BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Matahari adalah bola raksasa yang terbentuk dari gas hidrogen dan

helium. Matahari termasuk bintang berwarna putih yang berperan sebagai

pusat tata surya. Seluruh komponen tata surya termasuk 8 planet dan satelit

masing-masing, planet-planet kerdil, asteroid, komet, dan debu angkasa

berputar mengelilingi Matahari. Di samping sebagai pusat peredaran,

Matahari juga merupakan sumber energi untuk kehidupan yang

berkelanjutan. Panas Matahari menghangatkan bumi dan membentuk iklim,

sedangkan cahayanya menerangi Bumi serta dipakai oleh tumbuhan untuk

proses fotosintesis. Tanpa Matahari, tidak akan ada kehidupan di Bumi

karena banyak reaksi kimia yang tidak dapat berlangsung.

Matahari juga merupakan bintang yang jaraknya paling dekat dengan

bumi baik pada gugusan galaksi bima sakti maupun pada galaksi andromeda.

Sumber energi matahari berasal dari reaksi fusi hidrogen menjadi helium.

Tekanan dan suhu yang sangat tinggi akan mengubah inti hidrogen menjadi

helium dan menghasilkan energi yang sangat besar. Kadang kala energi yang

dihasilkan pada inti matahari menyembur keluar (ke atmosfer matahari)

sejauh ribuan kilometer. Semburan ini disebut angin surya (angin matahari)

yang dapat mengacaukan arah kompas dan sistem komunikasi di bumi.

Berikut ini adalah beberapa ciri khas yang dimiliki oleh Matahari:

1

1. Prominensa (Lidah Api Matahari)

Prominensa adalah salah satu ciri khas Matahari, berupa bagian

Matahari menyerupai lidah api yang sangat besar dan terang yang

mencuat keluar dari bagian permukaan serta seringkali berbentuk

loop (putaran). Prominensa disebut juga sebagai filamen Matahari

karena meskipun julurannya sangat terang bila dilihat di angkasa

yang gelap, namun tidak lebih terang dari keseluruhan Matahari itu

sendiri. Prominensa hanya dapat dilihat dari Bumi dengan bantuan

teleskop dan filter. Prominensa terbesar yang pernah ditangkap

oleh SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) diestimasi

berukuran panjang 350 ribu km.

2. Bintik Matahari

Bintik Matahari adalaah granula-granula cembung kecil yang

ditemukan di bagian fotosfer Matahari dengan jumlah yang tak

terhitung. Bintik Matahari tercipta saat garis medan magnet

Matahari menembus bagian fotosfer. Ukuran bintik Matahari dapat

lebih besar daripada Bumi. Bintik Matahari memiliki daerah yang

gelap bernama umbra, yang dikelilingi oleh daerah yang lebih

terang disebut penumbra. Warna bintik Matahari terlihat lebih

gelap karena suhunya yang jauh lebih rendah dari fotosfer. Suhu di

daerah umbra adalah sekitar 2.200 °C sedangkan di daerah

penumbra adalah 3.500 °C. Oleh karena emisi cahaya juga

dipengaruhi oleh suhu maka bagian bintik Matahari umbra hanya

2

mengemisikan 1/6 kali cahaya bila dibandingkan permukaan

Matahari pada ukuran yang sama.

3. Angin Matahari

Angin Matahari terbentuk aliran konstan dari partikel-partikel

yang dikeluarkan oleh bagian atas atomosfer Matahari, yang

bergerak ke seluruh tata surya. Partikel-partikel tersebut memiliki

energi yang tinggi, namun proses pergerakannya keluar medan

gravitasi Matahari pada kecepatan yang begitu tinggi belum

dimengerti secara sempurna. Kecepatan angin surya terbagi dua,

yaitu angin cepat yang mencapai 400 km/s dan angin cepat yang

mencapai lebih dari 500 km/s. Kecepatan ini juga bertambah

secara eksponensial seiring jaraknya dari Matahari. Angin

Matahari yang umum terjadi memiliki kecepatan 750 km/s dan

berasal dari lubang korona di atmosfer Matahari.

