari menari. Terpaksa untuk mengamati tarian ini dari jauh, para ilmuwan menggunakan semua alat yang mereka miliki untuk mencari pola dan koneksi untuk menemukan apa yang menyebabkan ledakan hebat ini. Memetakan pola-pola ini dapat membantu para ilmuwan memprediksi awal cuaca ruang angkasa yang meledak ke bumi dari Matahari, mengganggu komunikasi dan sinyal Global Positioning System (GPS).
Analisis 191 suar matahari sejak Mei 2010 oleh Solar Dynamics Observatory (SDO) NASA baru-baru ini menunjukkan bagian baru dalam pola: sekitar 15 persen dari suar tersebut memiliki “flare fase akhir” yang berbeda beberapa menit hingga beberapa jam kemudian yang belum pernah terjadi sebelumnya. diamati sepenuhnya. Fase akhir flare ini memompa lebih banyak energi ke luar angkasa daripada yang disadari sebelumnya.
“Kami mulai melihat segala macam hal baru,” kata Phil Chamberlin, wakil ilmuwan proyek untuk SDO di Goddard Space Flight Center NASA di Greenbelt, Md. “Kami melihat peningkatan besar dalam emisi setengah jam hingga beberapa jam kemudian , yang kadang-kadang bahkan lebih besar dari fase asli dan tradisional suar. Dalam satu kasus pada 3 November 2010, mengukur hanya efek suar utama akan berarti meremehkan jumlah penembakan energi ke atmosfer Bumi sebesar 70 persen. "
Seluruh sistem cuaca antariksa, dari permukaan Matahari ke tepi luar tata surya, bergantung pada bagaimana transfer energi dari satu peristiwa ke peristiwa lainnya - penyambungan kembali magnetik di dekat Matahari ditransfer ke perpindahan energi yang melintasi ruang angkasa ke energi yang tersimpan di atmosfer Bumi, sebagai contoh. Pemahaman yang lebih baik tentang flare fase akhir ini akan membantu para ilmuwan mengukur seberapa banyak energi yang dihasilkan ketika matahari meletus.
Tim menemukan bukti untuk fase-fase akhir ini ketika SDO pertama kali mulai mengumpulkan data pada Mei 2010 dan Matahari memutuskan untuk mengadakan pertunjukan. Pada minggu pertama itu, di tengah-tengah waktu yang agak sepi untuk matahari, di sana tumbuh sekitar sembilan suar dengan berbagai ukuran. Ukuran suar dibagi menjadi beberapa kategori, bernama A, B, C, M, dan X, yang telah lama ditentukan oleh intensitas sinar-X yang dipancarkan di puncak suar yang diukur dengan sistem satelit GOES (Geostationary Operational Environmental Satellite). GOES adalah jaringan satelit yang dioperasikan oleh NOAA yang telah berada di orbit geosinkron dekat Bumi sejak tahun 1976. Salah satu satelit GOES hanya mengukur emisi sinar-X dan merupakan sumber informasi penting tentang cuaca luar angkasa yang dikirimkan matahari kepada kita.
Namun pada bulan Mei 2010, SDO mengamati flare-flare tersebut dengan visi multi-panjang gelombangnya. Ini merekam data yang menunjukkan bahwa beberapa panjang gelombang cahaya lainnya tidak berperilaku selaras dengan sinar-X, tetapi memuncak pada waktu lain.
"Selama beberapa dekade, standar kami untuk flare adalah menonton sinar-X dan melihat kapan mereka memuncak," kata Tom Woods, seorang ilmuwan ruang angkasa di University of Colorado, Boulder, Colorado, yang merupakan penulis pertama pada makalah tentang subjek ini. yang online 7 September di Astrophysical Journal. "Itu definisi kami untuk kapan suar padam. Tapi kami melihat puncak yang tidak sesuai dengan sinar-X. " Woods mengatakan bahwa pada awalnya mereka khawatir data itu adalah anomali atau kesalahan pada instrumen. Tetapi ketika mereka mengkonfirmasi data dengan instrumen lain dan menyaksikan pola itu berulang selama beberapa bulan, mereka mulai memercayai apa yang mereka lihat. "Dan kemudian kita menjadi bersemangat," katanya.
