Sains di balik 'Hari Kiamat 2012'

Pendahuluan

Kita bisa saja ada di dalam pertunjukan kembang api yang maha besar di tahun 2012. Matahari akan mendekati puncak dari siklus 11-tahun, yang disebut "solar maksimum", sehingga kita akan menyaksikan banyak aktivitas matahari. Beberapa prediksi memperkirakan solar maksimum dari Solar Cycle 24 lebih energik daripada solar maksimum terakhir dalam 2002-2003. Menurut salah satu dari banyak skenario hari kiamat kita telah disuguhi ramalan suku Maya tentang "akhir dunia" pada tahun 2012, skenario ini sebenarnya berdasarkan beberapa ilmu pengetahuan. Mungkin ya, ada beberapa korelasi antara siklus matahari 11-tahunan dan siklus waktu dilihat dalam kalender Maya, peradaban kuno ini mungkin faham bagaimana magnet matahari menjalani perubahan polaritas setiap dekade. Selain itu, teks agama (seperti Alkitab) mengatakan bahwa kita ada untuk hari penghakiman, melibatkan banyak api dan belerang. Jadi, sepertinya kita akan terpanggang hidup hidup oleh bintang terdekat kita pada 21 Desember 2012!

Matahari mempunyai siklus alamiah periodik sekitar 11 tahunan
img source www.universetoday.com

Gabungan dari beberapa gambar solar flares di matahari. Kredit foto: JAXA
Img source http://www.nasa.gov/mission_pages/solar-b/solar_009.html

Peristiwa cuaca di ruang angkasa yang paling serius dalam sejarah terjadi pada 1859. Hal ini dikenal sebagai peristiwa Carrington, setelah astronom amatir Inggris, Richard Carrington, yang pertama kali mencatat penyebabnya: "dua bidang cahaya yang luar biasa terang dan putih" berasal dari kelompok sunspots (noktah pada matahari) yang besar. Peristiwa Carrington terdiri dari delapan hari cuaca ruang angkasa yang parah. Ada sejumlah saksi mata dari aurora yang menakjubkan, bahkan di garis lintang khatulistiwa. Dunia telegrap mengalami gangguan jaringan yang parah, dan magnetometer Victoria bahkan melampaui skala.

Pada jam 11:18 pada Kamis pagi yang cerah, 1 September 1859, pria 33 tahun, Richard Carrington- salah satu dari solar astronomer Inggris ternama yang sudah dikenal luas-sedang berada di observatorium pribadinya. Seperti biasa pada setiap hari cerah, teleskopnya memproyeksikan gambar matahari selebar 11inci pada layar, dan Carrington dengan cakap menggambar sunspots yang dia lihat.

Pagi itu, ia menangkap seperti sebuah kelompok sunspots yang besar. Tiba-tiba, didepan mata, dua manik-manik cahaya putih cemerlang yang membutakan muncul di atas sunspots, intensif dengan cepat, dan sesuatu yang bebentuk ginjal. Menyadari bahwa ia menyaksikan sesuatu yang belum pernah terjadi sebelumnya dan "agak bingung dengan kejutan itu," Carrington kemudian menulis, "Aku berlari tergesa-gesa untuk memanggil seseorang untuk menyaksikan pertunjukan itu bersamaku. Ketika kembali dalam waktu 60 detik, saya dibuat malu karena ia sudah banyak berubah dan melemah. "Dia dan saksi yang melihat berkas bintik-bintik putih untuk sekedar menunjukkan lalu menghilang. Saat itu jam 11:23 pagi. Hanya lima menit berlalu.

Sebelum fajar pada hari berikutnya, langit di seluruh planet bumi meledak ledak merah, hijau, dan aurora ungu begitu cemerlang sehingga koran pun dapat dengan mudah dibaca sebagaimana di siang hari. Bahkan, aurora yang menakjubkan itu berdenyut bahkan di dekat garis lintang tropis di atas Kuba, Bahama, Jamaika, El Salvador, dan Hawaii.

Bahkan yang lebih menguatirkan, sistem telegrap di seluruh dunia menjadi berantakan. Operaror telegrap yang kaget karena lompatan bunga api pada colokan dan menyebabkan kertas telegrap terbakar api. Bahkan ketika telegraper memutuskan jalur tenaga batere, aurora menginduksi arus listrik pada kabel kabel jalur pesan yang akan dikirim.

"Apa yang telah Carrington lihat adalah cahaya putih-suar solar (ing:solar flare), sebuah ledakan magnetis pada Matahari," jelas David Hathaway, ahli fisika matahari yang memimpin tim di NASA's Marshall Space Flight Center di Huntsville, Alabama.

Kini kita tahu bahwa solar flare sering terjadi, terutama pada saat noktah matahari mencapai puncak. Kebanyakan sunspot (noktah matahari) berakhir dengan melepaskan sinar-X (direkam oleh teleskop X-ray di ruang angkasa) dan radio noise (direkam oleh teleskop radio di ruang angkasa dan di bumi). Bagaimanapun juga di hari di mana Carrington menyaksikan solar flare, belum ada satelit X-ray atau radio teleskop. Tidak ada seorangpun yang tahu keberadaan solar flare sampai September pagi ketika super-flare muncul dengan amat terang sehingga menandingi kecerahan matahari itu sendiri.

"Jarang ada orang yang dapat melihat sesuatu yang cerah dari permukaan matahari," kata Hathaway. "Butuh banyak energi untuk memanaskan permukaan matahari!"