4. Badai Matahari

Badai Matahari terjadi ketika ada pelepasan seketika energi

magnetik yang terbentuk di atmosfer Matahari. Plasma Matahari

yang meningkat suhunya hingga jutaan Kelvin beserta partikel-

partikel lainnya berakselerasi mendekati kecepatan cahaya. Total

energi yang dilepaskan setara dengan jutaan bom hidrogen

berukuran 100 megaton. Jumlah dan kekuatan badai Matahari

bervariasi. Ketika Matahari aktif dan memiliki banyak bintik,

3

badai Matahari lebih sering terjadi. Badai Matahari seringkali

terjadi bersamaan dengan luapan massa korona. Badai Matahari

memberikan risiko radiasi yang sangat besar terhadap satelit,

pesawat ulang alik, astronot, dan terutama sistem telekomunikasi

Bumi. Badai Matahari yang pertama kali tercatat dalam pustaka

astronomi adalah pada tanggal 1 September 1859. Dua peneliti,

Richard C. Carrington dan Richard Hodgson yang sedang

mengobservasi bintik Matahari melalui teleskop di tempat

terpisah, mengamati badai Matahari yang terlihat sebagai cahaya

putih besar di sekeliling Matahari. Kejadian ini disebut Carrington

Event dan menyebabkan lumpuhnya jaringan telegraf transatlantik

antara Amerika dan Eropa.

Dalam makalah ini yang akan dijelaskan secara lebih jelas adalah

Fenomena Bintik Matahari dan dampak-dampak yang mungkin ditimbulkan

oleh bintik matahari tersebut.

4

BAB II

PEMBAHASAN

I. SunSpot ( Bintik Matahari )

A. Definisi SunSpot

Bintik Matahari adalah bagian dari permukaan matahari

(fotosfer) yang dipengaruhi aktivitas magnetis hebat, yang

mengakibatkan terhambatnya konveksi, membentuk daerah bersuhu

lebih dingin. Bintik-bintik ini bisa terlihat dari bumi tanpa bantuan

teleskop. Meski bersuhu sekitar 4000-5000K, perbedaan dengan materi

sekelilingnya yang berkisar sekitar 5800K mengakibatkan daerah ini

tampak secara jelas sebagai noda-noda hitam karena intensitas sebuah

benda hitam yang dipanasi adalah sama dengan T (temperatur)

5

berpangkat empat. Jika sebuah bintik Matahari diisolir dari fotosfer

sekelilingnya ia akan tampak lebih cemerlang dari loncatan bunga api

listrik.

Titik minimum dari siklus bintik Matahari sebelas tahunan

mungkin telah terlanjut pada pertengahan kedua tahun 2008, tetapi

karena tidak adanya aktivitas bintik-bintik hitam, titik minimal siklus

mungkin akan berlangsung ke tahun 2009.[1] Walaupun pembalikan

polaritas bintik Matahari[2] yang diamati pada tanggal 4 januari 2008

mungkin menandai Siklus 24, hanya sedikit bintik Matahari yang

tampak. Definisi siklus bintik Matahari baru adalah kalau rata-rata

jumlah bintik Matahari dari polaritas magnetik baru berjumlah lebih

besar dari polaritas yang sebelumnya. Perkiraan dari tahun 2006,

meprediksi Siklus 24 akan mulai pada akhir tahun 2007 atau permulaan

2008, tetapi estimasi baru memperkirakan penundaan sampai tahun

2009.

Bintik Matahari, yang merupakan manifestari aktivitas magnetis

hebat, juga merupakan tempat terjadinya lengkung-lengkung korona

(coronal loops) dan peristiwa pemautan kembali (reconnection events).