Selama satu tahun, tim menggunakan instrumen EVE (untuk Extreme Ultraviolet Variability Experiment) pada SDO untuk merekam data dari lebih banyak flare. EVE tidak mengambil gambar konvensional. Woods adalah peneliti utama untuk instrumen EVE dan dia menjelaskan bahwa ia mengumpulkan semua cahaya dari matahari sekaligus dan kemudian secara tepat memisahkan setiap panjang gelombang cahaya dan mengukur intensitasnya. Ini tidak menghasilkan gambar yang cantik seperti instrumen lainnya di SDO, tetapi menyediakan grafik yang memetakan bagaimana setiap panjang gelombang cahaya menjadi lebih kuat, memuncak, dan berkurang seiring waktu. EVE mengumpulkan data ini setiap 10 detik, tingkat yang dijamin untuk memberikan informasi baru tentang bagaimana matahari berubah, mengingat bahwa instrumen sebelumnya hanya mengukur informasi tersebut setiap setengah jam atau tidak melihat semua panjang gelombang secara bersamaan - informasi yang tidak cukup memadai untuk mendapatkan gambaran lengkap tentang pemanasan dan pendinginan suar.
[/ caption]
Merekam cahaya ultraviolet ekstrem, spektra EVE menunjukkan empat fase dalam rata-rata flare seumur hidup. Tiga yang pertama telah diamati dan mapan. (Meskipun EVE mampu mengukur dan mengukur mereka pada berbagai panjang gelombang cahaya lebih baik daripada yang pernah dilakukan.) Fase pertama adalah fase impulsif sinar-X yang keras, di mana partikel yang sangat energetik di atmosfer matahari turun ke arah permukaan matahari setelah peristiwa ledakan di atmosfer yang dikenal sebagai penyambungan kembali magnetik. Mereka jatuh dengan bebas selama beberapa detik hingga menit sampai mereka mencapai atmosfer yang lebih rendah, dan kemudian fase kedua, fase bertahap, dimulai. Selama beberapa menit hingga berjam-jam, bahan matahari, yang disebut plasma, dipanaskan dan meledak kembali, menelusuri jalannya sepanjang loop magnetik raksasa, mengisi loop dengan plasma. Proses ini mengirimkan begitu banyak cahaya dan radiasi sehingga dapat dibandingkan dengan jutaan bom hidrogen.
Fase ketiga ditandai oleh atmosfer Matahari - kecerahan kehilangan-korona, dan juga dikenal sebagai fase peredupan koronal. Ini sering dikaitkan dengan apa yang dikenal sebagai ejeksi massa koronal, di mana awan plasma besar meletus dari permukaan Matahari.
Tetapi fase keempat, flare fase akhir, terlihat oleh EVE adalah baru. Di mana saja dari satu hingga lima jam kemudian untuk beberapa flare, mereka melihat puncak kedua dari bahan koronal hangat yang tidak sesuai dengan ledakan sinar-X lainnya.
“Banyak pengamatan telah melihat peningkatan puncak ultraviolet ekstrim hanya beberapa detik hingga menit setelah fase utama suar, dan perilaku ini dianggap sebagai bagian normal dari proses suar. Tetapi fase akhir ini berbeda, ”kata Chamberlin dari Goddard, yang juga merupakan rekan penulis di koran. “Emisi ini terjadi secara substansial nanti. Dan itu terjadi setelah suar utama menunjukkan puncak awal itu. "
Untuk mencoba memahami apa yang terjadi, tim melihat gambar-gambar yang dikumpulkan dari Majelis Pencitraan Tingkat Lanjut (AIA) SDO juga. Mereka bisa melihat letusan flare fase utama dalam gambar dan juga melihat set kedua loop koronal jauh di atas situs suar asli. Loop ekstra ini lebih panjang dan menjadi lebih terang dari set aslinya (atau loop post-suar yang muncul hanya beberapa menit setelah itu). Loop-loop ini juga secara fisik terpisah dari yang sebelumnya.
"Intensitas yang kami rekam dalam suar fase akhir itu biasanya lebih redup daripada intensitas sinar-X," kata Woods. "Tetapi fase lanjut berlangsung lebih lama, kadang-kadang selama beberapa jam, jadi itu mengeluarkan energi total sebanyak flare utama yang biasanya hanya berlangsung selama beberapa menit." Karena sumber energi ekstra yang sebelumnya tidak terealisasi dari suar ini sama pentingnya dengan dampak atmosfer Bumi, Woods dan rekan-rekannya sekarang mempelajari bagaimana flare fase akhir dapat mempengaruhi cuaca luar angkasa.
Flare fase akhir, tentu saja, hanya satu bagian dari teka-teki ketika kita mencoba memahami bintang yang kita tinggali. Tetapi melacak energi, mengukur semua panjang gelombang cahaya yang berbeda, menggunakan semua instrumen yang dimiliki NASA, informasi tersebut membantu kita memetakan semua langkah tarian besar Matahari.
