AURORA BOREALIS

Fenomena Aurora

 Penyebab Terjadinya Aurora.

Penyebab Terjadinya Aurora selama seratus lima puluh tahun terakhir banyak teori tentang aurora, antara lain bahwa aurora terjadi karena pemantulan sinar matahari oleh partikel-partikel es, pemantulan sinar matahari oleh awan, uap air yang mengandung sulfur, pembakaran udara yang mudah terbakar, pancaran partikel magnetik, debu meteor yang terbakar akibat gesekan dengan atmosfer maupun listrik yang timbul antara dua kutub magnet bumi. Sekitar tahun 1800-an karakteristik aurora mulai diketahui. Seorang ilmuwan Inggris bernama Cavendish Elias Loomis berhasil menghitung ketinggian aurora yaitu antara 52 s.d 71 mil (83km s.d 113,6 km). Tahun 1852 diketahui bahwa ada hubungan antara aktivitas geomagnet, aurora, dan sunspot dimana frekuensi dan amplitudo ketiganya berfluktuasi dengan periode yang hampir sama yaitu 11 tahunan. Tahun 1860, berhasil membuat diagram yang menunjukkan daerah dengan kejadian aurora paling banyak. Dari temuannya itu diketahui bahwa ternyata aurora berhubungan dengan medan magnet bumi.Angstrom, seorang ilmuwan Swedia, pada tahun 1867  berhasil melakukan pengukuran spektrum-spektrum dari aurora. Penelitian tentang aurora semakin menemukan titik terang ketika seorang fisikawan Inggris J.J. Thomson berhasil menemukan elektron. Setelah itu, fisikawan Swedia Kristian Birkeland menyatakan bahwa aurora disebabkan oleh sinar dari elektron yang diemisikan matahari. Ketika elektron-elektron itu sampai ke bumi akan dipengaruhi oleh medan magnet bumi, dan terbawa ke daerah lintang tinggi dan terjadilah aurora.

  Proses Terjadinya Aurora.

Beberapa hal penting yang berkaitan dengan terbentuknya aurora yaitu :

1. Medan magnetik suatu planet, (dalam hal ini bumi)
2. Angin Matahari, adalah suatu aliran partikel bermuatan (yakni plasma),yang menyebar ke segala arah dari atmosfer terluar matahari (korona),tersusun dari elektron berenergi tinggi dan proton, yang mampu melepaskan diri dari gravitasi sebuah bintang, karena energi panasnya yang sangat tinggi. Plasma adalah partikel sejenis gas yang telah terionisasi. Pada umumnya gas tidak bermuatan, tetapi karena suhu yang sangat panas di matahari menyebabkan partikel gar terionisasi maka terbentuklah plasma, biasanya pada saat terjadi aktivitas matahari pancaran plasma bertambah.
3. Interaksi partikel-partikel atmosfer bumi dengan partikel bermuatan dari matahari (plasma), kemudian saat mendekati medan magnet bumi (yangterpusat di kutub utara dan selatan) maka plasma akan tertarik ke kutub-kutub bumi, saat bertemu dengan partikel atmosfer bumi terjadi eksitasi-relaksasi elektron sehingga memendarkan warna yang indah.

Dengan kata lain, Angin matahari yang membawa pancaran plasma mendekati bumi, lalu plasma ini tertarik atau dibelokan ke pusat magnet bumi (kutub utara danselatan), saat plasma ini bertemu partikel atmosfer bumi terjadilah interaksi diantara keduanya sehingga memendarkan warna yang indah, itulah Aurora.

