Aurora

Aurora atau cahaya kutub adalah fenomena alam yang menghasilkan pancaran cahaya yang menyala-nyala dan menari-nari di langit malam 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 surya).^[1] Fenomena ini hanya bisa dinikmati di negara yang jauh dari garis khatulistiwa, salah satu negara yang fenomena alamnya bagus untuk dilihat adalah Selandia Baru.

Di bumi, aurora terjadi di daerah di sekitar Kutub Utara dan Kutub Selatan magnetiknya. Aurora yang ada di langit bagian kutub selatan disebut Aurora Australis, sedangkan Aurora yang ada di langit bagian kutub utara bumi disebut Aurora Borealis.^[2]

Aurora yang terjadi di daerah sebelah Utara dikenal dengan nama aurora borealis (IPA /ɔˈɹɔɹə bɔɹiˈælɪs/), yang dinamai bersempena Dewi Fajar Rom, Aurora, dan nama Yunani untuk angin utara, Boreas. Ini karena di Eropa, aurora sering terlihat kemerah-merahan di ufuk utara seolah-olah matahari akan terbit dari arah tersebut. Aurora borealis selalu terjadi di antara bulan September dan Oktober dan Maret dan April. Fenomena aurora di sebelah selatan yang dikenal dengan aurora australis mempunyai sifat-sifat yang serupa. Tapi kadang-kadang aurora muncul di puncak gunung di iklim tropis.

Proses terjadinya aurora

Beberapa hal penting yang berkaitan dengan terbentuknya aurora yaitu:^[1]

Medan 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 gas terionisasi maka terbentuklah plasma, biasanya pada saat terjadi aktivitas matahari pancaran plasma bertambah.
Interaksi partikel-partikel atmosfer bumi dengan partikel bermuatan dari matahari (plasma), kemudian saat mendekati medan magnet bumi (yang terpusat 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 dibelokkan ke pusat magnet bumi (kutub utara dan selatan), saat plasma ini bertemu partikel atmosfer bumi terjadilah interaksi di antara keduanya sehingga memendarkan warna yang indah, itulah Aurora.

Fenomena aurora ini terkait dengan selubung medan magnet atau magnetosfer bumi dan aktivitas kemunculan cahaya dari matahari. Makin kuat dan lama cahaya aurora, dapat diperkirakan makin 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 (Blue & Pink) diperoleh pada tahun 2001 melalui pengamatan satelit NASA.

Jenis - jenis warna Aurora

Aurora merupakan salah satu fenomena alam yang sangat indah di bumi, beragam kombinasi warna yang dimiliki aurora membuatnya semakin indah saat di malam hari yang gelap. Ternyata warna - warna tersebut tidak terbentuk secara otomatis, akan tetapi dipengaruhi oleh beberapa faktor berikut ini.^[3]:

Warna hijau. warna ini dipengaruhi oleh pelepasan gas hidrogen di ketinggian 100 – 150km dari permukaan bumi.
Warna Merah. warna ini dihasilkan sama seperti pada warna hijau, yaitu eksitasi oksigen. Warna ini dihasilkan pada ketinggian 200–250 km dari permukaan bumi.
Warna Biru. Warna ini disebabkan oleh pelepasan molekul nitrogen.
Warna Pink. Warna ini dipengaruhi oleh atom hidrogen yang terletak lebih rendah di atmosfer sehingga warna pink ini terletak dibawah warna hijau.

Lokasi dan waktu

Penampakan Aurora Australis dari stasiun Amundsen-Scott di kutub selatan

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 khatulistiwa. 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. 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 dan penampakannya berubah-ubah. Waktu paling indah untuk melihat aurora adalah pada tengah malam. Aurora juga membentuk pita-pita cahaya 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 di atmosfer. 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:

Karbon Dioksida, dapat menghasilkan dua warna utama aurora, yaitu hijau-kuning yang memiliki panjang gelombang 557,7nm, warna ini paling sering terlihat,dan merah yang memiliki panjang gelombang 630nm, namun warna ini jarang terlihat.
Nitrogen, yang pada keadaan terionisasi akan menghasilkan warna biru muda. Pada keadaan netral, molekul nitrogen menghasilkan warna merah keunguan. Keunikan Aurora Borealis dan Aurora Australis

Referensi

^ ^a ^b Mustinda, Lusiana. "5 Fakta Aurora, Fenomena Pancaran Cahaya Cantik di Langit". detikcom. Diakses tanggal 2021-01-23.
^ Times, I. D. N.; Story, Ayana. "7 Fakta Tentang Aurora Borealis, Cahaya Cantik di Langit Utara". IDN Times. Diakses tanggal 2021-01-23.
^ Windridge, Melanie (02-2020). "What causes the different shapes and colours of the aurora?". BBC Sky at Night Magazine (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2023-05-12.

Bacaan lanjutan

Stern, David P. (1996). "A Brief History of Magnetospheric Physics During the Space Age". Reviews of Geophysics. 34: 1–31. Bibcode:1996RvGeo..34....1S. doi:10.1029/95rg03508.
Stern, David P.; Peredo, Mauricio. "The Exploration of the Earth's Magnetosphere". phy6.org.
Eather, Robert H. (1980). Majestic Lights: The Aurora in Science, History, and The Arts. Washington, DC: American Geophysical Union. ISBN 0-87590-215-4.
Akasofu, Syun-Ichi (April 2002). "Secrets of the Aurora Borealis". Alaska Geographic Series. Graphic Arts Center Publishing Company. 29 (1).
Daglis, Ioannis and Syun-Ichi Akasofu (November 2004). "Aurora – The magnificent northern lights" (PDF). Recorder. Canadian Society of Eploration Geophysicists. hlm. 45–48. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2020-06-14. Diakses tanggal 2018-06-01.
Savage, Candace Sherk (1994). Aurora: The Mysterious Northern Lights. San Francisco: Sierra Club Books / Firefly Books. ISBN 0-87156-419-X.
Hultqvist, Bengt (2007). "The Aurora". Dalam =Kamide, Y.; Chian, A. Handbook of the Solar-Terrestrial Environment. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag. hlm. 331–354. doi:10.1007/978-3-540-46315-3_13. ISBN 978-3-540-46314-6.
Sandholt, Even; Carlson, Herbert C.; Egeland, Alv (2002). "Optical Aurora". Dayside and Polar Cap Aurora. Netherlands: Springer Netherlands. hlm. 33–51. doi:10.1007/0-306-47969-9_3. ISBN 978-0-306-47969-4.
Phillips, Tony (21 October 2001). "'tis the Season for Auroras". NASA. Diarsipkan dari versi asli tanggal 11 April 2006. Diakses tanggal 15 May 2006.
Chisholm, Hugh, ed. (1911). "Aurora Polaris". Encyclopædia Britannica. 2 (edisi ke-11). Cambridge University Press. hlm. 927–934. This includes a highly detailed description of historical observations and descriptions.