Solar flare modern yang direkam 5 Desember 2006, oleh satelit X-ray Imager onboard, NOAA's Goes-13.
Suar itu sangat kuat hingga merusak instrumen pengambil gambar. Peneliti percaya Carrington's Flare jauh lebih energik daripada yang ini.

Ledakan tidak hanya menghasilkan gelombang cahaya yang terlihat terang, tetapi juga awan raksasa dari partikel padat dan melepaskan gelombang magnetis-"CME"(Coronal Mass Ejections) dan melemparkan awan langsung menuju Bumi. Keesokan paginya ketika CME tiba, ia akan bertabrakan dengan medan magnetik bumi, menyebabkan gelembung magnetik global yang menyelubungi planet hingga bergetar dan bergoyang. Peneliti yang menyebut ini sebagai "badai geomagnetik." Pergerakan medan magnet yang cepat akan menginduksi arus listrik yang besar yang mengalir melalui saluran telegrap dan mengganggu telekomunikasi.

"Lebih dari 35 tahun yang lalu, saya mulai menggambarkan perhatian komunitas fisikawan ruang angkasa kepada flare di tahun 1859 dan dampaknya pada telekomunikasi," kata Louis J. Lanzerotti, pensiunan Anggota Staf Teknis di Laboratorium Bell dan saat ini dia adalah editor jurnal dari Space Weather. Ia menjadi sadar akan efek dari badai geomagnetic matahari terhadap komunikasi di bumi ketika terjadi solar flare yang sangat besar pada tanggal 4 Agustus 1972, yang menghempaskan komunikasi telepon jarak jauh di Illinois. Peristiwa tersebut, pada kenyataannya, menyebabkan AT & T merancang ulang power system untuk kabel transatlantik. Flare yang sama pada 13 Maret 1989,membangkitkan badai geomagnetik yang merusak transmisi tenaga listrik dari stasiun Hydro Quebec di Kanada, membuat sebagian besar propinsi dan 6 juta orang terjerumus ke dalam kegelapan selama 9 jam; aurora meginduksi gelombang daya bahkan membuat lumer transformer listrik di New Jersey. Pada Desember 2005, sinar-X dari badai matahari mengganggu satelit komunikasi ke bumi dan sinyal navigasi Global Positioning System (GPS) selama 10 menit. Ini mungkin terdengar remeh, tetapi seperti yang dicatat oleh Lanzerotti, "Saya tidak akan ingin berada di pesawat komersial yang sedang dipandu mendarat oleh GPS atau pada sebuah kapal yang dipandu merapat oleh GPS selama 10 menit itu."

Kelas flare Carrington yang lain akan mengkerdilkan peristiwa ini. Untungnya, Hathaway mengatakan, mereka jarang muncul.

"Pada catatan 160 tahun badai geomagnetik, Peristiwa Carrington adalah yang terbesar." Ada kemungkinan untuk mempelajari bahkan lebih jauh ke masa silam dengan memeriksa es arktik. "Partikel energik meninggalkan catatan di dalam inti nitrat es," ia menjelaskan. "Disini kembali peristiwa Carrington dinobatkan sebagai yang terbesar dalam 500 tahun dan hampir dua kali lipat besarnya dari runner-up."

Statistik menunjukkan bahwa Carrington flares adalah peristiwa sekali dalam setengah milenium. Statistik yang jauh dari solid, bagaimanapun juga, dan Hathaway memperingatkan bahwa kita belum mengerti flare dengan baik untuk mengungkap pengulangannya dalam hidup kita.

Lalu apa?

Lanzerotti mengemukakan bahwa seiring teknologi elektronik yang telah menjadi semakin canggih dan semakin tertanam ke dalam kehidupan sehari-hari, mereka juga menjadi lebih rentan terhadap aktivitas matahari. Di Bumi, jalur listrik dan telepon kabel jarak jauh mungkin akan terpengaruh oleh arus auroral, seperti yang terjadi pada tahun 1989. Radar, komunikasi ponsel, dan pesawat penerima GPS dapat terganggu oleh kebisingan solar radio. Ahli yang telah mempelajari teka teki ini mengatakan hanya sedikit yang dapat dilakukan untuk melindungi satelit dari flare sekelas Carrington. Bahkan, baru-baru ini sebuah karya tulis memperkirakan potensi kerusakan pada lebih dari 900 satelit yang mengorbit saat ini dapat mencapai biaya antara $ 30 miliar dan $ 70 miliar. Solusi yang terbaik, mereka berkata: "miliki satelit komunikasi siap luncur.”

Manusia di ruang angkasa akan bahaya juga. Spacewalking astronot mungkin hanya punya beberapa menit setelah kilatan cahaya pertama untuk mencari tempat perlindungan dari partikel energik solar yang mengikuti foton awal tersebut. Di pesawat ruang angkasa mereka mungkin akan ada cukup perlindungan; kuncinya adalah; berada di dalam tepat waktu.

Tidak heran NASA dan badan-badan ruang angkasa lainnya di seluruh dunia telah melakukan studi dan prediksi prioritas tentang flare. Kini armada pesawat ruang angkasa tengah memantau matahari, mengumpulkan data tentang flares besar dan kecil yang akhirnya mengungkapkan apa yang memicu ledakan. SOHO, Hinode, STEREO, ACE dan lain-lain sudah di orbit sementara pesawat ruang angkasa baru seperti SDO (Solar Dynamics Observatory) sedang bersiap diluncurkan.

Penelitian tidak akan mencegah Carrington flare yang lain, tetapi dapat menghasilkan "kejutan yang membingungkan" sesuatu dari masa lalu.