Fenomena aurora ini terkait dengan selubung medan magnet atau magnetosfer Bumi dan aktifitas kemunculan bahaya dari Matahari. Semakin kuat dan lama cahaya aurora, dapat diperkirakan semakin kuat gangguan dari Matahari yang dikenal sebagai badai matahari ( solar storm). Badai Matahari adalah siklus kegiatan peledakan dahsyat dari masa puncak kegiatan bintik matahari ( sunspot ), biasanya setiap 11 tahun akan memasuki periode aktivitas badai matahari. Sedangkan gangguannya yang terjadi pada medan magnet Bumi, dinamakan badai magnet (magnetic storm). Perubahan medan magnet yang mendadak tersebut menyebabkan partikel bermuatan yang ada di atmosfer meningkat atau berubah arah (misalnya di lapisan ionosfer). Aurora juga bisa muncul bila terjadi fenomena lanjutan pada magnetosfer yang dikenal sebagai magnetic sub-storm. Peristiwa ini memunculkan aurora oval di kutub-kutub Bumi yang simetri satu sama lain. Meski fenomena ini telah diduga oleh para ahli sejak lama, bukti observasi baru diperoleh pada tahun 2001 melalui pengamatan satelit NASA.

Lokasi dan Waktu Terjadinya Aurora

Peranan medan magnet yang besar pada terjadinya aurora menyebabkan aurora paling sering terjadi di daerah di sekitar kutub utara dan kutub selatan magnetiknya, dan sangat jarang terjadi di daerah katulistiwa. Aurora yang terkenal adalah Aurora Borealis(di kutub utara) dan Aurora Australis (di kutub selatan)

 Aurora borealis paling sering disaksikan di Fairbanks, Alaska, dan beberapalokasi di Kanada Timur, Islandia dan Skandinavia Utara. Aurora australis paling jarang terlihat karena aurora ini biasanya justru terlihat terang di daerah yang jarang penduduknya. Aurora australis biasanya sering terlihat di Australia pada siklus 11 tahunaktivitas titik matahari. Titik-titik matahari maksimum berlangsung pada tahun 2000.Aurora Australis pernah terlihat di Tasmania.

Selain lokasi, cuaca dan polusi, cahaya juga mempengaruhi kualitas aurora. Di Alaska, waktu terbaik untuk melihat aurora adalah pada bulan-bulan Maret dan September hingga Oktober akhir. Saat itu langit dalam keadaan gelap dan cuacanya sangat cerah. Saat musim panas, langit malam tidak terlalu gelap. Sebaliknya pada musim dingin, udara menjadi terlalu dingin sehingga mengganggu kenyamanan orang-orang yang ingin mengamatinya.Aurora muncul dalam berbagai bentuk yang berbeda. Penampakannya berubah-ubah, Tahap paling indah adalah pada tengah malam. Aurora juga membentuk pita-pitacahaya dengan berbagai warna, biasanya berwarna hijau, kuning, biru atau merah tua.Warna-warna yang dihasilkan disebabkan benturan partikel dan molekul atau atom yang berbeda.Warna yang terlihat bergantung pada ketinggian dan jenis molekul yang ada diatmosfer.

Elektron berenergi tinggi dan proton bergerak ke bawah menuju medan magnet bumi dan bertumbukan di atmosfer yang kebanyakan mengandung atom-atom oksigen dan nitrogen. Hasil dari tumbukan tersebut adalah atom-atom dan molekul-molekul yang ada di atmosfer tereksitasi ke tingkatan energi yang lebih tinggi.

Warna-warna yang kita lihat pada aurora bergantung pada gas di atmosfer yang bertumbukan dengan partikel bermuatan yang dibawa oleh angin matahari. Terdapat dua gas utama yang ada di atmosfer yang paling berpengaruh pada pembentukan cahaya aurora:

1. Oksigen, dapat menghasilkan dua warna utama aurora, yaitu hijau-kuningyang memiliki panjang gelombang 557,7 nm, warna ini paling sering terlihat,dan merah yang memiliki panjang gelombang 630 nm, namun warna ini jarang terlihat.
2. Nitrogen, yang pada keadaan terionisasi akan menghasilkan warna biru muda. Pada keadaan netral, molekul nitrogen menghasilkan warna merah keunguan.

Kesimpulan :

Aurora terbentuk karena interaksi partikel-partikel atmosfer bumi dengan partikel bermuatan dari matahari yang disebut dengan plasma.

Plasma adalah partikel sejenis gasyang telah terionisasi. Pada umumnya gas tidak bermuatan, tetapi karena suhu yang sangat panas di matahari menyebabkan partikel terionisasi maka terbentuklah plasma.