Kebanyakan lidah semburan Matahari dan semburan massa korana

berasal di daerah magnetis aktif sekitar kelompok bintik-bintik Matahari

yang tampak. Fenomena sama yang diamati secara tidak langsung di

bintang-bintang dinamai bintik-bintik bintang. Keduanya, bintik terang

and bintik gelap telah diukur. [3]

6

Sejumlah kalangan mengungkapkan bahwa badai Matahari yang

mungkin muncul akibat aktivitas Matahari yang memuncak pada 2012

dan 2013 lebih berbahaya dari badai matahari 10 tahun yang lalu.

Benarkah demikian?

Astrofisikawan Lembaga Penerbangan dan Antarika Nasional

(Lapan), Thomas Djamaluddin, saat dihubungi pada Rabu (4/1/2012),

mengatakan, “Secara statistik, tidak akan terjadi seperti itu. Hampir rata-

rata.”

NASA dalam pernyataan di webnya, Kamis (22/12/2011), juga

menyatakan, “Tidak ada risiko spesial terkait 2012. Puncak aktivitas

yang terjadi pada 2012-2014 diprediksikan sebagai siklus Matahari rata-

rata, tak ada perbedaan dengan siklus lain.”

Menurut Thomas, frekuensi badai Matahari akan meningkat saat

aktivitas Matahari memuncak. Aktivitas Matahari ditandai dengan

semakin banyaknya bintik Matahari. Bila jumlah bintik lebih dari 100,

Matahari dikatakan aktif.

“Aktivitas Matahari terbesar pernah terjadi tahun 1960 saat

terdapat 200 bintik Matahari. Kedua pada tahun 1780 ketika jumlah

bintik Matahari mencapai 150. Siklus terakhir tahun 2000 jumlah

bintiknya 120,” kata Thomas.

Saat ini, jumlah bintik Matahari masih sekitar 100, masih

fluktuatif. Beberapa hari lalu, jumlah bintik Matahari sempat hanya 60.

Untuk hari ini, penghitungan jumlah bintik Matahari menunjukkan

sekitar 95.

7

Dengan jumlah bintik Matahari tersebut, badai Matahari yang

mungkin muncul tak akan terlalu besar. Gangguan yang harus

diwaspadai adalah pada komunikasi, navigasi, dan kelistrikan. Badai

Matahari tidak akan menyebabkan kepunahan kehidupan.

II. Beberapa Dampak Sunspot

Matahari. Sinar dan panasnya tentu begitu penting bagi

kelangsungan kehidupan di muka bumi ini sepanjang masa. Namun, di

balik benderangnya benda langit itu tersembunyi sisi gelap yang

mengganggu kondisi di bumi, yaitu bintik hitam (sunspot) yang diikuti

badai dan flare. Sebagai pusat peredaran planet-planet di tata surya,

matahari merupakan sumber energi bagi makhluk di bumi.

Energi itu dihasilkan dari reaksi termonuklir untuk mengubah

hidrogen menjadi helium yang terjadi di dekat inti matahari. Suhu di

bagian pusat matahari yang terdiri dari gas berkerapatan 100 kali

kerapatan air di bumi itu, mencapai 15 juta derajat Celsius. Di dalam

perut matahari terjadi rotasi dan aliran massa atau konveksi yang

memengaruhi gaya magnetnya. Pada aktivitas tinggi, gaya magnet ini

bisa terpelintir atau berpusar hingga menembus permukaan matahari

membentuk kaki-kaki, yang tampak bagai bintik hitam.

Bintik hitam matahari memiliki diameter sekitar 32.000

kilometer, umumnya terdiri dari dua bagian, yaitu bagian dalam yang

disebut umbra, berdiameter 13.000 km atau seukuran diameter rata-rata

bumi dan bagian luar disebut penumbra yang garis tengahnya kurang

8

lebih 19.000 km. Suhu penumbra lebih panas dan warnanya lebih cerah

dibanding umbra.

Suhu gas yang terbentuk di lapisan fotosfer dan kromosfer di atas

kelompok bintik hitam itu naik sekitar 800º Celsius di atas suhu

normalnya. Akibatnya, gas ini memancarkan sinar lebih besar

dibandingkan dengan gas di sekelilingnya.

