SUAR CAHAYA PUTIH MATAHARI YANG 'LANGKA' ADA DI MANA-MANA

Suar Matahari (solar flare) adalah pelepasan energi magnetik secara tiba-tiba. Suar memancarkan radiasi, partikel berenergi, dan plasma yang menggerakkan cuaca antariksa di seluruh Tata Surya. Satu kelas khusus bahkan membuat cahaya tampak Matahari menjadi lebih terang: suar cahaya putih (white-light flares). Yang pertama tercatat diamati secara terpisah oleh Carrington dan Hodgson pada 1859.

Sejak itu, suar semacam ini dianggap langka dan ekstrem. Sebagian besar energi suar dilepaskan tinggi di korona, dan sulit membawa cukup banyak energi itu ke bawah untuk memanaskan lapisan-lapisan dalam yang memancarkan cahaya tampak. Kajian awal berbasis darat hanya menghitung beberapa suar per tahun. Sebelum Solar Dynamics Observatory (SDO) milik NASA, hanya sekitar 150 suar yang telah dipastikan sebagai suar cahaya putih; kini jumlahnya beberapa ratus, kebanyakan dari kelas terbesar, X dan M. Suar digolongkan menurut kecerahan sinar-X-nya ke dalam kelas B, C, M, dan X, dari yang terlemah hingga terkuat. Kubu lain sudah lama berpendapat sebaliknya: setiap suar mungkin berpendar dalam cahaya putih, hanya saja teleskop tidak cukup peka untuk melihatnya.

Piksel demi piksel

Shuanghong Li, Yongliang Song, dan rekan-rekannya di National Astronomical Observatories Tiongkok dan China West Normal University berupaya menuntaskan pertanyaan itu dengan kamera HMI milik SDO, yang telah memotret permukaan tampak Matahari setiap 45 detik, dengan piksel berukuran sekitar setengah detik busur (satu detik busur adalah sudut yang sangat kecil, 1/3600 derajat), selama lebih dari 15 tahun.

Metode mereka sengaja dibuat sederhana. Untuk setiap piksel di wilayah yang mengalami suar, mereka mengikuti kecerahannya dari waktu ke waktu, mengurangkan latar yang berubah lambat, dan mencari denyut. Jika denyut terkuat selama suar menonjol dari denyut-denyut sebelum dan sesudahnya sedikitnya enam kali sebarannya, piksel itu dihitung berpendar. Bintik terisolasi selebar satu atau dua piksel dibuang, untuk menghindari hantaman sinar kosmik dan piksel yang berderau. Ambang yang sama diterapkan pada setiap suar.

Mereka memilih sampel yang menuntut: 769 wilayah aktif — kawasan magnetik di sekitar bintik Matahari tempat suar meletus — yang dipilih dari yang paling tidak aktif, masing-masing menghasilkan kurang dari sepuluh suar, antara Januari 2011 dan Mei 2025. Hasilnya 1.951 suar — 547 kelas B, kategori terlemah dalam sampel, 1.316 kelas C, 88 kelas M, dan sama sekali tidak ada raksasa kelas X.

Satu dari dua suar

1.012 dari 1.951 suar berpendar dalam cahaya putih: 51,9%. Porsinya naik seiring ukuran suar: 36,9% untuk kelas B, 55,9% untuk kelas C, dan 85,2% untuk kelas M. “Untuk pertama kalinya,” tulis para penulis, emisi cahaya putih ternyata tersebar luas bahkan di antara suar kelas B.

Dua pertiga wilayah tenang (508 dari 769) menghasilkan setidaknya satu suar cahaya putih. Makin banyak suar yang dihasilkan suatu wilayah, makin besar kemungkinannya: 43,6% wilayah dengan satu suar, 68,1% dengan dua, 76,5% dengan tiga, 86,1% dengan empat, dan hampir semua wilayah dengan enam suar atau lebih. Dari tahun ke tahun, lajunya erat mengikuti jumlah bintik Matahari di wilayah-wilayah sampel (korelasi r ≈ 0,85). Laju itu tidak menunjukkan preferensi terhadap lintang, dan mengikuti siklus Matahari: sekitar 57% suar pada siklus 24, 45% sejauh ini pada siklus 25.

Tersembunyi di depan mata

Mengapa suar-suar ini begitu lama terlewat? Bercak-bercak yang berpendar, yang oleh para penulis disebut inti (kernels), berukuran mungil: kebanyakan di bawah 2 detik busur persegi (sekitar delapan piksel kamera), tak pernah lebih dari 5 detik busur persegi. Bercak-bercak itu kebanyakan bertahan 6 hingga 16 menit dan mencerahkan permukaan hanya 3 hingga 20%, biasanya 6 hingga 9% — tepat di sekitar ambang 8% yang dipakai banyak kajian terdahulu untuk menyatakan sebuah deteksi.

Yang terpenting, sebagian besar inti itu terletak di luar bintik Matahari, di Matahari tenang: 91,4% inti pada suar kelas B, 86,1% pada kelas C, dan masih 74,4% pada kelas M. Di sana, dengan latar yang sudah terang, kontrasnya lemah dan sulit dilihat dengan mata. Selain itu, ketika sebuah suar memiliki beberapa inti, inti-inti itu biasanya tidak mencerah secara serempak, sehingga membandingkan hanya dua cuplikan citra akan melewatkan sebagian di antaranya. Suar kecil kebanyakan hanya memiliki satu inti; suar kelas M biasanya memiliki lebih dari tiga.

Apa yang menentukan pendarannya

Namun, kecerahan sebuah inti tidak menunjukkan kaitan dengan kelas suar, medan magnet setempat, ataupun ukuran inti. Kecerahan itu berkaitan dengan berapa lama inti bertahan dan berapa lama waktu yang diperlukannya untuk naik. Para penulis menduga bahwa tata letak magnetik pada saat suar terjadi menentukan seberapa efisien atmosfer lapisan dalam dipanaskan. Sekitar separuh inti mencapai puncaknya di antara dua penanda dalam sinyal sinar-X suar, yang mengisyaratkan campuran beberapa proses pemanasan.

Di luar Matahari

Temuan ini menjangkau lebih jauh daripada bintang kita. Suar Matahari cahaya putih menyerupai suar pada bintang lain, dan suar bintang yang lemah tenggelam dalam cahaya seluruh bintang. Bintang-bintang yang belum pernah terlihat mengalami suar, menurut para penulis, mungkin sama aktifnya dengan Matahari. Mereka juga mencantumkan keterbatasan mereka sendiri: apa pun yang lebih singkat dari 45 detik atau lebih kecil dari setengah detik busur lolos dari kamera, bintik-bintik terisolasi dibuang, dan sampelnya sebagian besar berisi suar kecil.

Kajian ini hadir, catat para penulisnya, lebih dari 170 tahun setelah pengamatan Carrington — dan pada tahun peringatan 200 tahun kelahirannya.