Badai geomagnetik yang hebat tercatat terjadi akhir pekan ini, akibat jilatan api matahari yang terdeteksi oleh Observatorium Surya Dan NASA, badan antariksa Amerika Utara. Selain memproduksi cahaya utara dan cahaya selatanledakan tersebut berpotensi mengganggu komunikasi, transmisi tenaga listrik, navigasi, serta operasional radio dan satelit.
Fenomena yang bahkan lebih intens daripada yang baru-baru ini terjadi di Matahari dipelajari pada bintang-bintang yang tidak terlalu jauh (Kepler-411 dan Kepler-396) oleh para peneliti dari Mackenzie Radio Astronomy and Astrophysics Center, Mackenzie Presbyterian University, di Brazil, dan School Fisika dan Astronomi, dari Universitas Glasgow, Skotlandia. Artikel tentang itu tadi diterbitkan non-periodik Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society.
“Sama seperti ledakan matahari yang berdampak pada Bumi, ledakan super yang menjadi fokus penelitian ini dapat mempengaruhi atmosfer eksoplanet dan berdampak, antara lain, pada kondisi pembentukan atau kehancuran kehidupan mikrobiologis di planet-planet tersebut,” katanya. menjelaskan kepada Agencia Fapesp Paulo Simõesprofesor di Universidade Presbiteriana Mackenzie dan penulis pertama artikel tersebut.
Meskipun tujuan utamanya adalah mencari exoplanet, teleskop seperti itu Teleskop Luar Angkasa Kepler eo Satelit Survei Transit Exoplanet (tes) telah menyediakan sejumlah besar data tentang ledakan bintang (stellar flare, dalam bahasa Inggris), yang dideteksi dengan fotometri yang sangat baik oleh filter broadband dalam rentang cahaya tampak.
Karena jarak bintang yang sangat jauh, mereka hanya terlihat melalui teleskop sebagai titik terang. Dan fenomena yang diartikan sebagai ledakan adalah peningkatan luminositas secara tiba-tiba pada titik-titik tersebut.
Ada juga kekurangan data pada pita spektrum elektromagnetik lainnya. Dan sebagian besar penelitian mengenai peristiwa ini berfokus pada masalah energi yang terpancar: ledakan super (superflares), dengan energi 100 hingga 10 ribu kali lebih besar dibandingkan ledakan matahari paling energik, telah ditemukan. Pertanyaannya adalah model mana yang paling baik dalam menjelaskan tingkat energi yang sangat tinggi ini.
Ada dua model utama yang dibandingkan. Yang paling banyak diadopsi adalah radiasi superledakan sebagai emisi benda hitam pada suhu 10 ribu Kelvin. Yang lain mengaitkan fenomena tersebut dengan proses ionisasi dan rekombinasi atom hidrogen. Studi tersebut menganalisis kedua model. Kelompok ini mendapat dukungan dari Fapesp melalui tiga proyek (18/04055-8, 21/02120-0 e 22/15700-7).
“Mengingat proses transfer energi yang diketahui di suarkami berpendapat bahwa model rekombinasi hidrogen secara fisik lebih masuk akal dibandingkan model benda hitam dalam menjelaskan asal usul emisi optik broadband”, kata Simões.
Para peneliti membandingkan 37 peristiwa dari sistem bintang Kepler-411 dan lima peristiwa dari bintang Kepler-396, menggunakan kedua mekanisme radiasi tersebut. “Kami menemukan bahwa perkiraan total energi ledakan berdasarkan model rekombinasi hidrogen kira-kira lebih kecil dibandingkan nilai yang diperoleh dari radiasi benda hitam. Dan nilai tersebut lebih sesuai dengan proses yang diketahui,” kata Simões.
Proses-proses ini dijelaskan dari ledakan matahari. Meskipun terdapat banyak perbedaan, jilatan api matahari terus menjadi bahan bakar model yang menjadi dasar penafsiran ledakan bintang.