Setelah beberapa hari, pelintiran magnetik ini terpecah menjadi

beberapa pelintiran lebih tipis. Masing-masing bergerak melintasi

permukaan ke berbagai arah hingga menghilang.

Seperti di bumi, di permukaan matahari pun terjadi badai. Badai

matahari terjadi di daerah kromosfer dan korona berada di atas kawasan

munculnya bintik-bintik hitam. Beberapa badai matahari juga muncul

ketika terjadi ledakan cahaya atau flare. Ketika flare muncul, terjadi

pelepasan sejumlah besar energi. Umumnya, kian banyak bintik hitam

terbentuk, maka flare pun makin banyak.

A. Flare

Flare yang mengeluarkan partikel kecepatan tinggi dalam badai

matahari menyebabkan timbulnya tekanan pada magnetosfer bumi

hingga mengakibatkan badai magnetik di bumi. Fenomena ini

mengganggu komunikasi radio dan membuat jarum kompas berputar liar

di bumi.

Bintik hitam matahari dan flare, menurut Sri Kaloka, Kepala

Pusat Pengamatan Dirgantara Lembaga Penerbangan dan Antariksa

Nasional (Lapan), telah menimbulkan dampak berarti di beberapa

9

wilayah di bumi terutama di lintang tinggi karena meningkatnya elektron

di lapisan ionosfer. Tahun 1980-an, misalnya, pembangkit listrik di

Quebec, Kanada, padam akibat terpengaruh badai matahari.

Gangguan di lapisan ionosfer di ketinggian 60 km-6.000 km dari

permukaan bumi ini juga menyebabkan kekacauan dalam penyampaian

sinyal komunikasi frekuensi tinggi, yang menggunakan lapisan itu

sebagai media pemantul sinyal. Sistem navigasi dengan satelit global

positioning system menjadi tidak akurat.

Jumlah bintik hitam yang tampak dari pengamatan dari bumi

bervariasi, dari 1-100 titik. Bintik ini butuh waktu 11 tahun untuk

mencapai jumlah tertinggi, lalu menurun lagi. Periode ini disebut siklus

bintik matahari.

B. Periode Dingin

Dalam kondisi ekstrem, baik tinggi maupun rendah, bintik hitam

atau flare memberi dampak buruk bagi kondisi di bumi. Saat ini kejadian

bintik hitam, menurut Kepala Bidang Penelitian dan Pengembangan

Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika, Mezak Ratag, justru

dalam titik terendah.

Bintik hitam adalah indikator aktivitas matahari. Bila sedikit

jumlahnya, energi yang dipancarkan matahari berkurang, yaitu 0,1

persen pada cahaya tampak, tetapi bisa puluhan persen pada ultraviolet.

Kejadian bintik matahari bisa berkurang akibat menurunnya aktivitas

dinamo matahari, konveksi, dan atau tekanan radiasi dari reaksi nuklir di

pusat matahari.

10

Dalam beberapa tahun terakhir terjadi anomali aktivitas matahari

itu. Hanya beberapa hari saja dalam dua tahun terakhir ini terpantau

aktivitas bintik matahari, ujar Mezak. Kondisi permukaan matahari

hampir tanpa sunspot dalam beberapa tahun terakhir itu dikhawatirkan

mengarah pada minimum Maunder kedua setelah kejadian pendinginan

global sekitar tahun 1600-an.

Rendahnya aktivitas matahari berarti berkurangnya suplai panas

ke bumi secara rata-rata global dalam skala waktu tahunan  bukan harian

atau bulanan. Akan tetapi, pemanasan lokal masih bisa terjadi. Seperti

beberapa bulan terakhir, suhu laut di bagian timur agak hangat, urai

Mezak.

Berkurangnya suplai energi dari matahari pada bumi

menyebabkan berkurangnya pemanasan lautan, berarti pula penguapan

air laut yang akan menjadi hujan pun rendah.

Menurunnya suplai energi matahari juga melemahkan monsun.

Gerakan angin monsun terjadi karena perbedaan panas antarlautan dan

benua berdasarkan posisi garis edar matahari.