Plasma ini dipancarkan matahari ke segala arah (biasanya pada saat terjadi aktivitasmatahari, pancaran plasma bertambah), kemudian saat mendekati medan magnet bumi (yang terpusat di kutub utara dan selatan) maka plasma akan tertarik ke kutub-kutub bumi (gejala ini disebut angin matahari), saat bertemu dengan partikel atmosfer bumi terjadi eksitasi-relaksasi elektron sehingga memendarkan warna yang indah.

Peranan medan magnet yang besar pada terjadinya aurora menyebabkan aurora paling sering terjadi di daerah di sekitar kutub utara dan kutub selatan magnetiknya, dan sangat jarang terjadi di daerah katulistiwa. Aurora yang terkenal adalah Aurora Borealis (di kutub utara) dan Aurora Australis (di kutub selatan).

Aurora borealis paling sering disaksikan di Fairbanks, Alaska, dan beberapa lokasi di Kanada Timur, Islandia dan Skandinavia Utara.

Aurora australis paling jarang terlihat karena aurora ini biasanya justru terlihat terang di daerah yang jarang penduduknya.

Aurora australis biasanya sering terlihat di Australia pada siklus 11 tahun aktivitas titik matahari.Warna-warna yang kita lihat pada aurora bergantung pada gas di atmosfer yang bertumbukan dengan partikel bermuatan yang dibawa oleh angin matahari. Terdapat dua gas utama yang ada di atmosfer yang paling berpengaruh pada pembentukan cahaya aurora yaitu oksigen dan nitrogen.

Fenomena munculnya cahaya berwarni-warni di atas langit kutub yang biasa disebut aurora juga terjadi di atmosfer planet selain Bumi. Jika di Saturnus baru sajadiketahu, di Planet Mars malah sudah berhasil dipetakan. Selain itu, menurut pengamatan, aurora juga ditemukan di Jupiter, Neptunus dan Uranus, yang ketiganya memiliki medan magnet yang jauh lebih besar dibandingkan dengan Bumi.

Proses Terbentuknya Aurora

Setiap saat matahari mengeluakan partikel bermuatan yang terkandung dalam anginmatahari, Sebagian dari partikel-partikel ini ditangkap oleh medan magnet bumi. Pancaran dari angin matahari dengan partikel atmosfer di kutub akan menghasilkan keluaran energiberupa cahaya. Namun hal ini hanya prinsip dasar pembentukan aurora, ada banyak mekanisme lagi yang terjadi pada saat yang bersamaan sehingga menimbulkan fenomena yang menakjubkan ini. Untuk lebih memahami proses terbentuknya aurora, kita perlu mengetahui beberapa hal penting yang berkaitan dengan proses terbentuknya aurora.

Akibatnya, sebagian besar dari luar angkasa dipenuhidengan plasma elektrik konduktif, Selain partikel, terdapat juga medan magnet, arus listrik,gaya elektromagnetik, gaya gravitasi. Ini merupakan faktor-faktor yang tak terlihat, namunmemberikan pengaruh yang penting terhadap interaksi antara matahari dan bumi.

Matahari dan angin matahariMatahari seperti tungku pembakaran dengan temperatur sebesar satu juta derajat. Energicahaya dan panas yang berasal dari reaksi fusi. Pada suhu ini molekul hidrogen yang adapada permukaan matahari akan membentuk partikel plasma.

Angin Matahari, adalah suatualiran partikel bermuatan (yakni plasma), yang menyebar ke segala arah dari atmosfer terluarmatahari (korona), tersusun dari elektron berenergi tinggi dan proton, yang mampumelepaskan diri dari gravitasi sebuah bintang, karena energi panasnya yang sangat tinggi. Plasma adalah partikel sejenis gas yang telah terionisasi.

Pada umumnya gas tidak bermuatan,tetapi karena suhu yang sangat panas di matahari menyebabkan partikel gar terionisasi makaterbentuklah plasma, biasanya pada saat terjadi aktivitas matahari pancaran plasma bertambah.Dengan temperatur yang seperti ini partikel dapat terpisah dari atom pembentuknyaselanjutnya atom dapat terurai menjadi proton dan neutron.

