Aurora di Bumi
Pernahkah kalian melihat cahaya warna-warni di kutub Bumi? Cahaya tersebut merupakan aurora. Jika terjadi di kutub utara Bumi, maka kita sebut sebagai aurora borealis atau northern lights dan jika terjadi di kutub selatan Bumi, maka kita sebut sebagai aurora australis atau southern lights. Nah, apa yang menyebabkan terjadinya aurora?
Penyebab terjadinya aurora
Semua berawal dari bintang pusat tata surya kita yaitu Matahari, tepatnya bagian atmosfer yang bernama korona. Temperatur korona Matahari dapat mencapai jutaan kelvin sehingga berada dalam fase plasma yang terdiri dari partikel-partikel bermuatan, terutama proton dan elektron. Partikel tersebut bergerak sangat cepat mencapai beberapa ratus kilometer per detik sehingga mudah terlepas dari atmosfer Matahari dan bergerak di ruang antar planet di tata surya. Ini yang kita sebut sebagai angin Matahari atau solar wind. Angin Matahari yang menuju ke arah Bumi dapat menyebabkan Bumi “tertabrak” energi Matahari dalam jumlah besar. Beruntungnya, Bumi memiliki medan magnet alami yang dapat melindungi kita dari sebagian besar partikel bermuatan listrik akibat angin Matahari.
Partikel dari angin Matahari yang memasuki medan magnet Bumi, sebagian akan diblokir oleh magnetosfer sehingga partikel tersebut akan terus bergerak di ruang antar planet. Sementara sebagiannya lagi akan memasuki atmosfer Bumi dan berinteraksi dengan atom penyusun atmosfer. Partikel inilah yang akan menghasilkan cahaya dengan warna-warni dan bisa kita lihat sebagai aurora. Namun, mengapa aurora hanya terjadi di kutub-kutub Bumi? Ini berkaitan dengan medan magnet Bumi yang memiliki intensitas paling kuat di dekat kutub utara dan selatan Bumi. Hal tersebut menyebabkan partikel bermuatan dari angin Matahari yang terperangkap di medan magnet akan menuju ke arah kutub-kutub Bumi. Pertanyaan berikutnya adalah, mengapa warna aurora yang kita lihat berbeda-beda?
Penyebab warna-warni pada aurora
Terkadang aurora tampak berwarna hijau atau kekuningan bahkan kemerahan. Ini terjadi karena interaksi antara partikel dengan jenis atom dan ketinggian yang berbeda di atmosfer. Jika partikel angin Matahari berinteraksi dengan atom Oksigen maka akan muncul aurora berwarna kemerahan. Ini merupakan warna aurora yang jarang kita lihat karena hanya terjadi di atmosfer dengan ketinggian yang cukup tinggi (sekitar 300 hingga 400 km). Pada ketinggian yang lebih rendah, interaksi partikel angin Matahari dengan atom Oksigen akan menghasilkan warna hijau hingga kekuningan. Kemudian, interaksi partikel angin Matahari dengan atom Nitrogen akan menghasilkan aurora berwarna kebiruan. Sementara interaksi partikel angin Matahari dengan atom Hidrogen dan Helium akan menghasilkan aurora berwarna biru hingga keunguan, tetapi mata kita tidak cukup sensitif untuk mendeteksi warna ini.
Aurora di planet lain: Saturnus
Menariknya, aurora juga terjadi di planet lain selain Bumi, lho! Ini dapat terjadi karena beberapa planet lain di tata surya juga memiliki medan magnet dan atmosfer. Contohnya aurora di Saturnus yang juga terjadi akibat interaksi dari partikel angin Matahari dengan medan magnet Saturnus. Aurora di Saturnus terlihat begitu mengagumkan, tetapi hanya bisa teramati pada panjang gelombang ultraviolet sehingga hanya bisa terlihat jika menggunakan teleskop di antariksa (tidak bisa teramati menggunakan teleskop landas Bumi).
Aurora di planet lain: Jupiter
Planet lain yang dapat mengalami aurora di kutubnya adalah Jupiter. Namun, aurora di Jupiter selain terjadi akibat interaksi partikel angin Matahari dengan medan magnetnya, juga disebabkan oleh partikel yang dilontarkan dari gunung berapi di salah satu satelit alami Jupiter, yaitu Io. Partikel bermuatan yang terperangkap di medan magnet akan ikut berotasi dengan angin dan badai di Jupiter, menghasilkan cahaya aurora berbentuk oval yang berpusat di kutub magnet Jupiter. Nah, aurora di Jupiter bisa teramati pada siang maupun malam hari, tetapi tidak bisa teramati pada panjang gelombang visual.
Bagaimana? Menarik bukan? Ternyata selain Bumi, Saturnus dan Jupiter pun memiliki aurora. Di Bumi, fenomena aurora memberi tahu kita informasi terkait komposisi atmosfer bagian atas Bumi, yang meliputi kerapatan, komposisi, kecepatan aliran, dan kekuatan arus listrik yang mengalir di atmosfer bagian atas. Pada akhirnya informasi tersebut dapat menuntun kita pada pengetahuan mengenai medan magnet Bumi, bagaimana medan magnet Bumi meluas ke antariksa, dan bagaimana medan magnet Bumi berubah secara dinamis. Begitu pula aurora di planet lain dapat memberi kita informasi komposisi atmosfer dan dinamika medan magnet planet tersebut. Tentu saja ini menjadi hal penting untuk memperluas cakrawala pengetahuan kita.
- https://spaceplace.nasa.gov/aurora/en/ Terakhir akses: 14 Agustus 2023
- https://hubblesite.org/contents/media/images/1998/05/601-Image.html?news=true#:~:text=Saturn’s%20auroral%20displays%20are%20caused,causes%20fluorescent%20lamps%20to%20glow. Terakhir akses: 14 Agustus 2023
- https://hubblesite.org/contents/media/images/1998/04/595-Image.html?news=true Terakhir akses: 14 Agustus 2023
- https://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2007/29mar_bigauroras#:~:text=Jupiter’s%20hyper%2Dauroras%20never%20stop,seem%20to%20be%20%22on.%22 Terakhir akses: 14 Agustus 2023
- https://education.nationalgeographic.org/resource/aurora/ Terakhir akses: 14 Agustus 2023
Lulusan S1 Astronomi Institut Teknologi Bandung yang senang menulis, membaca fiksi, dan mengamati langit malam.