Pengaruh matahari ini tidak berkorelasi dengan peningkatan suhu

udara beberapa pekan terakhir. Tingginya suhu udara di bumi

disebabkan tingginya uap air, tetapi sedikit yang terbentuk menjadi

awan, sedangkan matahari sudah di lintang selatan. Cahaya matahari

sampai ke permukaan bumi tanpa halangan awan. Namun, inframerah

yang dipancarkan ke bumi tertahan uap air sehingga menaikkan suhu.

Uap air banyak dari laut.

11

Itu dijelaskan Mezak selaku Executive Panel Riset Monsun

Organisasi Meteorologi Dunia (WMO) pada pertemuan WMO di

Beijing,  berdasarkan laporan sejumlah ilmuwan dari AS, China, dan

Australia. Mereka mengatakan, ada tren pelemahan monsun di berbagai

tempat di bumi. Di Indonesia, kondisi itu mengakibatkan pelemahan

monsun rata-rata dalam beberapa tahun terakhir, tetapi variasinya dari

tahun ke tahun bisa besar,tambahnya.

Pusat Data Aktivitas Matahari (SIDC) di Belgia menghentikan

peringatan All Quiet Alert, karena peneliti di sana mendeteksi adanya

aktivitas di matahari. Namun, laporan ini belum final, mengingat banyak

pakar astrofisika matahari meyakini perioda aktivitas rendah ini masih

akan berlangsung lama hingga berdampak pendinginan global (global

cooling).

Pada kondisi belakangan ini, China mengalami musim dingin

paling dingin dalam 100 tahun terakhir, Amerika Utara mencatat rekor

tinggi salju, Inggris mengalami April terdingin.

Kondisi ini bukan pertama kali ini terjadi. Dari catatan sejarah,

tahun 1645-1715 matahari hampir tanpa bintik, aktivitasnya sangat

lemah. Pada kurun waktu itu, suhu permukaan global sangat rendah

sehingga dinamakan Zaman Es Kecil.

12

C. Badai Matahari

Ada banyak kesalahpahaman tentang fenomena alam badai

matahari ini. Untuk yang tidak mengerti, badai matahari sering dianggap

sebagai peristiwa luar biasa yang sangat langka. Padahal tidak demikian

adanya.

Matahari mengalami siklus rata-rata 11 tahunan (antara 9-14

tahun) yang dimulai dari periode aktifitas rendah, yang disebut Solar

Minimum, sampai periode dimana aktifitasnya meningkat, yang

disebut Solar Maksimum. Solar maksimum terakhir terjadi pada tahun

2000.

Dengan demikian, badai matahari sesungguhnya bukan peristiwa

aneh yang langka. Fenomena ini adalah bagian yang normal dari siklus

kehidupan matahari.

13

Selama periode solar maksimum, muncul Bintik Matahari

(sunspot), yaitu titik gelap di permukaan matahari yang disebabkan oleh

garis medan magnet yang menerobos permukaan matahari.

Karena matahari bukan objek padat seperti bumi, bagian-bagian

yang berbeda dari matahari berotasi dengan kecepatan yang berbeda

juga. Ini akan menyebabkan garis bidang magnetiknya menjadi kacau

balau hingga menyebabkan terbentuknya Solar Flare(Lidah api

matahari) yang kadang disertai dengan Coronal Mass Ejection (CME)

atau dikenal juga dengan lontaran massa korona. Peristiwa inilah yang

sering disebut dengan istilah Solar Storm atau Badai Matahari.

Astrofisikawan Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional,

Thomas Djamaluddin, mengatakan bahwa badai Matahari dapat

mengganggu sistem telekomunikasi, navigasi, fungsi satelit, dan sistem

perbankan.

“Navigasi berbasis satelit seperti GPS juga kemungkinan

terganggu akurasinya, jadi jangan terlalu percaya pada posisi yang

ditunjukkan GPS (frekuensi tunggal) kalau diduga ionosfer terganggu

oleh badai Matahari,” kata Thomas.