Partikel-partikel bermuatan yangdipancarkan terus menerus dari matahari ke segala arah berupa partikel yang sangat panassehingga gravitasi matahari tidak bisa lagi menahannya ke bawah hal inilah yangmenyebabkan terbentuknya angin matahari.

Ketika angin matahari meninggalkan matahari,angin matahari tersebut mengambil medan magnet lokal yang memberikan kontribusiterhadap terbentuknya bintik matahari dan kutub magnet matahari yang membentuk medanmagnet antarplanet yang tegak lurus terhadap arah angin matahari.

Angin matahari yangmengandung medan magnet lemah ini berjalanan dengan kecepatan 400 km/s sehinggamereka dapat sampai ke bumi hanya dalam beberapa hari. Hasil dari partikel plasmadipengaruhi oleh pancaran massa korona, bintik matahari dan nyala api matahari sehinggaintensitasnya bervariasi dari waktu ke waktu.

Medan magnet bumiBumi memiliki medan magnet bipolar yang berarti memiliki dua kutub, utara danselatan. Garis gaya magnet keluar dari kutub selatan dan masukkan kembali di kutub utara,membentuk pola simetris seperti sebuah magnet batang. Semakin banyak jumlah garis-garis medan, semakin kuat gaya magnet. Meskipun keberadaan medan magnet,tidak memilikipengaruh yang besar dalam kehidupan kita karena sebagian besar bahan yang kita miliki dalam kehidupan sehari-hari bersifat netral. Namun faktanya medan magnet ini telahmelindungi atmosfer bumi dengan menghentikan angin matahari dalam gelombang kejutmegnetic.

Tanpa medan magnet ini, atmosfir bumi akan terkena angin berenergi tinggi darimatahari dan partikel-partikel matahari akan menghabiskan udara yang ada dibumi.

Ketika angin matahari mendekati medan magnet bumi, hal itu akan memampatkangaris-garis medan magnet menghadap di sisi siang hari dan menahan garis itu di dalam loop,hal ini membentangkan garis-garis medan yang di sisi malam dan mengubahnya menjadisebuah silinder panjang yang disebut magnetosfer tersebut.

Medan magnet dibagi menjadidua bagian, loop tertutup dan terbuka. Daerah medan magnet ini disebut magnetosfer.

Didaerah di mana dua daerah bergabung adalah katup diatas kutub utara dan selatan, katupmerupakan bagian dari magnetosfer yang secara langsung dibuka untuk angin matahari.

Bentuk magnetosfer dipengaruhi oleh interaksi antara medan magnet antarplanet(IMF) dengan medan magnet bumi.

Ketika angin surya mendekati bumi, ia akan mencobauntuk menyeret medan magnet bumi hanya seperti halnya matahari. Bagaimanapun jugamedan magnet bumi lebih kuat dari pada bumi sehingga angin matahari hanya dapat berubahmenjadi bagian yang padat pada sisi siang dan meregang pada sisi malam dan membentuk ekor. magnetotail memanjang menjauhi matahari di luar angkasa dan telah diamati perpanjangannya itu setidaknya 20 kali jari-jari bumi.Bumi seperti terlindung oleh ladang gelembung-medan magnetik di sisi siang hari.Pertemuan antara angin matahari dengan magnetosfer akan menciptakan gelombang kejut.

Aurora merupakan fenomena pancaran cahaya yang menyala-nyala pada lapisan ionosfer dari sebuah planet sebagai akibat adanya interaksi antara medan magnetik yang dimiliki planet tersebut dengan partikel bermuatan yang dipancarkan oleh matahari (angin matahari).

Penyebab Terjadinya Aurora

Aurora terjadi akibat atom-atom yang bertumbukan dengan partikel-partikel bermuatan, terutama elektron dan proton yang berasal dari Matahari. Partikel-partikel tersebut terlempar dengan kecepatan lebih dari 500 mil per detik dan terhisap medan magnet Bumi di sekitar kutub utara dan selatan. Warna-warna yang dihasilkan disebabkan benturan partikel dan molekul atau atom yang berbeda. Misalnya aurora hijau terjadi akibat benturan partikel elektron dengan molekul nitrogen. Aurora merah terjadi akibat benturan partikel elektron dengan atom oksigen.

