Fenomena Terjadinya Aurora di Wilayah Kutub

Oleh: Dr. Ir. Vina Serevina, MM., Nur Fadhilah Syahidah, Pendidikan Fisika, Universitas Negeri Jakarta, 2021.

 

Figure 1 Sumber: guidetoiceland.is

Sejatinya dalam dunia yang kita huni ini banyak sekali fenomena, salah satunya adalah fenomena aurora. Aurora merupakan sebuah fenomena alam berupa pancaran cahaya yang menyala-nyala pada lapisan ionosfer. Aurora biasa terjadi di bagian kutub sebuah planet. Umumnya, aurora yang sering ditemui berwarna hijau kekuningan di malam hari. Keindahan alam yang dipancarkan membuat banyak orang takjub sehingga tidak sedikit orang yang berkeinginan untuk melihat dan menikmati pemandangan aurora.

Di Bumi, aurora biasa terjadi di wilayah Kutub Utara dan Kutub Selatan. Aurora yang berada di bagian Kutub Utara dinamakan Aurora Borealis, sedangkan aurora yang berada di bagian Kutub Selatan dinamakan Aurora Australis. Aurora bisa kita jumpai di beberapa negara, diantaranya adalah negara-negara yang letaknya tidak terlalu jauh dari kutub Bumi. Di bagian Utara aurora dapat dijumpai di Norwegia, Finlandia, Skotlandia, Swedia, Islandia, dan Inggris bagian utara. Sedangkan, di bagian Selatan aurora dapat dijumpai di Antartika, Amerika Selatan, Australia, hingga New Zealand.

Penulisan artikel ini memiliki tujuan untuk meningkatkan pemahaman sederhana tentang fenomena aurora yang terjadi di wilayah kutub.  Selain itu, penulisan artikel ini diharapkan dapat bermanfaat bagi para pembaca untuk menambah pengetahuan serta wawasan terkait fenomena aurora yang terjadi. Auora merupakan fenomena alam yang menakjubkan. Dibalik keindahannya itu, tahukah kamu bagaimana proses terbentuknya aurora hingga terbentuk pancaran cahaya yang indah? Mengapa aurora hanya terjadi di wilayah kutub?

Secara umum, aurora dapat terjadi karena adanya interaksi antara medan magnetik bumi dengan partikel yang dipancarkan matahari. Medan magnet matahari yang tak stabil dapat menyebabkan terbentuknya sun spot atau bintik matahari. Bintik matahari merupakan area gelap matahari atau area dingin matahari yang ukurannya 50.000 km dengan suhu berkisar 4000 K - 5000 K.  Daerah sun spot yang terus-menerus mengalami tekanan akan menyebabkan terjadinya ledakan sehingga melepaskan partikel bermuatan atau energi berupa arus proton dan elektron yang disebut juga angin matahari.

Kemudian, lontaran angin matahari tersebut menghantam planet-planet yang ada di Tata Surya. Ketika melewati Merkurius dan Venus, angin matahari akan langsung menerpa atmosfer planet tersebut, sehingga planet tersebut mengalami peningkatan suhu akibat dari terpaan aliran proton dan elektron tersebut. Namun, saat aliran proton dan elektron atau angin matahari menghantam Bumi, tidak terjadi demikian. Bumi dilapisi oleh medan magnet (magnetosfer) yang merupakan lapisan langit yang dipengaruhi oleh garis daya magnet bumi yang berfungsi untuk melindungi bumi dan seisinya dari terjangan benda-benda dan partikel ruang angkasa.

Saat angin matahari menerpa magnetosfer, partikel-partikel angin matahari akan terbagi menjadi dua bagian. Sebagian dibelokkan ke sekeliling bumi ke dalam suatu area yang disebut sebagai magnetosheath, sedangkan sebagian lagi ada partikel yang masuk kedalam lapisan atmosfer. Namun, pada sebagian partikel yang menembus tersebut juga tidak dapat masuk ke atmosfer bumi karena masih harus menghadapi pertahanan kedua dari bumi yakni Sabuk Radiasi Van Allen. Pada lapisan tersebut, partikel angin matahari akan terjebak.

Saat partikel yang masuk ke atmosfer terjebak di Sabuk Van Allen, partikel-partikel angin matahari akan menggerakan sejumlah besar listrik di atmosfer ke medan magnet terkuat di bumi yang terletak di kutub utara dan kutub selatan. Semakin dekat dengan medan magnet Bumi, maka auroranya akan terlihat makin besar dan jelas, begitupun sebaliknya.

Aliran partikel yang tertarik ke kutub medan magnet bumi akan bertumbukan dengan atom-atom yang ada di atmosfer. Aliran partikel yang berada di atmosfer, lebih tepatnya di Sabuk Van Allen akan dibawa oleh angin matahari ke lapisan ionesfer yang nantinya akan terionisasi.  Pada lapisan inilah aurora terbentuk dan dapat dilihat.

dhilah-2-619db984f9f60c13462c5703.jpg

Figure 2 Sumber: idntimes.com

Reaksi antara partikel angin matahari dengan atmosfer bumi menghasilkan berbagai macam warna pada aurora. Perbedaan warna tersebut dipengaruhi oleh jenis atom yang berinteraksi dengan proton dan elektron, mengingat pada ketinggian tertentu jenis atom penyusun atmosfer tidaklah sama.  Ketika kadar oksigen lebih besar, aurora akan didominasi oleh warna hijau kekuningan, sedangkan ketika kadar nitrogen lebih besar aurora akan didominasi oleh warna kemerahan.

Dapat disimpulkan bahwa proses terbentuknya aurora hingga terbentuk pancaran cahaya yang indah tidak terlepas dari peran penting matahari dan medan magnetik bumi. Munculnya aurora diakibatkan karena pembelokan partikel angin matahari oleh magnetosfer ke arah kutub. Oleh karena itu, di Bumi aurora paling sering muncul di wilayah kutub, dan sangat jarang bahkan hampir tidak pernah terjadi di wilayah Khatulistiwa.

DAFTAR PUSTAKA

Bertelsen, Nenty. Northern Lights (Aurora Borealis). Diakses pada 16 November 2021, dari https://guidetoiceland.is/connect-with-locals/nentyy/northern-lights-aurora-borealis-2

Izzatunnisa. 2018. FENOMENA AURORA DIKAJI DARI KONSEP KIMIA FISIKA.  Mataram: Universitas Mataram

Martiningrum, Dyah Rahayu, dkk. 2012.Fenomena Cuaca Antariksa. Bandung: Pusat Sains Antariksa LAPAN.

Mis, Sherly. 2019. Mengapa Bisa Terjadi Aurora di Daerah Kutub? Ternyata Ini 6 Alasannya!. Diakses pada 16 November 2021

Redaksi. 2012. Penyebab Aurora Hanya Terjadi di Kutub. Diakses pada 16 November 2021

Rizkiyan, Hadi. 2020. Fenomena aurora di kutub Bumi. Diakses pada 16 November 2021, dari https://oif.umsu.ac.id/2019/04/fenomena-aurora-di-kutub-bumi/