Fenomena 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 :

1Medan magnetik suatu planet, (dalam hal ini bumi)

  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. DiAlaska, 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 adadi 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:

a)      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.

b)       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.