Serba Serbi Badai Matahari Dahsyat yang Hantam Bumi

Jakarta -

Lontaran massa coronal (coronal mass ejection/CME) dari badai Matahari pada Jumat (10/5) dan Sabtu (11/5) bukan hanya menghasilkan aurora menakjubkan, tapi juga berpotensi menyebabkan kerusakan yang mematikan.

Ketika energi Matahari bertabrakan dengan Bumi, hal ini dapat mengganggu satelit, membuat sistem GPS menjadi kacau, mematikan pembangkit listrik, dan mematikan telekomunikasi. Seperti halnya badai, badai Matahari dikelompokkan ke dalam lima kategori oleh National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), dari ringan, sedang, kuat, parah, hingga ekstrem.

Pada Minggu (12/5), NOAA mengeluarkan peringatan yang sangat langka dan sangat ekstrem atas peristiwa yang sedang terjadi, meskipun pada puncaknya, dari tanggal 10-12 Mei, tidak ada laporan mengenai gangguan listrik atau satelit.

Namun jika Bumi berhasil menghindari hantaman badai kali ini, kita akan menghadapi tahun yang sulit atau lebih, karena Matahari sedang melewati salah satu siklus aktivitas puncaknya.

Penyebab badai Matahari

Sebagaimana Bumi mempunyai musim, Matahari pun demikian. Namun, musim Matahari tidak terjadi dalam jangka waktu berbulan-bulan, melainkan dalam siklus 11 tahun yang menghasilkan waktu dengan aktivitas tinggi, yang disebut solar maksimum, dan aktivitas rendah yang dikenal sebagai solar minimum.

Siklus tersebut disebabkan oleh fakta bahwa Matahari tidak padat, yang berarti bahwa berbagai bagian permukaannya berotasi dengan kecepatan berbeda. Diperlukan waktu 25 hari untuk menyelesaikan satu rotasi di khatulistiwa dan 33 hari di kutub.

Hal ini menyebabkan medan magnet Matahari menjadi kusut, perlahan-lahan mengumpulkan energi hingga putus. Ketika hal ini terjadi, kutub magnet utara dan selatan akan bertukar tempat satu sama lain, melepaskan energi yang menciptakan solar maksimum. Setelah energi tersebut dikeluarkan, Matahari kembali ke tingkat solar minimum yang tidak terlalu fluktuatif.

Salah satu tanda tingginya aktivitas Matahari adalah bintik Matahari, yaitu bintik kecil medan magnet yang terpelintir di Matahari. Semakin banyak jumlah titik, semakin besar pula volatilitas Matahari.

Letusan saat ini dikaitkan dengan bintik Matahari yang berukuran 16 kali diameter Bumi, dan mengeluarkan miliaran ton plasma gas super panas yang terdiri dari partikel bermuatan. Namun, tidak semua solar maksimum atau solar minimum sama.

"Siklus utama Matahari adalah siklus 11 tahun, tetapi orang-orang telah memperhatikan tren aktivitas bintik Matahari yang lebih panjang," kata Michael Liemohn, profesor ilmu dan teknik iklim dan luar angkasa di University of Michigan, dikutip dari Time.

"Tampaknya ada siklus selama satu abad ketika jumlah bintik Matahari pada titik maksimum Matahari berkurang dalam satu atau dua siklus dan kemudian kembali ke tingkat yang lebih normal," sambungnya.

Periode maksimum Matahari terakhir, yang berakhir sekitar sepuluh tahun lalu, berada di ujung bawah spektrum energi yang berakhir 20 tahun lalu lebih tinggi.

"Kami memperkirakan jumlah maksimum Matahari saat ini akan lebih besar dari sebelumnya, dan lebih mirip dengan puncak aktivitas Matahari 20 tahun lalu," kata Liemohn.

Selanjutnya: Bahaya Terhadap Bumi dan Persiapan Menghadapi Badai Matahari Berikutnya

Lontaran CME bahayakan Bumi

Cara terbaik untuk memahami dampak badai Matahari terhadap planet kita adalah dengan membayangkan atmosfer seperti gas dalam bola lampu neon. Di dalam bohlam, Liemohn menjelaskan, elektroda di kedua ujungnya mempercepat elektron yang berinteraksi dengan gas, memberikan energi padanya dan menyebabkannya mengeluarkan cahaya.

Di ketinggian atmosfer, proses serupa menciptakan aurora. Sedangkan di dekat permukaan Bumi, dampaknya tidak terlalu berbahaya.

