Aurora Biru dan Merah Muda yang Misterius di Jepang Menantang Pemahaman Ilmiah
Jepang baru-baru ini menyaksikan aktivitas aurora yang tidak biasa dengan munculnya aurora dominan berwarna merah muda salmon dan biru, yang dihasilkan dari badai magnet yang signifikan.
Para peneliti memanfaatkan data publik dan ilmiah untuk menganalisis fenomena ini, menemukan detail struktural baru dan mekanisme pembentukan potensial, menantang teori yang ada tentang asal usul aurora.
Aurora Spektakuler Menerangi Jepang
Aurora cemerlang menerangi langit pulau Honshu dan Hokkaido di Jepang pada 11 Mei 2024, didorong oleh badai magnet yang kuat. Biasanya, aurora di lintang rendah tampak berwarna merah karena oksigen atom emisi, tapi peristiwa ini unik. Aurora berwarna merah muda salmon bertahan sepanjang malam, dan tepat sebelum tengah malam, aurora dominan biru yang sangat tinggi dan mencolok muncul.
Tontonan ini ditangkap dalam video ponsel pintar dan foto amatir, sehingga para ilmuwan dapat menggabungkan kontribusi publik dengan data mereka sendiri untuk analisis terperinci.
Dalam sebuah studi baru, para peneliti menggunakan video dan gambar aurora dominan biru untuk memetakan luasnya, memvalidasi temuan mereka dengan pengukuran spektrofotometer. Penelitian tersebut, diterbitkan pada tanggal 5 Desember di Bumi, Planet dan Luar Angkasadipimpin oleh Sota Nanjo, peneliti pascadoktoral di Institut Fisika Luar Angkasa Swedia, dan Profesor Kazuo Shiokawa dari Institut Penelitian Lingkungan Luar Angkasa-Bumi (ISEE) di Universitas NagoyaJepang.
Mengungkap Misteri Aurora Biru
Investigasi Nanjo dan Shiokawa memberikan visualisasi pertama dari struktur spasial aurora dominan biru selama badai. Para peneliti menemukan bahwa aurora memiliki struktur memanjang yang sejajar dengan garis medan magnet, pertama kali mereka diidentifikasi di aurora lintang rendah dan dominan biru. Mereka juga menemukan bahwa aurora membentang sekitar 1.200 km garis bujur, terdiri dari tiga struktur terpisah, dan ketinggian berkisar antara 400-900 km.
Temuan Nanjo dan Shiokawa mungkin mengubah pemahaman kita tentang aurora biru. Arus cincin, wilayah partikel bermuatan berbentuk donat yang mengelilingi Bumi, diyakini sebagai sumber atom netral energik (ENA) yang menghasilkan aurora lintang rendah, termasuk aurora merah. Menurut model ini, badai tersebut kemungkinan memberi energi pada ENA, menciptakan tampilan cahaya berwarna-warni.
Menantang Model yang Sudah Ada
Namun, penemuan kelompok tersebut tidak dapat dengan mudah dijelaskan dengan mekanisme ini. Seperti yang dijelaskan Shiokawa: “Dalam penelitian ini, struktur sepanjang beberapa ratus kilometer ditemukan pada aurora dominan biru dalam arah memanjang, yang sulit untuk ditafsirkan hanya dengan aktivitas ENA. Selain itu, ENA tidak mungkin menciptakan struktur aurora yang sejajar dengan garis medan magnet, seperti yang diamati dalam penelitian ini.”
Kemungkinan lain adalah aurora disebabkan oleh hamburan resonansi ion molekul nitrogen yang disebabkan oleh penyinaran sinar matahari. Namun, penelitian kelompok tersebut menunjukkan bahwa proses berbeda terjadi, karena sinar matahari hanya mencapai hingga 700 km, bukan 400 km yang diamati oleh para peneliti.
Proses Tak Dikenal di Ketinggian
Sebaliknya, hasil penelitian mereka mungkin menunjukkan kemungkinan menarik adanya proses yang tidak teridentifikasi. “Temuan kami menunjukkan bahwa ion molekul nitrogen mungkin telah dipercepat ke atas melalui beberapa mekanisme dan bertanggung jawab atas pembentukan aurora dominan biru,” kata Shiokawa.
“Sampai saat ini, belum dipahami dengan baik bagaimana ion molekul nitrogen dengan berat molekul besar bisa berada di ketinggian seperti itu,” lanjutnya. “Ion-ion semacam itu tidak mudah bertahan dalam jangka waktu yang lama karena massanya yang besar dan interval waktu rekombinasi disosiatif yang pendek; Namun, mereka diamati di dataran tinggi. Prosesnya diselimuti misteri.”
Implikasi untuk Penelitian Masa Depan
Secara keseluruhan, pengamatan berulang terhadap aurora dominan biru, seperti yang diamati di Jepang, dapat memberikan petunjuk untuk memahami prinsip di balik bagaimana nitrogen dapat ditemukan pada ketinggian tersebut. Karena proses keluarnya ion molekul nitrogen ke magnetosfer penting dalam segala hal mulai dari memahami badai geomagnetik dan lingkungan radiasi di luar angkasa, temuan ini dapat membantu kita memahami proses yang terjadi ratusan kilometer di atas kita.
Referensi: “Struktur spasial aurora lintang rendah berwarna biru yang diamati dari Jepang selama badai geomagnetik ekstrem pada Mei 2024” oleh Sota Nanjo, dan Kazuo Shiokawa, 5 Desember 2024, Bumi, Planet dan Luar Angkasa.
DOI: 10.1186/s40623-024-02090-9