Dampak lainnya adalah gangguan komunikasi radio HF atau

gelombang pendek yang biasa digunakan untuk komunikasi jarak jauh,

seperti siaran radio luar negeri, misalnya BBC, VOA, dan ABC.

Gangguan juga mungkin terjadi pada telekomunikasi seluler,

siaran televisi, dan lainnya. Namun, untuk hal ini, biasanya para operator

satelit telah mengantisipasinya.

14

Saat CME atau lontaran massa korona bergerak menuju bumi,

partikel yang dibawanya akan menghantam magnetosphere bumi yang

kemudian akan menciptakan aurora. Adapun kecepatan CME berbeda-

beda ketika terjadi solar storm. Kecepatan CME pada tahun 2012 ini

mencapai hingga 2.200 km per detik.

Meskipun terdengar begitu chaos, sesungguhnya manusia dan

makhluk hidup lainnya dilindungi dengan aman di bumi. Pada saat

terjadinya badai-badai matahari sebelumnya, makhluk hidup di bumi

sama sekali tidak terpengaruh. Namun, teknologi yang kita miliki

memang rentan terhadap fenomena ini  seperti yang terjadi pada tahun

1859, atau tahun ketika Quebec, Swedia dan Afrika Selatan

dibuat blackout (gelap total).

Mengingat sangat tergantungnya infrastruktur kita terhadap

jaringan telekomunikasi, maka peristiwa lumpuhnya telekomunikasi

mungkin akan membawa kelumpuhan pada sistem lainnya, seperti

keuangan dan transportasi.

Sebuah semburan badai matahari yang kuat bisa membawa

kerusakan dengan mengintervensi sumber listrik dan jalur komunikasi

kita. Ini akan menyebabkan sistem menjadi overload dan akhirnya

mengalami kerusakan.

Menurut salah satu laporan yang dikeluarkan oleh National

Academy of Science Amerika Serikat, saat badai itu terjadi, sekitar 300

pembangkit listrik di Amerika bisa lumpuh hanya dalam tempo 90 menit

dan memutuskan persediaan listrik untuk 130 juta penduduk.

15

Setelah jaringan listrik terputus, persediaan air pun akan ikut

terputus. Tanpa adanya listrik dan persediaan air, maka perekonomian

akan menjadi lumpuh. Tidak ada aktifitas perkantoran dan transportasi

seperti pesawat terbang atau kereta. Bahkan fasilitas vital seperti markas

militer atau rumah sakit juga akan ikut lumpuh. Dengan kata lain Chaos!

NASA dan badan antariksa negara-negara lain di dunia telah

mengetahui dengan jelas kalau solar flare bisa melumpuhkan sistem

satelit. Karena itu sejak lama, NASA telah mengirim beberapa wahana

untuk mengawasi aktifitas matahari. Saat ini, wahana-wahana tersebut,

seperti ACE atau SOHO, masih rajin mengawasi perubahan-perubahan

aktifitas yang terjadi pada matahari. Jika wahana itu mendeteksi adanya

CME, maka sensornya akan segera menghasilkan peringatan yang

memberikan cukup waktu untuk manusia bumi (kita) untuk mengambil

langkah antisipasi, seperti mengubah sistem satelit kita menjadi “safe

mode”. Dengan demikian, kerusakan yang ditimbulkannya akan menjadi

sangat minimal. Antisipasi yang sama juga telah dilakukan terhadap

infrastruktur dan sumber pembangkit listrik lainnya.

16

DAFTAR PUSTAKA

http://nandi.staf.upi.edu/2012/01/26/fenomena-badai-matahari-antara-

fakta-dan-mitos/

http://www.forplid.net/artikel/102-ancaman-itu-datang-dari-

matahari-.html

http://sains.kompas.com/read/2012/01/04/16365135/Badai.Matahari.2012.Tergolong.Biasa

http://evaeempuy.blogspot.com/2011_03_01_archive.html

http://id.wikipedia.org/wiki/Bintik_matahari

17