Bagian penting dari mekanisme aurora adalah “angin Matahari” yaitu suatu aliran partikel yang keluar dari matahari. Angin Matahari menggerakkan sejumlah besar listrik di atmosfer (sabuk Van Allen). Energi ini akan mempercepat partikel ke atmosfer bagian atas yang kemudian akan bertabrakan dengan berbagai gas. Hasilnya adalah warna-warna di angkasa yang bergerak-gerak. Tekanan listrik mengeluarkan molekul gas menjadi keadaan energi yang lebih yang mengakibatkan lepasnya foton. Warna tergantung pada frekuensi tumbukan antara partikel-partikel dan gas-gas. Mekanisme ini hampir sama dengan lampu berpendar atau lampu neon (tripod.lycod.com)

 ALAM di sekitar kita tak henti-hentinya menyajikan tontonan luar biasa. Cahaya di kutub utara dan selatan Bumi atau dikenal sebagai aurora ternyata memperlihatkan dinamika pergerakan dan perubahan cahaya secara harmonis. Seolah perubahan cahaya di kutub utara menjadi cermin dari perubahan cahaya di kutub selatan.

Aurora terbentuk karena interaksi partikel-partikel atmosfer bumi dengan partikel bermuatan dari matahari yang disebut dengan plasma. plasma adalah partikel sejenis gas yang telah terionisasi. pada umumnya gas tidak bermuatan, tetapi karena suhu yang sangat panas di matahari menyebabkan partikel gar terionisasi maka terbentuklah plasma. plasma ini dipancarkan matahari ke segala arah (biasanya pada saat terjadi aktivitas matahari pancaran plasma bertambah), kemudian saat mendekati medan magnet bumi (yang terpusat di kutub utara dan selatan) maka plasma akan tertarik ke kutub-kutub bumi (gejala ini disebut “angin matahari”/solar wind), saat bertemu dengan partikel atmosfer bumi terjadi eksitasi-relaksasi elektron sehingga memendarkan warna yang indah.

Fenomena aurora terkait dengan selubung medan magnet atau magnetosfer Bumi dan kemunculan bahaya dari Matahari. Semakin kuat dan lama cahaya aurora, dapat diperkirakan semakin kuat gangguan dari Matahari yang dikenal sebagai badai matahari (solar storm).

Karena yang berperan adlh medan magnet. Makanya di bumi aurora paling sering terjadi di daerah di sekitar kutub utara dan kutub selatan magnetiknya, dan sangat jarang terjadi di daerah katulistiwa. Aurora yang terkenal adalah Aurora Borealis (di kutub utara) dan Aurora Australis (di kutub selatan).

Cahaya kutub terjadi karena adanya aliran partikel energi tinggi dari Matahari yang memasuki kawasan kutub-kutub medan magnet Bumi. Gangguan pada medan magnet Bumi ini dinamakan magnetic storm (badai magnet). Aurora juga bisa muncul bila terjadi fenomena lanjutan pada magnetosfer yang dikenal sebagai magnetic sub-storm. Peristiwa ini memunculkan aurora oval di kutub-kutub Bumi yang simetri satu sama lain. Meski fenomena ini telah diduga oleh para ahli sejak lama, bukti observasi baru diperoleh pada tahun 2001 melalui pengamatan satelit NASA.

Umumnya Cahaya Kutub yang sering ditemui berwarna hijau kekuningan, ini disebabkan bagian partikel yang membawa energi berbenturan dengan molekul oksigen yang hanya berjarak 20km dari permukaan bumi: ketika molekul nitrogen mendapat benturan partikel, akan memancarkan cahaya ungu kemerahan. Nitrogen, akan memancarkan cahaya biru: sedangkan nitrogen yang netral akan memancarkan cahaya merah. Karena itu, orang-orang baru dapat melihat garis cahaya merah, biru, hijau dan ungu yang berselang-seling menyelimuti angkasa. Bahkan aurora yang indah cermerlang memperlihatkan bentuk yang selalu berubah, ada yang berbentuk tirai, busur, pita, sinar dan berbagai macam bentuk lainnya.

