Fenomena Fisika

Apa Itu Aurora ?

Di belahan bumi Utara terutama Alaska, seringkali langit malam yang gelap tiba-tiba menjadi terang-benderang. Warnanya biasanya hijau, merah, biru atau lembayung. Orang-orang kuno menghubung-hubungkan munculnya fenomena alam itu dengan penyakit dan peperangan. Aurora berwarna merah terang pernah dianggap sebagai “kolam darah” para pejuang yang gugur dalam peperangan.  di North Country, Inggris, aurora dikenal sebagai “lembing terbakar”.  Sebelum revolusi perancis meletus, sebuah aurora muncul. Penduduk Skotlandia dan Inggris mengaku mendengar suara pertempuran dan melihat peperangan di angkasa. Pada tanggal 24 Februari 1716, berbarengan dengan kematian James Ratcliffe, Earl Derwentwaterterakhir, muncul aurora berwarna merah terang dan bergerak cepat di langit. Sejak saat itu aurora itu dikenal sebagai “Cahaya Lord Derwenwater”.

Di masa lalu, aurora dipercaya dapat meramalkan cuaca, meskipun kebenarannya kadang-kadang berlawanan. Di Labrador, aurora merupakan pertanda cuaca yang baik, sedangkan di Greenland dianggap sebagai tanda datangnya angin selatan dan badai. Di Norwegia Utara, aurora sering dihubung-hubungkan dengan cuaca dingin.

Aurora adalah cahaya yang tercipta di udara. Cahayanya yang gemerlapan disebabkan oleh atom-atom dam molekul yang bertumbukan dengan partikel-partikel bermuatan, terutama elektron dan proton yang berasal dari matahari.  Partikel-partikel tersebut terlempar dari matahari dengan kecepatan lebih dari 500 mil per detik dan terhisap medan magnet bumi di sekitar kutub Utara dan Selatan. Warna-warna yang dihasilkan disebabkan benturan partikel dan molekul atau atom yang berbeda. Misalnya, aurora hijau terbentuk oleh benturan partikel elektron dengan molekul nitrogen. Aurora merah terjadi akibat benturan antara partikel elektron dan atom oksigen.

Sebenarnya ada dua jenis aurora. Aurora borealis terlihat di belahan bumi Utara, sedangkan Aurora australis terlihat di belahan bumi Selatan. Aurora sebenarnya bisa dijumpai di setiap bagian langit. Tetapi seringkali nampak terlalu pucat untuk terlihat dengan jelas kecuali di daerah-daerah di dekat Kutub Utara dan Selatan.

Istilah aurora borealis pertama kali digunakan oleh Galileo Galilei pada tahun 1619. Galilei sudah lama mempelajari cahaya-cahaya yang menakjubkan tersebut. Sayang sekali ia tidak dapat bekerja dengan leluasa. Saat itu, pihak Gereja Roma sangat membatasi ruang geraknya. Maklum, Galilei dianggap berseberangan dengan doktrin gereja yang sudah dianut selama ratusan tahun lamanya yang menyatakan bahwa bumi adalah pusat alam semesta. Galileo terpaksa menyamarkan tulisan-tulisannya dengan meminjam nama muridnya, Mario Guiducci. Tetapi pendapatnya tentang aurora masih kurang pas. Menurutnya, aurora disebabkan oleh pantulan sinar matahari pada lapisan atmosfer atas.

Aurora dapat terlihat hingga tengah malam. Pada saat itu, cahayanya terlihat turun. Beberapa saat kemudian, pita-pita cahaya yang melengkung muncul di atas cahaya, dan sinar mulai bergerak menuju bagian tengah langit. Cahaya ini semakin benderang. Pada intensitas penuh, aurora menutup seluruh angkasa seperti kelambu cahaya yang tertiup angin. Kadang-kadang cahaya ini muncul kurang dari jarak 500 mil di atas permukaan bumi dan kadang-kadang lebih dari 600 mil. Aurora terlihat paling terang saat terjadi  badai magnetik. Aura paling sering terlihat pada saat aktivitas titik matahari yang terbesar. Aurora borealis paling sering disaksikan di Fairbanks, Alaska, dan beberapa lokasi di Kanada Timur, Islandia dan Skandinavia Utara. Aurora australis paling jarang terlihat. Maklum, 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 paling sering terlihat di Tasmania. Aurora ini pertama kali dikenal para ilmuwan Eropa pada abad ke-18, tetapi telah dikenal oleh kaum Aborigin dan Maori sejak tujuh ratus tahun yang lalu.

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. Penampakannya berubah-ubah tergantung pada panjangnya malam. Tahap paling indah adalah pada tengah malam. Aurora juga membentuk pita-pita  cahaya dengan berbagai warna, biasanya berwarna hijau, kuning, biru atau merah tua.

Menurut Syun Akasofu, bagian penting lainnya dari mekanisme aurora adalah “angin matahari”, yaitu sebuah aliran partikel yang keluar dari matahari. Akasofu dari Alaska Geophysical Institute, adalah orang yang sangat berperan dalam meneliti aurora. "Angin matahari menggerakkan sejumlah besar listrik di atmosfer (Sabuk Van Allen). Energi ini akan mempercepat partikel ke atmosfer bagian atas yang kemudian akan bertabrakkan dengan berbagai gas. Hasilnya adalah warna-warna di angkasa yang bergerak-gerak", ucapnya. Tekanan listrik mengeluarkan molekul gas menjadi keadaan energi yang lebih tinggi, yang mengakibatkan lepasnya foton. Warna tergantung pada frekuensi tumbukkan antara partikel-partikel dan gas-gas. Mekanisme ini hampir sama dengan nyala lampu berpendar atau lampu neon.