Bagaimanapun, ada sejumlah besar informasi yang terkumpul tentang jilatan api matahari, yang pertama kali dicatat secara independen oleh dua astronom Inggris, Richard Carrington dan Richard Hodgson, pada tanggal 1 September 1859.
“Sejak saat itu, jilatan api matahari telah diamati sebagai pancaran cahaya intens yang berlangsung dari hitungan detik hingga jam, dalam panjang gelombang berbeda: radio, cahaya tampak, ultraviolet, dan sinar-X.
Itu suar adalah salah satu fenomena paling energik di Tata Surya kita dan dapat memengaruhi pengoperasian satelit, komunikasi radio, jalur transmisi listrik, sistem navigasi, dan pengoperasian GPS, dan masih banyak lagi contohnya”, ungkap Alexandre Araújo, mahasiswa doktoral di Pusat Astronomi Radio dan Astrofisika Mackenzie, profesor di Departemen Pendidikan Kota São Paulo dan salah satu penulis artikel tersebut.
Jilatan api matahari terjadi di daerah aktif, terkait dengan medan magnet yang kuat. Energi yang terakumulasi di medan magnet korona matahari, bagian terluar Matahari, dilepaskan secara tiba-tiba, memanaskan plasma dan mempercepat partikel seperti elektron dan proton.
“Karena massanya lebih rendah, elektron dapat dipercepat hingga kecepatan cahaya yang sangat kecil – biasanya hingga 30%, namun terkadang mencapai nilai yang lebih besar. Partikel yang dipercepat bergerak sepanjang garis medan magnet: sebagian terlempar ke ruang antarplanet, sementara bagian lainnya bergerak ke arah yang berlawanan, menuju kromosfer, yang terletak di bawah mahkota, tempat ia mengalami tumbukan dalam plasma berdensitas tinggi dan mentransfer energinya ke lingkungan atom dan, akibatnya, produksi radiasi, yang kita deteksi dengan teleskop di darat dan di luar angkasa”, jelas Simões.
Sejak tahun 1960-an, banyak penelitian observasional dan teoretis telah berupaya menjelaskan timbulnya kelebihan cahaya tampak yang disebabkan oleh ledakan, namun masih belum ada solusi pasti. Studi-studi ini memunculkan dua alternatif utama yang telah disebutkan:
- model radiasi benda hitam yang disebabkan oleh pemanasan pada fotosfer, lapisan yang terletak di bawah kromosfer;
- radiasi oleh rekombinasi hidrogen di kromosfer matahari itu sendiri. Perlu dijelaskan bahwa rekombinasi terjadi ketika proton dan elektron hidrogen, yang dipisahkan melalui proses ionisasi, bersatu kembali, membentuk atom.
“Keterbatasan kasus pertama dapat diringkas menjadi masalah transportasi energi: tidak ada mekanisme transportasi energi yang biasanya diterima untuk jilatan api matahari yang memiliki kapasitas untuk mengirimkan energi yang diperlukan ke fotosfer untuk menyebabkan pemanasan plasma dengan cara yang dapat menjelaskan pengamatan tersebut. “, bantah Simões.
Dan Araújo menambahkan: “Perhitungan yang dilakukan pada tahun 1970an – yang kemudian dikonfirmasi oleh simulasi komputer – menunjukkan bahwa sebagian besar elektron yang dipercepat dalam jilatan api matahari tidak dapat melintasi kromosfer matahari, mencapai fotosfer. Dengan demikian, model benda hitam dapat menjelaskan Produksi cahaya putih dalam jilatan api matahari tidak sesuai dengan proses transportasi energi utama yang diterima untuk jilatan api matahari.”
Para peneliti menyayangkan model radiasi rekombinasi hidrogen, yang lebih konsisten secara fisik, belum dapat dikonfirmasi melalui observasi. Artikel Anda, bagaimanapun juga, memberikan penguatan untuk penggunaan model ini, yang telah diabaikan dalam sebagian besar penelitian.
Artikel Kontinum rekombinasi hidrogen sebagai model radiasi untuk suar optik bintang dapat diakses di: https://academic.oup.com/mnras/article/528/2/2562/7571558.