Munculnya aurora harus memiliki dua prasyarat, pertama suhu harus rendah, kedua cuaca harus cerah. Sejumlah besar negara di dunia juga kerap akan tampak aurora, di antaranya termasuk Norwegia, Rusia, Finlandia, Kanada bagian utara, Alaska dan AS bagian Utara. Aurora biasa muncul setiap tahun pada bulan April dan Oktober.

 Aurora atau Percikan Matahari adalah kejadian alam yang alami, fenomena pancaran cahaya yang menyala-nyala pada lapisan ionosfer dari sebuah planet, sebagai akibat adanya interaksi antara medan magnetik yang dimiliki planet tersebut dengan partikel bermuatan yang dipancarkan matahari (solar wind).

Percikan yang terjadi di permukaan matahari bahkan sampai menjauhi matahari. Yang terpenting dari fenomena ini adalah medan magnetik planet dan partikel matahari. Jadi, karena aku dapet dari sumbernya pake cara simple, kita pake cara simple aja yah..

Jadi di planet yang kita tempati ini, dikelilingi selubung magnetik super besar yang biasanya disebut Medan Magnetik Bumi. Sekarang beralih ke fokus utamanya, yaitu matahari. Ada saat-saat dimana matahari mengeluarkan solar wind. Solar wind adalah aliran elektron dan proton yang terlepas dari matahari akibat tingginya energi kinetik, yang dimiliki kedua partikel serta suhu matahari. Nah, aliran partikel-partikel solar wind ini terperangkap di medan magnetik bumi, beberapa dari partikel-partikel ini mengarah ke kutub bumi dengan kecepatan yang terus bertambah.

Benturan antara partikel-partikel ini dan atom-atom yang terdapat dalam atmosfer bumi melepaskan energi yang menyebabkan terbentuknya aurora di kutub bumi yang nampak seperti lingkaran besar yang mengelilingi kutub.

Makanya, aurora lebih sering muncul dan bersinar lebih terang ketika matahari sedang aktif-aktifnya mengeluarkan Corona Mass Ejection yang menyebabkan meningkatnya intensitas dari solar wind. Di bumi (aurora bisa juga muncul di planet lain selain bumi), aurora muncul di sekitar kutub Utara dan kutub Selatan. Mengapa Aurora hanya terdapat di kutub bumi?? Ini jawabannya, karena di kutub utara dan selatan medan magnetiknya sangat kuat dibanding wilayah lain. Sehingga fenomena ini lebih sering terjadi di daerah kutub.

Meski kadang-kadang Aurora bisa juga nampak di puncak gunung di iklim tropis, tapi fenomena sepertiini sangat jarang sekali terjadi. Aurora adalah cahaya yang tercipta di udara yang disebabkan oleh atom-atom dan molekul yang bertumbukan dengan partikel-partikel bermuatan, terutama elektron dan proton yang berasal dari matahari. Partikel-partikel tersebut terlempar dari matahari dengan kecepatan lebih dari 500 mil per detik dan terhisap medan magnet bumi di sekitar kutub Utara dan Selatan. Warna-warna yang dihasilkan disebabkan benturan partikel dan molekul atau atom yang berbeda.

Misalnya, aurora hijau terbentuk oleh benturan partikel elektron dengan molekul nitrogen. Aurora merah terjadi akibat benturan antara partikel elektron dan atom oksigen.

Bagian penting dari mekanisme aurora adalah “angin matahari”, yaitu sebuah aliran partikel yang keluar dari matahari.

Angin matahari menggerakkan sejumlah besar listrik di atmosfer (Sabuk Van Allen). Energi ini akan mempercepat partikel ke atmosfer bagian atas yang kemudian akan bertabrakkan dengan berbagai gas.

Hasilnya adalah warna-warna di angkasa yang bergerak-gerak. Tekanan listrik mengeluarkan molekul gas menjadi keadaan energi yang lebih tinggi, yang mengakibatkan lepasnya foton. Warna tergantung pada frekuensi tumbukkan antara partikel-partikel dan gas-gas. Mekanisme ini hampir sama dengan nyala lampu berpendar atau lampu neon.