"Seperti pada bola lampu, terdapat arus listrik yang diasosiasikan dengan elektron cepat, dan arus ruang ini dapat menginduksi arus listrik lain dalam loop penghantar di Bumi. Jalurnya harus sangat panjang, namun saluran listrik bertegangan tinggi rentan terhadap efek ini," jelas Liemohn.

Kerusakan pada satelit lebih bersifat langsung dan dilakukan melalui berbagai cara. Seperti yang dijelaskan oleh Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA, badai geomagnetik memanaskan atmosfer luar, menyebabkan atmosfer mengembang. Hal ini meningkatkan hambatan pada satelit dan dapat menurunkan orbitnya.

Partikel bermuatan yang mengalir dari Matahari selama badai Matahari juga dapat menembus satelit atau menggemparkan permukaannya, sehingga merusak komponen-komponennya. Masalah ini sangat akut terutama pada satelit-satelit yang mempunyai orbit tinggi, yang merupakan ketinggian tempat sebagian besar satelit komunikasi terbang.

Pesawat luar angkasa berawak seperti Stasiun Luar Angkasa Internasional mengorbit jauh lebih rendah. Hal ini memberi para astronaut perlindungan dari magnetosfer Bumi yang melindungi kita dari sinar Matahari dan sinar kosmik di Bumi.

Namun, para astronaut menerima lebih banyak dosis radiasi dibandingkan manusia dan hewan yang berada di Bumi, terutama saat terjadi badai Matahari. Stasiun atau pesawat ruang angkasa itu sendiri memberikan perlindungan tambahan, namun astronaut yang tidak terlindungi di permukaan Bulan atau Mars akan mendapat masalah serius saat terjadi badai Matahari.

Menurut Space.com, gelombang kejut lontaran CME akan membuat astronaut terpapar radiasi setara dengan 300 ribu rontgen dada secara bersamaan yang mematikan.

Badai Matahari berikutnya

Biasanya, badai Matahari membutuhkan waktu sekitar satu hari untuk mencapai dan melewati Bumi. Badai yang terjadi baru-baru ini berlangsung selama beberapa hari karena Matahari melepaskan beberapa badai secara berurutan.

"Saat ini Bumi sedang berada dalam fase pemulihan dari badai tersebut, yang akan berlangsung beberapa hari lagi," katanya pada Minggu (12/5).

Menurut NOAA, lebih banyak badai besar lebih mungkin terjadi selama periode Matahari maksimum yang kuat ini. Cuaca Matahari mungkin memerlukan waktu hingga pertengahan tahun 2025 untuk mulai mereda.

Undang-Undang PROSWIFT yang dibentuk Amerika Serikat (AS) mempromosikan Penelitian dan Pengamatan Cuaca Luar Angkasa untuk Meningkatkan Prakiraan Masa Depan. Berdasarkan undang-undang tersebut, AS memberdayakan NOAA, NASA, National Science Foundation, industri, akademisi, dan lainnya untuk meneliti cara bersiap menghadapi kejadian cuaca luar angkasa yang buruk dan memprioritaskan pendanaan yang tepat untuk mencapai tujuan tersebut.

"Pada dasarnya, undang-undangnya adalah meminta badan-badan ini memberi masukan kepada negara mengenai cara untuk terus memahami dan menetapkan tolok ukur prakiraan cuaca antariksa," kata Daniel Welling, asisten profesor ilmu iklim dan antariksa di University of Michigan.

Saat ini, hal itu tidak mudah dilakukan. Salah satu alasannya adalah cuaca luar angkasa masih menjadi semacam kotak hitam bagi para peneliti. Di sisi lain, bahkan jika kita dapat memprediksinya dengan andal seperti kita dapat memprediksi cuaca terestrial, jaringan listrik sebuah negara seperti AS sangat luas dan terregionalisasi sehingga sulit untuk menerapkan protokol yang dapat melindungi semuanya.

Namun, contoh pembuktian konsep tentang seperti apa sistem komando dan kendali semacam itu memang ada di Selandia Baru.

Lebih dari setahun yang lalu, Welling bekerja dengan tim di Transpower, pemilik dan operator jaringan listrik nasional, untuk memodelkan perkiraan badai Matahari ekstrem dan kemudian mengubah konfigurasi jaringan hingga stabil.

"Ada pepatah yang mengatakan bahwa cuaca luar angkasa tertinggal 50 tahun dari meteorologi dalam hal prakiraan dan statistik. Kejadian akhir pekan lalu benar-benar membuat ungkapan itu selaras dengan pepatah tersebut," tutupnya.

(rns/rns)